ivdon3@bk.ru
В данной работе рассматривается геометрия гиперболоида вращения как одного из наиболее выразительных и функциональных объектов среди поверхностей второго порядка. Подробно анализируются его инженерные и архитектурные особенности, обуславливающие возможность создания прочных, лёгких и экономически эффективных конструкций. Особое внимание уделено однополостному гиперболоиду, обладающему уникальными геометрическими и механическими свойствами, позволяющими использовать его в качестве несущего каркаса сложных сооружений. Приводится классификация и описание поверхностей второго порядка, подчёркиваются их характеристики с позиции архитектурного применения. В качестве примера исследуются конструктивные и технологические аспекты проектирования и возведения гиперболоидных сооружений на примере Шуховской башни в Москве. Отмечается значительная роль гиперболоидной геометрии в развитии инженерной мысли и архитектуры XX века, а также её вклад в формирование современного подхода к проектированию эффективных пространственных конструкций.
Ключевые слова: гиперболоид, поверхность второго порядка, гиперболоид вращения, инженерная конструкция, архитектурная форма, Шуховская башня, стальная структура, пространственная решётка, конструктивная технология, сетчатая оболочка
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.9 - Строительная механика
В статье впервые получены параметрические уравнения прямых коноидальных поверхностей с ортогональной системой координат с разными направляющими кривыми. Представлены параметрические уравнения для коноидов с направляющими кривыми синус, косинус и парабола. В системе MathCad наглядно выполнены построения прямых коноидов с выбранными направляющими кривыми с различными начальными геометрическими параметрами и представлены в статье для возможности расширения их использования в архитектурном проектировании, строительстве и других отраслях промышленности.
Ключевые слова: коноид, ортогональная система координат, синус, косинус, парабола, параметрическое уравнение, система MathCad
В статье рассматривается задача выбора наиболее рациональной формы пространственного металлического перекрестно-стержневого покрытия. Анализируются математические модели плоского структурного покрытия, покрытия в форме эллиптического параболоида и в форме гиперболического параболоида в программном комплексе SCAD на базе методы конечных элементов. Узловые соединения стержневых элементов покрытий приняты по системе «Кисловодск». Полученные параметры напряженно-деформированного состояния трех различных структурных покрытий позволяют говорить о практически идентичной работе конструкций.
Ключевые слова: структурное покрытие, пространственное покрытие, перекрестно-стержневое покрытие, напряженно‐деформированное состояние, система «Кисловодск», программный комплекс SCAD, метод конечных элементов, гиперболический параболоид, эллиптический параболоид