RU2122080C1 - Polyhedral spheroidal structure - Google Patents
Polyhedral spheroidal structure Download PDFInfo
- Publication number
- RU2122080C1 RU2122080C1 RU96123599A RU96123599A RU2122080C1 RU 2122080 C1 RU2122080 C1 RU 2122080C1 RU 96123599 A RU96123599 A RU 96123599A RU 96123599 A RU96123599 A RU 96123599A RU 2122080 C1 RU2122080 C1 RU 2122080C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- faces
- hexagonal
- belt
- equator
- regular
- Prior art date
Links
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 6
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 abstract description 2
- 238000002224 dissection Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Toys (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к строительству и предназначено для возведения сфероидальных куполов и конструкций. Известны многогранные конструкции, приближающиеся по форме к сфере и эллипсоиду /патенты США 4679361, 1987, 4825602, 1989/, состоящие из пятиугольных и шестиугольных панелей. The invention relates to the construction and is intended for the construction of spheroidal domes and structures. Multifaceted designs are known, approaching in shape to a sphere and an ellipsoid / US patents 4679361, 1987, 4825602, 1989 /, consisting of pentagonal and hexagonal panels.
Недостатком данного технического решения является небольшая прочность конструкций в вершинах многогранников, образованных примыканием 4 граней. В этих вершинах велика вероятность расхождения швов купола. Широко известна и используется наиболее прочная сборка куполов, когда каждый вертикальный шов перекрывается гранью следующего верхнего пояса, например, додекаэдр и усеченный икосаэдр, имеющие трехгранные вершины. The disadvantage of this technical solution is the low structural strength at the vertices of the polyhedra formed by the adjoining of 4 faces. At these peaks, there is a high probability of divergence of the seams of the dome. The most durable assembly of domes is widely known and used, when each vertical seam is overlapped by the face of the next upper belt, for example, the dodecahedron and the truncated icosahedron having trihedral vertices.
Пятиугольные грани, расположенные в следующем от экваториального ряду, не являются симметричными фигурами, что усложняет сборку купола. Из статьи в "Scientific American", 1989, можно сделать вывод, что купол рассчитывался последовательно по кольцам из многоугольника, точки касания граней к воображаемому эллипсоиду, длины сторон и внутренние углы граней выбирались случайно. Такой метод расчета отрицательно влияет на прочность и надежность конструкции в целом. The pentagonal faces located next to the equatorial row are not symmetrical figures, which complicates the assembly of the dome. From an article in Scientific American, 1989, it can be concluded that the dome was calculated sequentially from rings from a polygon, the points of contact of the faces with an imaginary ellipsoid, the lengths of the sides and the internal angles of the faces were randomly selected. This calculation method negatively affects the strength and reliability of the structure as a whole.
Целью изобретения является упрощение сборки конструкции, повышение надежности и прочности купола. The aim of the invention is to simplify the assembly of the structure, increasing the reliability and strength of the dome.
Сущность изобретения заключается в том, что многогранная сфероидальная конструкция содержит 50 симметричных граней 5 типов /фиг. 1, 2, 13/. Верхним и нижним основаниями конструкции служат правильные шестиугольные грани 5 /фиг. 12/. The essence of the invention lies in the fact that the multifaceted spheroidal structure contains 50 symmetrical faces of 5 types / Fig. 1, 2, 13 /. The upper and lower bases of the structure are regular
Конструкция состоит из пяти поясов:
- экваториального пояса, содержащего двенадцать шестиугольных граней 1 /фиг. 8/,
- двух одинаковых поясов, симметрично расположенных относительно экватора, каждый пояс содержит шесть шестиугольных граней 4 /фиг. 11/ и примыкает к основанию,
- двух одинаковых поясов, симметрично расположенных относительно экватора, каждый пояс содержит чередующиеся шесть пятиугольных 2 /фиг. 9/ и шесть шестиугольных 3 /фиг. 10/ граней и примыкает к экваториальному поясу.The design consists of five belts:
- equatorial belt containing twelve
- two identical belts symmetrically located relative to the equator, each belt contains six
- two identical belts symmetrically located relative to the equator, each belt contains alternating six pentagonal 2 / Fig. 9 / and six hexagonal 3 / Fig. 10 / faces and adjacent to the equatorial belt.
Многогранник имеет 96 трехгранных вершин. The polyhedron has 96 trihedral vertices.
При мысленном рассечении многогранника 4 плоскостями симметрии 3 плоскостями, проходящими через середины сторон правильных шестиугольных оснований, и 1 плоскостью, проходящей через экватор, в сечениях получаются правильные двенадцатиугольники /фиг. 3-7/. Такой конфигурацией конструкции обеспечивается прочность, общая устойчивость формы и пространственная жесткость. Плоскости симметрии, проходящие через середины сторон правильных шестиугольных оснований, дают в сечениях 3 равных двенадцатиугольника /фиг. 6, сечение Б-Б/. Полагая, что стороны этого двенадцатиугольника равны "a", вычислены элементы пятиугольных и шестиугольных граней многогранника. Для расчета элементов многогранника с любой степенью точности они представлены в виде иррациональных выражений. Как образец, можно привести такое же представление элементов выпуклых правильных /тело Платона/ и полуправильных /тело Архимеда/ многогранников через длину стороны правильной многоугольной грани. When a polyhedron is mentally dissected by 4 planes of symmetry, 3 planes passing through the midpoints of the sides of the regular hexagonal bases, and 1 plane passing through the equator, in the sections we get the regular dodecagon / Fig. 3-7 /. This design configuration provides strength, overall shape stability and spatial rigidity. The symmetry planes passing through the midpoints of the sides of the regular hexagonal bases give in
В конструкции вписывается сфера диаметром и эллипсоид /овалоид/ вращения, близкий к сфере /сфероид/, точки касания поверхности эллипсоида с гранями конструкции находятся на осях симметрии и совпадают, грани 1 и 5 находятся рядом, грани 2, 3, 4 с центрами тяжести граней /фиг. 16 - 18, 20, 21, 22 - 26/. Шестиугольная грань 3 больше пятиугольной грани 2 на величину равнобедренного треугольника с основанием, равным фиг. 9, 10/. На основе половины конструкции можно получить два типа куполов /фиг. 27, 28/, в основании каждого из которых лежит правильный двенадцатиугольник /фиг. 5, 6, сечения А-А, Б-Б/. Наилучший вариант купола /фиг. 27/, при котором пятиугольники в основании составляют с фундаментом прямой угол, благодаря чему обеспечивается сооружение купола.A sphere with a diameter fits into the design and an ellipsoid / ovaloid / rotation close to the sphere / spheroid /, the points of contact of the surface of the ellipsoid with the faces of the structure are on the axis of symmetry and coincide,
Площадь поверхности конструкции:
Объем конструкции:
Осуществимо изменение высоты и объема конструкции, этого можно добиться, уменьшая или увеличивая длину грани 1 /фиг. 29/.Surface area of the structure:
Scope of construction:
A change in the height and volume of the structure is feasible, this can be achieved by reducing or increasing the length of the
Возможность осуществления изобретения подтверждается интересом домостроительных компаний к аналогичному изобретению и открытием консультативной фирмы по его продаже в США. The possibility of carrying out the invention is confirmed by the interest of homebuilding companies in a similar invention and the opening of an advisory firm for its sale in the United States.
Перечень чертежей. The list of drawings.
Фиг. 1 - вид спереди /главный вид/ многогранной сфероидальной конструкции с нанесением номеров граней. Изображение по методу прямоугольного проецирования. FIG. 1 - front view / main view / multifaceted spheroidal design with the application of the numbers of the faces. Image using the rectangular projection method.
Фиг. 2 - вид сверху на фиг. 1 с нанесением номеров грани. FIG. 2 is a plan view of FIG. 1 with drawing face numbers.
Фиг. 3 - сечение конструкции /изображения, получающиеся при мысленном рассечении конструкции плоскостями симметрии/, вид спереди. FIG. 3 is a sectional view of the structure / image obtained by mentally dissecting the structure by planes of symmetry /, front view.
Фиг. 4 - вид сверху на фиг. 3. FIG. 4 is a plan view of FIG. 3.
Фиг. 5 - сечение А-А, проходящее через экватор на фиг. 3 /правильный двенадцатиугольник/. FIG. 5 is a cross section AA passing through the equator of FIG. 3 / regular dodecagon.
Фиг. 6 - сечение Б-Б, проходящее через середины сторон правильных шестиугольных оснований, на фиг. 4/ правильный двенадцатиугольник/. FIG. 6 - section BB passing through the midpoints of the sides of regular hexagonal bases, in FIG. 4 / regular dodecagon.
Фиг. 7 - сечение В-В, проходящее через вершины правильных шестиугольных оснований на фиг. 4 - правильный двенадцатиугольник/. FIG. 7 is a cross-section BB passing through the vertices of regular hexagonal bases in FIG. 4 - regular dodecagon.
Фиг. 8 - шестиугольная грань 1. FIG. 8 -
Фиг. 9 - шестиугольная грань 2. FIG. 9 -
Фиг. 10 - шестиугольная грань 3. FIG. 10 -
Фиг. 11 - шестиугольная грань 4. FIG. 11 -
Фиг. 12 - шестиугольная грань 5. FIG. 12 -
Фиг. 13 - изображение конструкции в диметрии. FIG. 13 - image of the structure in dimetry.
Фиг. 14 - двугранные углы конструкции. FIG. 14 - dihedral angles of the structure.
Фиг. 15 - суммы плоских углов, сходящихся в вершинах. FIG. 15 - sums of plane angles converging at the vertices.
Фиг. 16 - эллипсоид, вписываемый в конструкцию. Вид спереди. FIG. 16 - an ellipsoid to fit into the design. Front view.
Фиг. 17 - точки касания эллипсоида с гранями. Вид спереди. FIG. 17 - points of contact of an ellipsoid with faces. Front view.
Фиг. 18 - эллипсоид, вписываемый в конструкцию. Вид сверху. FIG. 18 - an ellipsoid to fit into the design. View from above.
Фиг. 19 - точки касания эллипсоида с гранями. Вид сверху. FIG. 19 - points of contact of an ellipsoid with faces. View from above.
Фиг. 20 - точки касания и линии пересечения сферы диаметром, равным высоте конструкции с гранями. Точки касания эллипсоида с гранями. FIG. 20 - touch points and lines of intersection of a sphere with a diameter equal to the height of the structure with faces. Touch points of an ellipsoid with faces.
Фиг. 21 - точки касания сверху на фиг. 20. FIG. 21 - touch points from above in FIG. 20.
Фиг. 22 - 26 - центры тяжести граней. FIG. 22 - 26 - centers of gravity of the faces.
Фиг. 27 - купол, изображение в диметрии. Рациональный вариант купола. FIG. 27 - dome, image in dimetry. The rational version of the dome.
Фиг. 28 - купол, изображенный в диметрии. Второй вариант купола. FIG. 28 - dome, depicted in dimetry. The second version of the dome.
Фиг. 29 - увеличение объема конструкции. FIG. 29 - an increase in the volume of the structure.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96123599A RU2122080C1 (en) | 1996-12-11 | 1996-12-11 | Polyhedral spheroidal structure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96123599A RU2122080C1 (en) | 1996-12-11 | 1996-12-11 | Polyhedral spheroidal structure |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2122080C1 true RU2122080C1 (en) | 1998-11-20 |
| RU96123599A RU96123599A (en) | 1999-02-10 |
Family
ID=20188132
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU96123599A RU2122080C1 (en) | 1996-12-11 | 1996-12-11 | Polyhedral spheroidal structure |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2122080C1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103821227A (en) * | 2014-03-03 | 2014-05-28 | 周广恩 | Semispherical roof panel reticulated shell structure with vertical rod supporting for quick assembly |
| IT201700067509A1 (en) * | 2017-06-16 | 2018-12-16 | Roberta Gadaleta | NEW STEREOTOMIC EQUIPMENT FOR A CUTTING HEMISPHERE DOME IN STONE |
| RU204593U1 (en) * | 2021-03-09 | 2021-06-01 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет" (НИУ МГСУ) | Spheroidal dome |
| RU205021U1 (en) * | 2021-03-09 | 2021-06-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет" (НИУ МГСУ) | Spherical module |
| RU210960U1 (en) * | 2022-01-12 | 2022-05-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет" (НИУ МГСУ) | The densest structure modulus |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4309852A (en) * | 1979-12-07 | 1982-01-12 | Stolpin Roger M | Kit for assembling geodesic structure |
| US4679361A (en) * | 1986-01-13 | 1987-07-14 | Yacoe J Craig | Polyhedral structures that approximate a sphere |
| US4825602A (en) * | 1987-10-22 | 1989-05-02 | Yacoe J Craig | Polyhedral structures that approximate an ellipsoid |
| RU2035561C1 (en) * | 1992-11-10 | 1995-05-20 | Ростовская-на-Дону государственная академия строительства | Dome-shaped roof |
-
1996
- 1996-12-11 RU RU96123599A patent/RU2122080C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4309852A (en) * | 1979-12-07 | 1982-01-12 | Stolpin Roger M | Kit for assembling geodesic structure |
| US4679361A (en) * | 1986-01-13 | 1987-07-14 | Yacoe J Craig | Polyhedral structures that approximate a sphere |
| US4825602A (en) * | 1987-10-22 | 1989-05-02 | Yacoe J Craig | Polyhedral structures that approximate an ellipsoid |
| RU2035561C1 (en) * | 1992-11-10 | 1995-05-20 | Ростовская-на-Дону государственная академия строительства | Dome-shaped roof |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| В мире науки, 1989, N 11, с. 124, 125. * |
| Рюле Г. Пространственные конструкции. - М.: Стройиздат, 1974, с. 85. * |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103821227A (en) * | 2014-03-03 | 2014-05-28 | 周广恩 | Semispherical roof panel reticulated shell structure with vertical rod supporting for quick assembly |
| CN103821227B (en) * | 2014-03-03 | 2016-09-28 | 周广恩 | A kind of have that vertical member supports can the hemispherical refractory slab latticed shell structure of quick assembling |
| IT201700067509A1 (en) * | 2017-06-16 | 2018-12-16 | Roberta Gadaleta | NEW STEREOTOMIC EQUIPMENT FOR A CUTTING HEMISPHERE DOME IN STONE |
| RU204593U1 (en) * | 2021-03-09 | 2021-06-01 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет" (НИУ МГСУ) | Spheroidal dome |
| RU205021U1 (en) * | 2021-03-09 | 2021-06-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет" (НИУ МГСУ) | Spherical module |
| RU210960U1 (en) * | 2022-01-12 | 2022-05-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет" (НИУ МГСУ) | The densest structure modulus |
| RU211725U1 (en) * | 2022-01-12 | 2022-06-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет" (НИУ МГСУ) | The densest structure modulus |
| RU218038U1 (en) * | 2023-02-03 | 2023-05-03 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет" (НИУ МГСУ) | Spherical module |
| RU220108U1 (en) * | 2023-06-15 | 2023-08-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет" (НИУ МГСУ) | Spherical module |
| RU220106U1 (en) * | 2023-06-15 | 2023-08-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет" (НИУ МГСУ) | Spherical module |
| RU220110U1 (en) * | 2023-06-15 | 2023-08-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет" (НИУ МГСУ) | Spherical module |
| RU220104U1 (en) * | 2023-06-15 | 2023-08-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет" (НИУ МГСУ) | Spherical module |
| RU225605U1 (en) * | 2024-02-06 | 2024-04-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет" (НИУ МГСУ) | Spherical module |
| RU225624U1 (en) * | 2024-02-06 | 2024-04-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет" (НИУ МГСУ) | Spherical module |
| RU225606U1 (en) * | 2024-02-06 | 2024-04-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет" (НИУ МГСУ) | Spherical module |
| RU225907U1 (en) * | 2024-02-06 | 2024-05-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет" (НИУ МГСУ) | Spherical module |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5505035A (en) | Building systems with non-regular polyhedral nodes | |
| Holden | Shapes, space, and symmetry | |
| US5249966A (en) | Geometric building block system employing sixteen blocks, eight each of only two tetrahedral shapes, for constructing a regular rhombic dodecahedron | |
| US4551726A (en) | Omni-directional radar and electro-optical multiple corner retro reflectors | |
| US9863136B2 (en) | Archimedean cages, polyhedra, and nanotube structures and methods | |
| KR101042136B1 (en) | Cubic logic toys | |
| US20150037766A1 (en) | Convex equilateral polyhedra with polyhedral symmetry | |
| US10722782B2 (en) | Rhombic dodecahedron puzzle and multiple rhombic dodecahedron puzzle | |
| US6644665B1 (en) | Octagon cube spacial logical toy | |
| KR900007455A (en) | Golf ball | |
| WO2013097872A1 (en) | Three-dimensional systems structured by nesting six polyhedra respectively in a sphere | |
| RU2122080C1 (en) | Polyhedral spheroidal structure | |
| US4586713A (en) | Star prism puzzles | |
| US3977138A (en) | Space enclosure | |
| US4060247A (en) | Geometric puzzle | |
| KR20190026374A (en) | Golf Ball with Symmetric Dimple arrangement of Spherical Qusai-octahedron structure | |
| KR0182100B1 (en) | Dimple arrangement structure of golf ball | |
| US4825602A (en) | Polyhedral structures that approximate an ellipsoid | |
| KR200494970Y1 (en) | Magnet Buildable Toys | |
| Zeeman | Three-dimensional theorems for schools | |
| US4551111A (en) | Ball-like construction for a toy or the like | |
| CN208553132U (en) | A kind of interpolation building blocks and the toy using it | |
| JP2001290851A (en) | Sphere dividing method and sphere system structure designed by the same | |
| KR200276874Y1 (en) | Road block for dominoes play | |
| O'Rourke | Spiral unfoldings of convex polyhedra |