Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Bygg en PVC 20-fots funktionell geodesisk kupol

Bygg en billig och robust konstruktion med 150 stycken PVC-rör och en helg.

Tanken att bygga vårt eget skydd fascinerar oss, men för den genomsnittliga hantlangaren, var börjar du?

En geodesisk kupol av PVC kan vara den mest kostnadseffektiva metoden för att bygga ett strukturellt fast men ändå transportabelt skydd, och det är möjligt att bygga en på en enda dag.

På Maker Faire 2014 i New York City gjorde Sketchup-teamet just det. Varför? Vi ville ha något som var enkelt och roligt att montera, men det var också nödvändigt att vara imponerande, men duplicerbar av alla med bara grundläggande verktyg. Medan denna struktur kan se skrämmande att bygga, kan du faktiskt göra det i ditt garage på en lördagseftermiddag.

Vi visar hur vi byggde vårt och hur du kan använda Sketchup för att enkelt kunna designa och bygga egna, av vilken storlek som helst.

Till att börja med kan du se våra Maker Faire-kupoler i aktion här och i videon nedan

Historien om den geodesiska kupolen

Låt oss få något ur vägen: vårt lag uppfann inte geodomer; Buckminster "Bucky" Fuller gjorde. Låt oss lära oss lite om honom, med tillstånd av Bucky Fuller Institute.

R. Buckminster Fuller var en berömd 20th century uppfinnare och visionär född i Milton, Massachusetts den 12 juli 1895. Dedicating hans liv för att göra världen för hela mänskligheten fungerade Fuller som en praktisk filosof som visade sina idéer som uppfinningar som han kallas "artefakter".

Fuller begränsade sig inte till ett fält men arbetade som en "omfattande förutseende designforskare" för att lösa globala problem kring bostäder, skydd, transport, utbildning, energi, ekologisk förstöring och fattigdom. Under hela sitt liv hade Fuller 28 patent, författat 28 böcker och fick 47 hedersgrader. Och medan hans mest kända artefakt, den geodesiska kupolen, har producerats över 300 000 gånger över hela världen, kan Fullers verkliga inverkan på världen idag återfinnas i hans fortsatta påverkan på generationer av designers, arkitekter, forskare och artister som arbetar för att skapa en mer hållbar planet.

De olika typerna av geodesiska domäner

Geodesiska kupoler kan vara mycket detaljerad eller otroligt enkel. De olika detaljnivåerna kallas "tessellations". Ju mer tessellationer du har desto smidigare är din kupol.

Några av de mer vanligt byggda kupolerna är 3V till 6V kupoler. En 3V-kupol har tre olika stränglängder. När du går upp i detalj minskar du stränglängden och ökar antalet strutar. Ju mjukare din kupol är, desto fler nav och strumpor behöver du. Dessa bilder nedan (från SonostarHub.com) visar en karta över vilken halva en kupol ser ut i varje tessellation.

Ditt första beslut att göra är storleken på din kupol. På Maker Faire var vi begränsade till ett begränsat utrymme som vi fick använda.

SketchUp kan hjälpa dig att visualisera saker som detta mycket enkelt. För det vill du dra ut din kupol för att se hur det skulle passa. För att snabbt ändra storlek på kupolen byggde vi en dynamisk komponent. Dessa typer av komponenter kan programmeras för att rita sig själva. Vi satte upp vårt så att vi kunde skriva in olika diametrar av kupoler. Vår komponent beräknar automatiskt hur mycket rör du behöver för oavsett storlek och detalj av kupolen du väljer.

Du kan ladda ner en modell av vår kupol för att använda inom den fria Sketchup-programvaran.

När du har laddat ner modellen, högerklicka på den (eller sekundärt klicka om du är på Mac) och välj "Dynamiska komponenter" och sedan "Alternativ".

Du kommer att presenteras med en meny som ser ut som bilden nedan. Där kan du ändra kupolens diameter. Tryck på "Apply" längst ner och din kupol kommer automatiskt att bygga upp sig till den storlek du vill ha. Du får också en dellista, (mer på dellistan senare).

Vi använde denna modell för att placera våra kupoler på webbplatsen. Efter mycket diskussion bestämde vi oss för den dubbla 20'-domeuppsättningen som du ser nedan:

Du kan ladda ner vår as-built modell om du vill kolla in det i SketchUp.

Att sätta ihop din materiallista

Geodesiska kupoler kan tillverkas av alla typer av material, från en bunt tandpetare på ditt skrivbord till en stor metallbyggnad. Oavsett vad du gör din kupol ut av, måste du beräkna mängden nav som du behöver och längden på alla dina strumpor.

Du vill se till att du får det här, för kostnaden för ett misstag skulle innebära en mycket dyr hög av PVC som snabbt skulle bli värdelös.

Skäm bort mig när jag snabbt förklarar teorin bakom de olika sätten du kan beräkna struts, och sedan pekar du på några bra räknare.

Denna artikel från Berkley förklarar i stor detalj matematiken bakom dessa kupoler. Formlerna visar dig hur man beräknar en trådnätkupol. Med andra ord kommer dessa matematiska formler att berätta det totala avståndet för varje strut.

Det här är en bra utgångspunkt, men om du gör eller köper egna hubbar måste du subtrahera för sin längd där de ansluter.

Om du vet hur mycket du behöver subtrahera för varje nav, kan du lägga in det i vår Dynamiska komponent ovan. När det gäller naven som vi använde från SonoStarHub.com har de en egen räknare på sin webbplats som fungerar fantastiskt.

Hämta höger nav

Hubbar kopplar samman alla strutar för att bilda strukturen. Det här är inte något du kan komma ifrån hyllan på din lokala hårdvaruaffär. Vi undersökte sätt att skapa egna (det finns många) men vi gick slutligen med ett företag som heter SonoStarHub.com för våra nav. Det sparade tid och garanterade säkerhet i vår utställning. Sonostar tillverkar och säljer nav, bultar och kompletta kit om du vill ha dem.

Hubbarna vi valde är utformade för att fungera med 1,5 "Schema 40 PVC-rör. Det här är av hyllan som kan hämtas från alla hemdepoter. Storleken avser innerdiametern. Vårt rör var faktiskt 1,9 "i ytterdiametern. Ta en titt på Home Depots val av PVC-rör för att starta din utbudslista.

För vår kupol använde vi 15 bashubbar (dessa har 4 "armar" på dem), 6 5-stjärniga nav och 55 6-stjärniga nav.

Tillverkning

Nu när vi har planerat vår kupolstorlek och vi vet hur många rör och längder vi behöver klippa är det dags att börja tillverka. Efter att ha gått till Home Depot och kollat ​​på käftarna på proffsbordet efter att jag bad om 150 10 'PVC-rör, var jag tvungen att hitta ett sätt att skära massor av rör på exakt samma längd.

Normalt använder jag min huggesåg och jag markerar längderna av saker att klippa, men det skulle vara ineffektivt för denna mängd rör. För den här uppgiften använde jag en huggsågställning med stopp på den. På så sätt kan jag ställa in längden och upprepa nedskärningar om och om igen.Se till att när du får en som den har mycket starka slutar på den.

Det första stället jag köpte gjorde inte, och jag var tvungen att returnera det till förmån för en som inte rörde sig när jag stötte det lite. När du har denna inställning, mäta från sågklingan till stoppet och börja klippa.

Nu när du har en massiv hög med rör skärs upp (bilden ovan är bara för en kupol), måste du borra hål i varje ände så att du kan bulta dem till naven när du är på plats. Hålen måste vara uppradade i varje ände.

För att göra det satte jag röret mot stoppet, borrade det första hålet och vred sedan över röret. Med skruven till vänster kunde jag ställa upp det första hålet vertikalt så att jag kunde borra den andra.

Bygga dina domäner

Nu har du en stor hög med rör, skuren och märkt. Det är här det roliga börjar! Låt oss sätta den här saken tillsammans.

Innan vi byggde båda kupoler på Maker Faire byggde jag en med hjälpar på hennes gräsmatta bara för att se till att det fungerade. De två av oss kunde bygga en 20'-kupol på bara några timmar, med hjälp av en stege.

Nedan ger jag dig en överblick över hur vi monterade den. För super detaljerade instruktioner finns det en nedladdningslänk i slutet av det här inlägget som innehåller alla detaljerade bygginstruktioner och alla modeller du behöver för att montera det vi byggt.

Det första steget är att lägga ut rörets basring och bulta varje anslutning tillsammans med de 4 armarna. Oroa dig inte om marken inte är helt jämn. Om det är en stor avstängning, skjut bara en bit av trä eller reservrör under för att hoppa upp kupolen upp (för nu).

Efter att du har lagt ut basringen, börja du göra pentagoner. Det kommer att finnas 6 totalt. Montera och montera dem helt och sätt dem åt sidan.

Därefter lägger du den första omgången av baspolarna och lägger till en 6-stjärnigt nav varje tredje uppsättning.

Nu är det dags att börja lägga till pentagoner. Anslut dem med resten av de röda rören och använd de blå korsrören för att ansluta dem. Glöm inte att bulta när du går!

Fortsätt fylla i rör runt pentagonen.

Lägg till den sista pentagon högst upp och njut av ögonblicket!

Nu när du har kupolen helt byggd kan du ta bort en sektion med 6-talade (röda) poler för att skapa en dörr. Om du behöver flytta eller vrida kupolen är den tillräckligt ljus att cirka sex personer kan lyfta och enkelt flytta den.

Så bygger och tillverkar du en PVC-geodesisk kupol!

Dessa är otroligt starka strukturer som är roliga och givande att bygga. Här är de fullständiga instruktionerna, inklusive ett utskrivbart monteringsdokument, 3D-modeller, bilder och video.

Om du tror att du kan göra ett bättre jobb än jag, är du välkommen att bidra med något arbete på GitHub.

Del

Lämna En Kommentar