Инструкция к калькулятору для расчёта купольной крыши и купольного дома

Данная страница — инструкция к калькулятору для расчёта купольных конструкций, в том числе купольных крыш и купольных домов.

Страница с калькулятором находится по ссылке: калькулятор.

По умолчанию выставлен русский язык интерфейса. Вы его можете сменить на удобный для Вас, выбрав нужный в выпадающем списке «Язык».

выбор языка интерфейса
выбор языка интерфейса

Инструкция к калькулятору

Исходные данные.

Поля задающие исходные данные
Поля задающие исходные данные

Область «Исходные данные» предназначена для задания геометрии каркаса. В ней можно задавать параметры в следующих полях:

«Частота, V» — количество разбиений вершин. При увеличении  частоты, увеличивается количество вершин и ребер соответственно. Чем больше это значение, тем больше форма каркаса приближается к сфере и тем меньше длина рёбер.

икосаэдр
Икосаэдр — многогранник, у которого значение частоты разбиения V равно 1.

Значение частоты разбиения единице соответствует конструкции в виде икосаэдра. При увеличении частоты происходит разбиение рёбер икосаэдра на части. Количество рёбер равно частоте разбиения.

частота разбиения
Частота разбиения

«Класс разбиения» — этот пункт отвечает за выбор формы многогранника.

При частоте разбиения равной двум и более возможны различные варианты каждого разбиения. Эти варианты делятся на классы. Если спроецировать разбиение на грань икосаэдра, то классы разбиения можно представить в виде схемы.

Классы разбиения купола
Классы разбиения купольных конструкций.

В калькуляторе римскими цифрами обозначены основные классы, всего их три. Арабскими цифрами обозначены вариации основных классов.

«Метод разбиения» — позволяет сделать выбор между «Равные хорды», «Равные дуги» и «Мексиканец».

«Осевая симметрия» — выбор оси симметрии, которая учитывается при отсечении части купола от сферы и выстраивании купола по вертикали. Возможные варианты:

  • Pentad — ось симметрии проходит через вершину, в которой сходится 5 рёбер.
  • Cross — ось симметрии проходит через вершину, в которой сходится 6 рёбер.
  • Triad — ось симметрии проходит через грань.

«Фулерен» — выбор формы купола в виде фулерена, который вписывается («вписанный») в сферу, или описывает её («описанный»). Поле «Фулерен» не доступно при выборе варианта соединения «Joint».

купол в форме фулерена
купол в форме фулерена

«Выравнивание основания» — позволяет выравнивать основание относительно плоскости основания за счет изменения параметров рёбер у основания купола. Поле «Выравнивание основания» не доступно при выборе способа соединения «Cone» или выборе формы фулерена.

«Часть сферы» — выбор части сферы, из которой будет состоять купол. Для куполов разной частоты возможны различные пропорции отсечения.

Размеры и способ соединения

Поле «размеры и способы соединения» позволяет задать размеры сферы и выбрать способ соединения ребер купола. Параметры поля:

«Радиус сферы, м» — задается радиус сферы.

«Способ соединения» — выбор способа соединения рёбер. Более подробно о способах соединения можно посмотреть в статье: Виды соединения и коннекторы (соединители) для купольных конструкций.

В выпадающем списке можно выбрать следующие варианты соединений:

  • «Piped» — способ соединения с использованием коннекторов. При выборе данного способа соединений появляется дополнительное  поле, в котором можно задать диаметр трубы, составляющей коннектор.
  • «GoodKarma» — безконнекторный способ соединения, при котором каждое ребро составляют два бруса. При выборе данного способа соединения появляется дополнительное поле, в котором можно задать способ соединения рёбер по часовой стрелке или против часовой стрелки.
  • «Semikone» —  безконнекторный способ соединения, при котором каждое ребро составляют два бруса.
  • «Cone» — безконнекторный способ соединения, при котором каждое ребро состоит из одного бруса.
  • «Joint» — безконнекторный способ соединения, при котором каждое ребро состоит из одного бруса. При выборе данного способа соединения появляется дополнительное поле, в котором можно задать способ соединения рёбер по часовой стрелке или против часовой стрелки. Способ «Joint» не доступен для купола в форме фулерена.
  • «Nose» — безконнекторный способ соединения, при котором каждое ребро состоит из одного бруса. Возможность выбора данного способа соединения предусмотрена только для купола в форме фулерена. Чтобы данный способ соединения появился в списке вариантов соединения, нужно предварительно задать форму купола в виде фулерена в поле «Фулерен» в разделе «Исходные данные». Для этого в поле «Фулерен» нужно выбрать один из вариантов: «Вписанный» или «Описанный». При выборе данного способа соединения появляется дополнительное поле, в котором можно задать способ соединения рёбер по часовой стрелке или против часовой стрелки.

 

Для всех способов соединения рёбра у основания купола состоят из одного бруса.

Размеры рёбер

В этом поле задаются ширина и толщина рёбер в миллиметрах.

Схема купола

В правой части калькулятора отображается схема заданного купола. Купол можно вращать мышкой и приближать и отдалять его колесом мыши.

В калькуляторе можно посмотреть: каркас, кровлю, схему и план, нажав соответствующую кнопку. Их также можно вращать, увеличивать и уменьшать.

На схеме купола показаны обозначения рёбер, граней и вершин.
На схеме купола показаны обозначения рёбер, граней и вершин.
Разными цветами показаны грани кровли различных размеров
Разными цветами показаны грани кровли различных размеров

Схема на вкладке «Кровля» позволяет исключать из расчёта отдельный грани и рёбра конструкции. Для исключения грани, нужно щёлкнуть по ней мышкой. Для исключения ребра нужно исключить примыкающие к нему с обеих сторон грани.

При исключении из расчёта граней и рёбер во вкладке «Кровля» значения в других вкладах и разделах калькулятора пересчитываются автоматически.

Данная функция может быть полезна для анализа возможных проёмов в конструкции, например для дверей и окон.

На плане приведена проекция вершин купола на плоскость проходящую через основание купола
На плане приведена проекция вершин купола на плоскость проходящую через основание купола

Во вкладке план можно увидеть проекцию нижних рёбер конструкции на плоскость в основании. А также размеры от центра сферы до концов проекций и высоту концов рёбер.

Выделив мышкой отдельные рёбра, можно увидеть аналогичную информацию для любого ребра купола.

Повторный щелчок мыши снимает выделение.

Если во вкладке «Кровля» исключена грань купола, то при переходе на вкладку «План» автоматически подсветятся рёбра этих граней.

Чтобы увидеть план основания полностью, вращайте схему мышкой.

Результаты измерений

Содержимое блока «результаты измерений» становится видимым при щелчке по заголовку этого блока «результаты измерений».

Блок с результатами измерений
Блок с результатами измерений

Название каждого поля отвечает само за себя.

В блоке «Размеры» указано количество размеров и количество самих элементов:

«Грани» — первое число указывает количество размеров, второе число показывает количество граней. На схеме грани одного размера показаны одним цветом.

«Ребер» — первое число указывает количество размеров, второе число показывает количество рёбер. На схеме рёбра одного размера показаны одним цветом и обозначены одинаковыми буквами.

«Вершин» — первое число указывает количество вершин к которым подводятся разные рёбра без учета того, что к вершинам у снования подводится меньше рёбер. Второе число показывает количество вершин.

Рёбра

В блоке рёбра показаны вид, размеры и количество всех рёбер рассчитанного купола.

На схеме используются следующие обозначения:

Обозначения на чертежах рёбер
Обозначения на чертежах рёбер
  1. Индекс ребра и его цвет на схеме. В качестве индекса используются латинские буквы.
  2. Количество рёбер данного типа (индекса).
  3. Значение двугранного угла между плоскостью ребра и прилегающей к нему гранью купола.
  4. Числовое обозначение вершины, в которую ребро упирается данным концом.
  5. Значение двугранного угла между внешней плоскостью ребра и плоскостью отреза.

Грани

В блоке грани показаны вид, размеры и количество всех граней рассчитанного купола.

Вершины

В блоке вершины показаны вид, размеры и количество всех вершины рассчитанного купола. Вершины приведены без учета отсечения части сферы от купола. Так если одно или несколько рёбер имеет обозначение «undefined», то это значит что в усеченном куполе такие вершины есть у основания и граней с обозначением «undefined» у них нет. Для того чтобы увидеть все грани, нужно в поле «часть сферы» выбрать всю сферу «1/1».

26 Комментарии “Инструкция к калькулятору для расчёта купольной крыши и купольного дома

    1. Добрый день, RACOON76.
      В разделе «Грани» указаны длины отрезков от вершины до высоты проведенной к ребру. Под высотой понимается линия от противоположенной к ребру вершины до этого ребра под углом 90 градусов. Высота разбивает ребро на два отрезка. Если их сложить, то в сумме они равны длине рёбер из раздела «Рёбра» с учетом округления до миллиметров.

  1. Доброго времени суток.
    Я автор калькулятора и не помню, чтобы давал разрешение на такое его использование на стороннем сайте. Кроме того не наблюдаю ссылку на источник.
    Эту ситуацию надо исправить.
    Инструкция, впрочем, понравилась.
    popitch [at] ya точка ru

    1. Здравствуйте, Сергей.

      Рад видеть Вас на сайте. Разрешения, действительно, не получали. Очень хочется исправить эту ситуацию, поэтому официально прошу у Вас разрешение на использование калькулятора. Готов разместить ссылку на источник. acidome точка ru/lab/calc/ — правильно ли я понял, что это источник? Если правильно, то размещу активную ссылку на источник на странице с калькулятором. И ещё я был бы благодарен, если бы Вы ответили на некоторые вопросы, которые возникли при написании инструкции. Об этом ещё напишу Вам в письме.

      С уважением, Алексей.

      1. Рад сообщить, что от разработчика получено разрешение на использование калькулятора. На странице с калькулятором размещена ссылка на исходник и на группу в fb. На сайте-источнике размещена ссылка на данную инструкцию. Чтобы её увидеть, нужно поменять язык на русский и появится ссылка с текстом «Как этим пользоваться».

  2. Почему на плане 1/2 не показывает полностью основание?
    Калькулятор отказывается просчитывать купол с радиусом 3,2м.

    1. Добрый день, Мастер 13. Чтобы на плане увидеть основание нужно повернуть мышкой схему под нужным углом. Нажав кнопку мыши, не отпуская её перемещать курсор — в этом случае схема будет вращаться.

      Сейчас попробовал выставить радиус сферы 3.2, расчёт прошел нормально. Вот некоторые результаты этого расчёта:
      Высота от основания, м 3.80
      Радиус основания, м 3.14-3.15
      Площадь основания, м² 30.26
      Площадь покрытия, м² 73.36

      1. Уважаемый Админ.
        Вот данные ,при которых не видно основания и нет расчетов:
        частота 4v
        равные хорды
        симметрия pentad
        часть сферы 1/2
        радиус 3,2
        соединение конус
        Спасибо,мастер 13.

        1. Мастер 13, благодарю за данные для проверки. Действительно при таких параметрах иногда не прорисовывается схема. В этом случае, чтобы она появилась можно повращать то место, где должна быть схема и она появится. На плане, действительно не видно часть плоскости основания. Эти недочёты взял на заметку. Пока основание на плане можно смотреть частями, вращая купол.
          Ошибок в расчётах не заметил. У меня такой купол просчитался нормально. Может быть зависит от браузера. Я проверяю в гугл хром текущей версии.

  3. Восхищения понятны, но кто нибудь пробовал сделать твердотельные детали в инвенторе или солиде по этим размерам, а потом их соединить?

    1. Добрый день, Силантий. Я не пробовал, но было бы интересно посмотреть, что получается.

  4. Здравствуйте! Подскажите пожалуйста, что обозначают вертикальные штриховые линии на чертежах ребер, на расстоянии 3 мм от концов.

    1. Здравствуйте, Александр. Очевидно, это сторона торца ребра, которая расположена ближе к центру купола. На чертежах рёбер представлен вид на них с внешней стороны купола. Сторона ребра ,располагающегося ближе к центру купола, короче его внешней стороны.

  5. Добрый день, все таки какие значения углов, в которых сходятся ребра на его вершинах. В расчетах это 10 и 12 градусов для 3V.

    1. Добрый день, Дмитрий. В вершинах купола сходится много линий и плоскостей. Чтобы я мог ответить на вопрос, не могли ли бы Вы уточнить между чем и чем угол?

      1. хочу изготовить конусные круглые коннекторы, требуется рассчитать внутренний угол этого конуса
        конусный коннектор

        1. Получается, нужно определить угол конуса вписанного в вершину. Могу предложить такой вариант: в поле «способ соединения» задать «Piped». Тогда в графе «Рёбра» будут отображаться двугранные углы между торцами рёбер и их внешними поверхностями. Для расчёта угла конуса нужно значение двугранного угла в нужной вершине умножить на 2. Получим угол раствора конуса.

          Для примера, исходные данные:
          Частота V — 3;
          Класс разбиения — 1;
          Метод разбиения — равные хорды;
          Осевая симметрия — pentad;
          Фуллерен — нет;
          Часть сферы — 7/12;
          Выравнивать основание — нет;
          Радиус сферы, м — 4,2;
          Способ соединения — Piped;
          Диаметр трубы, мм — 108;
          Размеры рёбер:
          Ширина, мм — 150;
          Толщина, мм — 50.
          Вот ссылка на купол с такими параметрами: http://dompodrobno.ru/raschet_kupolnoi_kryschi/#7/12_Piped_D108_3V_R4.2_beams_150x50
          При таких данных получаются три различных по параметрам ребра. Двугранные углы торцов которых равны:
          78,1 °;
          78,4 °;
          80 °.
          Тогда углы раствора вписанных конусов соответствующих вершин:
          156,2 °;
          156,8 °;
          160 °.
          Углы между поверхностью конуса и плоскостью, перпендикулярной оси симметрии конуса:
          11,9 °;
          11,6 °;
          10 °.
          Если округлить до целых значений, то получается 10 и 12, что сходится с Вашими данными.

  6. Как понять какого размера должен быть фундамент? Ведь нижних ребер основания нет.Приходится включать запасные мозги, и вспоминать формулы. Тогда зачем калькулятор…

    1. Добрый день, Виктор. Благодарю за вопрос. Для перестроения купола для ровного основания можно воспользоваться функцией «Выравнивание основания». Она доступна для всех способов соединения за исключением «Cone» и за исключением куполов в форме фулерена. Добавил информацию об этом в инструкцию. Кроме того для любых форм и способов соединения можно посмотреть параметры каждой точки с помощью вкладки «план». Подсветив нужно ребро, можно увидеть его расстояние до основания. Это позволяет минимизировать расчеты.

  7. Доброго времени суток. Будьте добры, подскажите каким образом задается угол наклона от основания к верхней точке купола, тип соединения гуд карма V2 радиус 2.5 доски 50х100 мм буду очень благодарен!

    1. Здравствуйте. Этот угол не задаётся и не отображается в явном виде. Он определяется совокупностью других параметров купола. Наибольшее влияние на этот угол оказывает значение в поле «Часть сферы».

    1. Доброго времени суток, Robert.

      Возможность скачивания файла в формате .step не реализована. Но можно скачать файл в формате .obj и использовать его для конвертации в другие форматы. Ссылка на скачивание под калькулятором.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.