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网格穹顶是如何工作的

由:内森钱德勒

网格穹顶的起源和用途

1926年,世界上第一个测地线穹顶在德国耶拿开放,作为一个由传奇光学制造商蔡司资助的天文馆。它的外径为82英尺(25米),是世界上最古老的天文馆地球

天文馆的建造是蔡司工程师沃尔特·鲍尔斯菲尔德(Walter Bauersfeld)的想法,他意识到建筑必须非常轻——因为它要放在蔡司工厂的屋顶上——但要足够容纳大量观众,要足够坚固,经得起风雨风暴而且足够圆润,可以为天文馆的恒星和行星提供一个很好的投影表面。

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为此,鲍尔斯菲尔德决定采用测地线设计。在室内空间方面,网格穹顶用最少的建筑材料包围了最大的空间体积。反过来,因为它们对材料的要求很少,它们也非常轻。最后,穹顶的几何尺寸也赋予了它们巨大的力量。

耶拿这座新颖的建筑引发了全世界对建造天文馆的兴趣,圆顶建筑也变得越来越普遍。但在20世纪50年代的美国,只有一个绰号为巴基的家伙才能推广像网格穹顶这样未来主义的东西。

“巴基”就是巴克明斯特·富勒(Buckminster Fuller),一位美国工程师,他帮助在全国推广多面体建筑并使之商业化。是富勒给这些建筑贴上了“测地线”的标签,他在1954年获得了圆顶的美国专利,尽管鲍尔斯菲尔德早在几十年前就公布了他的设计。

富勒拿着他的圆顶来自大自然的设计灵感.他惊叹于结构上的一致性雪花,种子荚,花和晶体,并决定人类应该模仿那些简单,强大,明显的球形排列[来源:http://www.lz/ /未来主义的].因此,他开始认真研究网格穹顶,他认为这是解决二战后住房短缺的一种经济、有效的方法。

1948年,他开始建造第一座圆顶建筑。由于他使用了又薄又薄的百叶窗,穹顶立刻就坍塌了。后来的(更成功的)模型采用了坚固、轻量化的材料,比如铝飞机管。

他们的工作部分得益于富勒创造的结构原理——张拉整体结构。张拉整体结构一个单词是由另外两个单词组成的吗紧张的而且完整性——和指的是两者之间的关系和平衡张力(紧度或紧度)和压缩(缩短或挤压某物的力量)在结构中。虽然这些结构的质量相对较小,但它们的形状允许它们具有足够的刚性,以支撑巨大的重量。

网格穹顶所需的材料数量少,加上其耐用性和美观,这意味着它们已经在世界各地找到了自己的方法。在南极洲,它们已经屹立了几十年,抵挡住了时速约200英里(322公里)的大风。圆顶也经受住了考验飓风地震,火灾比基于矩形的结构更好。

它们被用于军事雷达系统、教堂、礼堂以及各种需要临时、廉价和坚固的庇护所的特殊活动。在下一页你会看到为什么这些特殊的圆顶构造使它们如此有用。

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