Вы никогда не слышали про реципрокальную крышу?! — Тогда вам точно стоит прочитать эту статью.
Реципрокальная крыша, или, так называемые, самоопирающиеся структуры — это не ноу-хау, это всего лишь нечто хорошо забытое старое. О подобной технологии строительства, известно было еще в XII веке нашей эры, а может и раньше. Китайцы и японцы часто используют строительную технологию самоопирающихся структур при постройке различных сооружений.
Описание подобных конструкций встречаются еще у римского императора Юлия Цезаря. Так, что технологию эту «юзают» давно и успешно. Суть реципрокальных структур заключается в том, что элементы из которых состоит конструкция будут опираться сами на себя.
Поняв принцип и немного потренировавшись, можно экспериментировать над созданием своих самоопирающихся структур.
Как вы понимаете, лучше всего по этой технологии делать именно крышу, но, можно и расширять диапазон применения технологии на здание целиком.
При этом нагрузка будет распределятся равномерно во все стороны и таким образом получается довольно прочная конструкция. А еще такие конструкции очень органично вписываются в любой природный ландшафт.
Что-то похожее на самоопирающиеся структуры можно наблюдать в москве на улице Шухова, если посмотреть на стоящую там башню Шухова ( Шаболовская телевизионная башня ).
Светлый и прозорливый ум великого Леонардо Да Винчи, в свое время, исследовал самоопирающиеся структуры в качестве математической модели и пришел к определенным аксиомам, например, — для нашего трехмерного пространства требуются, как минимум, три точки опоры(три балки), чтобы создать простейшую такую структуру.
Плоха была бы технология, если бы простой человек, не мог бы ее повторить используя себе во благо. Сегодня в нашей стране уже достаточно частных построек подобного типа, а это позволяет получить определенный опыт эксплуатации.
Опыт этот говорит о том, что подобная конструкция, если все рассчитано верно, способна выдерживать и русские снега и ветровые нагрузки нашей климатической полосы.
В сети можно найти вот такую вот книженцию
в которой приведены формулы для расчета при возведении построек с применением технологии самоопирающихся структур, а также наглядно показан сам процесс в разнообразнейших его вариациях.
Так, что дерзайте! По крайней мере беседку с использованием древней технологии вам построить будет вполне по силам!
Если информация показалась вам полезной, — подписывайтесь на канал, Лайки тоже приветствуются. Делитесь с друзьями!
Источник
Самонесущая ресипрокальная крыша для беседки. Конструкция Леонардо да Винчи
Представим ситуацию: кто-то задумал построить шестиугольную теплую беседку с центральным расположением печи, камина или открытого очага. Т.к. балки кровли стыкуются по осевому центру строения – дымоход в центре не разместить. Но решение для такой кровли есть – это самонесущая ресипрокальная крыша:
Схематично конструкция кровли выглядит так:
Каждая балка опирается на соседнюю, и вся конструкция замыкается в кольцо. Получается жесткая конструкция с опиранием на стены или вертикальные столбы. В центре остается пространство для выхода дымохода.
Если не верите, что такая конструкция работает – можете сложить ее без крепежа даже из спичек или небольших брусков:
Такой тип кровли является самонесущей конструкцией. Фиксация балок необходима только для предотвращения смещения и ветрозащиты (чтобы не оторвало шквалистым ветром). На крепеж в обычных условиях нет нагрузки.
Конструкция ресипрокальной крыши может быть и многоуровневой, с большим количеством балок, опирающиеся друг на друга. Это позволяет сделать кровлю больших по площади многоугольных строений. Т.к. угол ската небольшой – нужно учитывать снеговую нагрузку.
Минус у такой конструкции – это сложность сделать кровельное покрытие. Пожалуй, единственный из оптимальных вариантов – зашить OSB-листами и уложить мягкую черепицу.
Этот принцип построения самонесущих конструкций достаточно древний, например известна конструкция самонесущих мостов по схеме Леонардо да Винчи:
Рисунок Леонардо на втором слайде. Каждая наклонная балка опирается на впереди стоящую поперечную, а верхней гранью упирается в нижнюю поперечную. Т.к. все нагружается собственным весом – получается устойчивая конструкция. Просто и гениально.
Небольшой мост, построенный по этой схеме. Не нужны большого сечения балок, длинные бревна. Подпорки под них, которые опираются на грунт и на дно речки или ручья. Материалоемкость такой конструкции явно меньше традиционных конструкций.
Конструкция купольного дома относится тоже к самонесущим конструкциям.
Но что делать, если Вы не рискнете собирать такую самонесущую кровлю, а остановитесь на классической? Вот один из вариантов стыковки балок, чтобы в центре осталось место под дымоход:
Необходимо будет сварить двухуровневую конструкцию из уголков и трубы по проектным размерам. А проект кровли предварительно нарисовать в программе SketchUp.
Фотография взята из открытых источников, с сервиса Яндекс.Картинки
Подписывайтесь на канал, добавляйте его в закладки браузера (Ctrl+D). Впереди много интересной информации.
Источник
Самоопирающаяся конструкция купола кровли
Самоопирающиеся каркасы и кровли — тема этой ветки.
если геометрически продолжить каждую грань многогранника на некую величину, мы получаем точки пересечения лучей, в которых мы можем использовать уникальный самоопирающийся принцип, когда все балки лишь зафиксированы от осевого сдвига и при этом структура остается весьма жесткой, хоть и упругой!
Идеальное решение для легких беседок и шатров на бамбуковых каркасах или обвалованных дерновых кровлях, где основой могут служить натуральные бревна — цельные стволы или крупные ветви.
Научиться плести такие каркасы весьма полезно!
Имея некоторое количество достаточно прочной проволоки или веревки, можно почти даром возвести каркас внушительных размеров, а имея тенты(в легком варианте) или просто циновки, кору деревьев, солому, грунт, дерн — получаем превосходный эко-дом!
Есть разные варианты самоопирающейся (ресипрокальной) укладки куполов:
— Геодезический
— Конусный
— Кива
| Ladder-work_Reciprocal_Frame_(public).png [ 226.7 Кб | Просмотров: 44616 ] |
| Reciprocal_Frame_Slats.png [ 396.25 Кб | Просмотров: 44616 ] |
| Reciprocal_Frame _0,7.png [ 278.14 Кб | Просмотров: 62433 ] |
конусные еще проще
| x_12499181.jpg [ 29.77 Кб | Просмотров: 62427 ] |
| x_1f42282b.jpg [ 43.7 Кб | Просмотров: 62427 ] |
| x_1cb0e49d.jpg [ 55.31 Кб | Просмотров: 62427 ] |
Нержавейку надо искать, имхо. Какую-нибудь помягче.
А почему шнурами не хочешь вязать? Вообще — можешь поподробнее — что за сооружение, назначение, размер, расположение?
Алюминий сгорит за пару недель. проверено.
Нержавейка наверно лучший пока вариант. Но есть надежды на чудо ))) должны же быть еще какие-то варианты!
Мне нравится по удобству работы отпущенная стальная проволока, которой армо-каркасы для ж/б заливки вяжут. вот такую бы, но потолще и устойчивую к коррозии.
Шнурами по стеклопластику работать не самое то, имхо — соскальзывать будет. да и тоже со стойкостью к УФ проблемы — веревки на солнце да соленом ветру истлеют враз наверняка.
Это навес будет на смотровой площадке воднолыжного парка в Анапе — 4м диаметр с внутренней оболочкой.
Да, титан наверняка многие годы простоит! Поищу. Приценюсь. Спасибо, Юрий, за наводку! 🙂
Пеньковый вариант мог бы хорошо работать с деревянными или бамбуковыми стержнями! А вот со стеклопластиком стилистически пенька не совместима, имхо. да и скользить она будет по пластику.
Вот еще мысля пришла пока писал — может непосредственно стекловолокном и вязать? а готовую вязку полиэфиркой или эпоксидкой промазать! это же навечно. стекловолоконный шнур ведь к УФ устойчивость имеет абсолютную, насколько я понимаю? и конфликта материалов не будет — полная однородность!
Надо подумать — какие могут быть неожиданности?
До широкого распространения гвоздей деревянные детали связывали веревками. Говорят, что узлы и по ныне держат лучше гвоздей. Для связывания двух палок полезен узел констриктер:
Когда рабам вязали руки этим узлом, то держал он так крепко, что развязать было невозвожно. При необходимости веревки просто резали.
с веревками такой нюанс, что они либо хлипкие, либо толстые, что не очень подходит с эстетической точки зрения ))
и еще — не рассыпется ли эпоксидка от ультрафиолета со временем ?
пока вижу два варианта:
1. стекловолоконный шнур, промазанный гелькаутом
2. нержавеющая проволока.
Hiroshi+Murata,+Japanese,+Reciprocal+Frame+Dome.doc [2.63 Мб]
Скачиваний: 1231
Для лучшего понимания построения и размеров
| nexorade_depicted.gif [ 1.13 Мб | Просмотров: 58879 ] |
Многоуважаемый Котяра, как вы думаете можно ли совместить это чудо с
у вас отлично с пространственным мышлением и эксизированием в скетчапе. можно ли попробовать нарисовать?
Именно так не получится сделать. Чуть по другому скорей всего получится. нужно пробовать.
Скетчап файл прилагается, можно скачать да покрутить. Сфера ф10м.(по внутренней стороне) доска 50*200мм
расипрокал доска.skp [301.96 Кб]
Скачиваний: 763
Получится в случае если рёбра каркаса будут дугой под радиус сферы
| гнутые рёбра расипрокал.jpg [ 585.71 Кб | Просмотров: 58809 ] |
думал уже. тут не дугой надо. нужно запил сделать глубже, чтоб доски полностью сходились и тогда нужно будет только кончики срезать которые за соединение выходят. да, и думаю что не доски использовать надо, а фанеру — она покрепче на скол будет. порыл — лист фанеры 40мм стоит 2500, это при поверхностном поиске.
Можешь поглядеть какая длина самой большой доски и сколько их уйдет на. допустим 1/2? а так, пока, 4 типоразмера очень радуют. услышать бы еще мнение AndRay насчет прочностных характеристик.
Вообще в этом каркасе типоразмеров пять. Можно и самому попробовать. скачать скетчап файлик.
| расипрокал доска 1_2 .jpg [ 819.05 Кб | Просмотров: 58790 ] |
| расипрокал доска размеры.jpg [ 160.37 Кб | Просмотров: 58790 ] |
sticks and wire disequilibrium geodesic, Mars Hill, NC 1994
T18i-95-57.jpg [ 71.8 Кб | Просмотров: 56343 ]
F22-93-112.jpg [ 99.91 Кб | Просмотров: 56343 ]
Murata Hiroshi сделал таблички для изготовления балок ресипрокального купола с кровельной структуры по эскизам Леонардо Да Винчи.
В руководстве есть файл Excel, который поможет рассчитать длину балок по диаметру купола. Также можно рассчитать и величину кривизны балок.
Эскиз дом-купола на основе такой структуры.
| component plate-1.jpg [ 91.86 Кб | Просмотров: 55231 ] |
| Da Vinci Dome Sketch 1-001.jpg [ 104.41 Кб | Просмотров: 55231 ] |
Купол EIDOLON-G.
Структура состоит из систем, которые объединяют четыре геометрии:
— Сакральная геометрия;
— Zome-геометрия;
— Неевклидовая геометрия ресипрокальной (самоопирающиеся) системы.
В дополнение к этим трем геометрии EIDOLON-G использует и сферическую геометрию.
* (эйдолон — образ идеи, не отражающий ее сущности)
| EIDOLON-G.jpg [ 59.56 Кб | Просмотров: 54734 ] |
Ресипрокальные (самоопирающиеся) конструкции можно cделать легко
paper.lowres.pdf [4.94 Мб]
Скачиваний: 1015
Это кажется триангулярный дедушка ресипрокальных каркасов:
| 1236182_510008039093775_610888020_n.jpg [ 81.59 Кб | Просмотров: 53357 ] |
Да, так и есть — так делались и традиционные «кивы» на Гавайских островах, и строения древнего Аркаима.
Кора хороша в качестве потолочной обшивки! Как снимать кору целиковыми пластами, знает кто?
Пробковый дуб очень хорош был-бы и функционален. но своей плантации нет, а у других плантаторов покупать дорого )))
Да, так и есть — так делались и традиционные «кивы» на Гавайских островах, и строения древнего Аркаима.
Кора хороша в качестве потолочной обшивки! Как снимать кору целиковыми пластами, знает кто?
Пробковый дуб очень хорош был-бы и функционален. но своей плантации нет, а у других плантаторов покупать дорого )))
Радиус говорил про кору, на потолке.
Может это не кора, а горбыль от распила бревен на пилораме. И по ходу дубовый горбыль.
Тогда и прочность получается от такого материала,и красота. При желание можно достаточно такого материала заготовить на пилораме. Любой толщины.
Лучи уложены в спираль по и против часовой стрелки.
| clockwise and anticlockwise.JPG [ 9.33 Кб | Просмотров: 51562 ] |
Радиус говорил про кору, на потолке.
Может это не кора, а горбыль от распила бревен на пилораме. И по ходу дубовый горбыль.
Тогда и прочность получается от такого материала,и красота. При желание можно достаточно такого материала заготовить на пилораме. Любой толщины.
Собрал купол из орешника.диаметр 7,5 метра.высота 4,6 м.
Крепил орешник на термоусадочную ленту от пластиковых бутылок.
| SAM_2621.JPG [ 2.07 Мб | Просмотров: 51314 ] |
А если для капитального строительства заменить плоскую доску или доску «ребром» на составной брус? Например, использовать доску 25*150 в качестве опорного ребра, а между двумя контурами досок сделать вставки, например, из бруса 50*150. Торцы зашиваются фанерой, хоть 4мм, а полость внутри заливается скажем, пеноизолом. Получившаяся «балка» по соотношению вес/прочность должна быть вполне себе. Каркас собирается на сквозных шпильках, хотя можно сами контуры просто на болтах, а контуры между собой — деревянными вставками на саморезах.
Пока затык с обшивкой, балки получаются с разновысоткой так как доски идут внахлёст друг на друга. При стандартных решениях (типа обшить фанерой, а потом гибкой черепицей) получаются неизвестно насколько нужные вентзазоры, а попросту — щели. На крайняк, конечно, всё можно промазать-проложить каким-нибудь битумом, но это не есть хорошо на мой взгляд. Можно попытаться обтянуть стальными листами но это, возможно не особо поможет. Как вариант, рассматривал, что каркас будет торчать наружу, прикрытый стальными п-образными деталями, а в пространство между элементами каркаса просто вставлять готовые стеновые панели условно сложной, но типовой формы.
| сфера узел.jpg [ 51.54 Кб | Просмотров: 45426 ] |
А если для капитального строительства заменить плоскую доску или доску «ребром» на составной брус? Например, использовать доску 25*150 в качестве опорного ребра, а между двумя контурами досок сделать вставки, например, из бруса 50*150. Торцы зашиваются фанерой, хоть 4мм, а полость внутри заливается скажем, пеноизолом. Получившаяся «балка» по соотношению вес/прочность должна быть вполне себе. Каркас собирается на сквозных шпильках, хотя можно сами контуры просто на болтах, а контуры между собой — деревянными вставками на саморезах.
Пока затык с обшивкой, балки получаются с разновысоткой так как доски идут внахлёст друг на друга. При стандартных решениях (типа обшить фанерой, а потом гибкой черепицей) получаются неизвестно насколько нужные вентзазоры, а попросту — щели. На крайняк, конечно, всё можно промазать-проложить каким-нибудь битумом, но это не есть хорошо на мой взгляд. Можно попытаться обтянуть стальными листами но это, возможно не особо поможет. Как вариант, рассматривал, что каркас будет торчать наружу, прикрытый стальными п-образными деталями, а в пространство между элементами каркаса просто вставлять готовые стеновые панели условно сложной, но типовой формы.
Возможно это так и есть. Но практика указывают на эффективность этой конкретной структурной типологии в строительстве, для покрытия небольших проемов.
Необходимую прочность можно обеспечить применением соответствующих креплении.
Концы что торчат из плоскости крыши можно спрятать применением толстых (объемных) покрытии, например из камыша.
Либо элементы предварительно сгибать как эдесь http://www.prewettbizley.com/dispatchesfromthefield/hooke-park/.
| resiporcal_frame.jpg [ 363.66 Кб | Просмотров: 45360 ] |
| Hooke-Park-forest-drying-shelter-beech-dorest-architect-bizley.jpg [ 533.62 Кб | Просмотров: 45360 ] |
А что сложного и неэкономичного в респирокальном каркасе? Узел крепления каркаса один единственный и очень простой, — скрепить две доски, лежащие одна на другой. Геометрия тоже не особо сложна и пропустив её через руки уже не думаешь куда что крепить, всё интуитивно очевидно.
По цене, рассчитывал материал на каркас сферы диаметром в 10 метров — получилось 4м3 древесины, 1м3 фанеры + примитивный крепёж (болты, шурупы). То есть до 50 тысяч рублей каркас на 3-х этажное здание, площадью ориентировочно в 100 м2. Обшивка если её посчитать будет стоить ещё ориентировочно 150 тысяч (с внешней и внутренней отделкой, замечу). Масса всей оболочки (каркас+обшивка) до 7-и тонн. Ещё порядка 3-х тонн пиломатериалов и 50 тысяч уйдёт на внутренние перегородки. Вся сфера в разобранном виде поместится в один грузовой фургон.
Да, это всё прикидки на пальцах и пока не соберёшь несколько таких сфер и не отладишь технологию говорить об экономичности и простоте по сравнению с ОПРОБОВАННЫМИ вариантами не приходится. Но так с любой НОВОЙ, предполагаемо массовой технологией, что бы она стала массовой а не «штучным произведением искусства» — надо обкатывать конструкцию на практике, и желательно, не один раз. ИМХО — теоретические расчёты не способны дать всю картину, так как любой узел или элемент может быть усилен или изменён прямо на стройке в очень широких пределах, плюс имеется синергетика конструктивных решений, которую не уверен что вообще реально просчитать. В частности — как панели (жёсткие блоки) обшивки будут усиливать каркас если крепить таким-то креплением. Так что все «возможные решения» ищут своих фанатов что бы стать «опробованными» и только после этого можно будет говорить что это просто или не просто, экономично или не экономично.
А что сложного и неэкономичного в респирокальном каркасе? Узел крепления каркаса один единственный и очень простой, — скрепить две доски, лежащие одна на другой. Геометрия тоже не особо сложна и пропустив её через руки уже не думаешь куда что крепить, всё интуитивно очевидно.
По цене, рассчитывал материал на каркас сферы диаметром в 10 метров — получилось 4м3 древесины, 1м3 фанеры + примитивный крепёж (болты, шурупы). То есть до 50 тысяч рублей каркас на 3-х этажное здание, площадью ориентировочно в 100 м2. Обшивка если её посчитать будет стоить ещё ориентировочно 150 тысяч (с внешней и внутренней отделкой, замечу). Масса всей оболочки (каркас+обшивка) до 7-и тонн. Ещё порядка 3-х тонн пиломатериалов и 50 тысяч уйдёт на внутренние перегородки. Вся сфера в разобранном виде поместится в один грузовой фургон.
Да, это всё прикидки на пальцах и пока не соберёшь несколько таких сфер и не отладишь технологию говорить об экономичности и простоте по сравнению с ОПРОБОВАННЫМИ вариантами не приходится. Но так с любой НОВОЙ, предполагаемо массовой технологией, что бы она стала массовой а не «штучным произведением искусства» — надо обкатывать конструкцию на практике, и желательно, не один раз. ИМХО — теоретические расчёты не способны дать всю картину, так как любой узел или элемент может быть усилен или изменён прямо на стройке в очень широких пределах, плюс имеется синергетика конструктивных решений, которую не уверен что вообще реально просчитать. В частности — как панели (жёсткие блоки) обшивки будут усиливать каркас если крепить таким-то креплением. Так что все «возможные решения» ищут своих фанатов что бы стать «опробованными» и только после этого можно будет говорить что это просто или не просто, экономично или не экономично.
Сравнить какие каркасы, есть ещё? ;))) То есть вы предлагаете сделать два проекта конструкций, с разными каркасами, каждый просчитать и выбрать лидера по расчётам с позиции кто прочней?
А если прочность каркаса — это не главная позиция? Тут ведь в реальный жизни — всё как в детстве — есть подаренный родителями кубометр горбыля который загрузили «в подарок» к купленному ими брусу, есть сегодня, потому-что завтра папа уедет на неделю и не будет помогать строить, а сам ты метр с кепкой и друзья твои метр с кепкой и мамы им не разрешат строить без твоего папы, есть маленький мешочек ржавых гвоздей которые не жалко и есть моток бечёвки, которую выклянчил у матери. И есть желание сварганить себе клёвый шалаш для игры, то есть для жизни на это конкретное лето. Можно сколь угодно рассуждать о преимуществах каких-либо конструктивных схем с использованием коннекторов или там клеёного бруса, о необходимости расчётов и сравнения различных конструктивных решений, о том что если всё хорошо продумать то получится хорошо. — Но папа уезжает завтра, и делать надо сейчас. И материалов других не будет. Денег нет, магазин за 5км и в конце концов задача — шалаш на лето для игр, а не мавзолей. И если ты опробовал (реально, руками) один тип каркаса — он и будет предпочтителен, а все «теоретические, которые ещё надо опробовать что бы понять», или за деталями к которым надо бежать в магазин — они уже на завтра, когда будешь сидеть, возможно, в неправильном, но в сделанном твоими руками шалаше (который кстати и не особо жалко, так как разобрать его и собрать что-то другое — раз плюнуть) и думать пока нет папы а что бы замутить когда папа вернётся. А так горбыль за неделю растащат на какую-нибудь взрослую фигню и фиг тебе а не шалаш.
Логика примерно такая;) А что шалаш не упадёт и будет прочен — гарантирует папа, который если что с каркасом не так — ещё во время строительства притащит и вкопает в центре бревно, которое выдержит сто детей и ещё несколько кубов горбыля. Аллегорию пояснить или всё понятно?
Сравнить какие каркасы, есть ещё? ;))) То есть вы предлагаете сделать два проекта конструкций, с разными каркасами, каждый просчитать и выбрать лидера по расчётам с позиции кто прочней?
А если прочность каркаса — это не главная позиция? Тут ведь в реальный жизни — всё как в детстве — есть подаренный родителями кубометр горбыля который загрузили «в подарок» к купленному ими брусу, есть сегодня, потому-что завтра папа уедет на неделю и не будет помогать строить, а сам ты метр с кепкой и друзья твои метр с кепкой и мамы им не разрешат строить без твоего папы, есть маленький мешочек ржавых гвоздей которые не жалко и есть моток бечёвки, которую выклянчил у матери. И есть желание сварганить себе клёвый шалаш для игры, то есть для жизни на это конкретное лето. Можно сколь угодно рассуждать о преимуществах каких-либо конструктивных схем с использованием коннекторов или там клеёного бруса, о необходимости расчётов и сравнения различных конструктивных решений, о том что если всё хорошо продумать то получится хорошо. — Но папа уезжает завтра, и делать надо сейчас. И материалов других не будет. Денег нет, магазин за 5км и в конце концов задача — шалаш на лето для игр, а не мавзолей. И если ты опробовал (реально, руками) один тип каркаса — он и будет предпочтителен, а все «теоретические, которые ещё надо опробовать что бы понять», или за деталями к которым надо бежать в магазин — они уже на завтра, когда будешь сидеть, возможно, в неправильном, но в сделанном твоими руками шалаше (который кстати и не особо жалко, так как разобрать его и собрать что-то другое — раз плюнуть) и думать пока нет папы а что бы замутить когда папа вернётся. А так горбыль за неделю растащат на какую-нибудь взрослую фигню и фиг тебе а не шалаш.
Логика примерно такая;) А что шалаш не упадёт и будет прочен — гарантирует папа, который если что с каркасом не так — ещё во время строительства притащит и вкопает в центре бревно, которое выдержит сто детей и ещё несколько кубов горбыля. Аллегорию пояснить или всё понятно?
Источник