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質問に答える

このブログを見に来てくださり質問をされた方に遅まきながらお答えしたいと思います。もう90になる高齢の母親が何かと問題を引き起こし入退院などを繰り返しているため、せっかく書き込みをしてくださった方に気がつかなかったりで申し訳なく思っております。

takaba さんからも質問がありました。3.5mの直径の寸法が知りたいとのこと。これは3.5mに限らず任意の半径あるいは直径から算数のレベルで誰でも必要な寸法を割り出せるはずなので細かな説明は必要ないと思っていました。

直径3.5mのドームであれば円周は2πrで2r=直径、直径×3.14=3.5m×3.14=10.99m

この円周を分割数で割ると花弁の底辺の寸法が分かります。10分割なら1.099mになります。

そして展開する花弁の長さは円周の4分の1になる事が分かります。図を書いてみれば一目瞭然。その底辺の真ん中から垂直にこの長さ、2.7475mを取り、次の計算式で得た半径の円弧で結びます。

半径×分割数÷2が≒求める円弧の半径になります。この場合、1.75m×10÷2で8.75mの半径の円弧で底辺の両端と頂点を結んだものを材料に展開して書くと一片の花弁の展開図が出来上がります。それを10枚作って円周状に並べ張り合わせればドームが出来上がるはずです。

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半径8.7mの円弧は抜板3枚をつなげて地面に打ち込んだ杭に片側を釘で止め、そこから必要寸法の8.75mのところに鉛筆の入る穴をあけて大きなコンパスを作れば描く事が出来ます。

そうでしょう。あと、こうした物を作るには最低簡単な図面を引いてみる必要があります。私はJWCADというフリーソフトを使っています。非常に優れたフリーソフトで、建築の専門家の間でも仕事に使われている物の様です。こうしたもの使って検討図を起こしアイディアを練ってみてください。

次に、伊藤@蝦夷さんのご質問ですが次の図を見ていただきたい。

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まずA,Bの図を見ていただきたい。同じ材料でAはBの半分の重さに作ったパイプです。このBの芯まで材料が詰まったものとの強度は同じである。よって図のように材木にスリットを入れても強度の心配はないのです。また、テーブルソウでスリットを入れた場合図のように切り口の断面は鋸刃の半径にあたるカーブ状に余分に切る必要があります。この余分と滑らかに変化する形状により応力集中を避けられる事になります。

よくドームは一般構造よりかえって弱いなどという事を言われる方がいるようです。その理由の中に応力集中があります。構造を作るのにパネルをはりあわせていくと人間の作るもの故の誤差が生じそれをどこか一点でごまかすような事が起きます。そうするとそこにはいつも大きなひずみが生じ力が集中してしまいます。ドームではむしろ一点に力が加わってもその力を全体に分散することにより構造を保つのが本来の考え方なのです。

それゆえに私はコネクターと材木の接続はボルト一本にしてあります。これはジャンボジェットのエンジンを機体に取り付けるのにピン一本で行っている考え方と同じなのです。もし重心一本で止めずに二本で止めたとするとあの強大なエンジンの力によってその振動があの軽い華奢な航空機の翼を簡単に破壊してしまう危険があるのです。

私のコネクターもそのボルトの部分の自由回転により製作誤差や余分な力を分散させてしまうようになっているのです。こうした事がパネル工法ではなくコネクター方式をとる理由の一端となっているのです。もう一つの理由がたった一人で製作できる事。これもコネクター方式をとる理由になるでしょう。三角パネルで作るには10mクラスは単独で作業となると無理があります。ちなみにウエブページの6mドームはもちろん単独作業による構築です。

どうでしょうか質問の答えとなっているでしょうか。10mドームの5角形の部分を組み上げてその上に乗っかってみました。予想を超える剛性感があります。体重85キロの私が上に乗っても何の問題もありません。変なきしみやゆがみも生じないようです。011

日向ぼっこのヒヨドリです。エサ用においてあるトマトを食べた後のんびりしてました。かなり警戒心の強い鳥ですが2mほどまでは近付く事が出来ました。いつもはつがいで来る事が多いのですが単独です。幼鳥でしょうか?

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コメント

質問に丁寧に答えて下さり、ありがとうございます。
余分に切れるところがあっても、応力の集中をさけられるという一石二鳥(というのかな?)のような意味をもつんですね。
図つきで詳しく説明してくださって助かりました。
まずは、模型レベルでコネクタ製作に取り組んでみます。

今後のドーム製作の進捗状況も楽しみにしています。

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