Аналитические поверхности для архитектуры и машиностроения

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Геометры предложили для внедрения более 600 аналитических поверхностей, из них наибольшее число применяется в архитектуре и машиностроении. Несмотря на то что сейчас значительное влияние на проектирование большепролетных оболочечных структур и искривленных зданий оказывают числовая архитектура и архитектура свободных форм, исследования и применение аналитических поверхностей продолжают увеличиваться. Цель исследования - изучение положения дел в применении аналитических поверхностей в строительной и машиностроительных отраслях и выяснение классов поверхностей, нашедших применение в исследовании физических явлений или в решении чисто математических задач, но не используемых в других отраслях деятельности человека. Определяются перспективы применения в архитектуре и машиностроении аналитических поверхностей, пока малоизвестных архитекторам и инженерам. Установлено, что дизайнеры по-прежнему берут новые аналитические поверхности для реализации своих творческих замыслов из хорошо изученных классов поверхностей вращения, переноса и зонтичных, минимальных, линейчатых, волнообразных поверхностей.

Об авторах

Матье Жиль-улбе

Российский университет дружбы народов

Автор, ответственный за переписку.
Email: gil-oulbem@hotmail.com
ORCID iD: 0000-0003-0057-3485

кандидат технических наук, доцент департамента строительства, Инженерная академия

117198, Москва, ул. Миклухо-Маклая, д. 6

Тьеколо Дау

Национальная инженерная школа

Email: daout88@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-1726-5382

кандидат технических наук, старший преподаватель, департамент строительства

Республика Мали, Бамако, Ван Валленховен Авеню, П/Я 242

Усман Марико

Национальная инженерная школа

Email: osomariko@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-4532-0230

кандидат технических наук, доцент департамента строительства

Республика Мали, Бамако, Ван Валленховен Авеню, П/Я 242

Список литературы

  1. Krasić S. Geometrijske površi u arhitekturi. Niš; 2012.
  2. Melaragno M. An introduction to shell structures. Springer US; 1991. https://doi.org/10.1007/978-1-4757-0223-1
  3. Bradshaw R., Campbell D., Gargari M., Mirmiran A., Tripeny P. Special structures. Past, present, and future. Journal of Structural Engineering. 2002;128:691-701. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9445(2002)128:6(691)
  4. Tang G. An overview of historical and contemporary concrete shells: their construction and factors in their general disappearance. International Journal of Space Structures. 2015;30(1):1-12. https://doi.org/10.1260/0266-3511.30.1.1
  5. Krivoshapko S.N. Shell structures and shells at the beginning of the 21st century. Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings. 2021;17(6):553-561. https://doi.org/10.22363/1815-5235-2021-17-6-553-561
  6. Levy M. From shells to tensile structures: a personal history. Nexus Network Journal. 2017;19:565-578. https://doi.org/10.1007/s00004-016-0317-5
  7. Братухин А.Г., Сироткин О.С., Сабодаш П.Ф., Егоров В.Н. Материалы будущего и их удивительные свойства. М.: Машиностроение, 1995. 125 c.
  8. Krivoshapko S.N., Ivanov V.N. Encyclopedia of analytical surfaces. Springer International; 2015. https://doi.org/10.1007/978-3-319-11773-7
  9. Vrontissi M. Designing and building a geodesic dome as a bearing structure for an 'artificial sky' lighting installation. Symposium of the International Association for Shell and Spatial Structures. Evolution and Trends in Design, Analysis and Construction of Shell and Spatial Structures: Proceedings. Valencia; 2009. p. 1379-1390.
  10. Дружинский И.А. Сложные поверхности: математическое описание и технологическое обеспечение. Л.: Машиностроение, 1985. 263 с.
  11. Подгорный А.Л., Гринько Е.А., Соловей Н.А. Исследование новых форм поверхностей применительно к конструкциям различного назначения // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Инженерные исследования. 2013. № 1. С. 140-145.
  12. Mamieva I.А., Gbaguidi-Aisse G.L. Influence of the geometrical researches of rare type surfaces on design of new and unique structures. Building and Reconstruction. 2019;5(85):23-34. http://doi.org/10.33979/2073-7416-2019-85-5-23-34
  13. Гринько Е.А. Классификация аналитических поверхностей применительно к параметрической архитектуре и машиностроению // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Инженерные исследования. 2018. Т. 19. № 4. С. 438-456. http://doi.org/10.22363/2312-8143-2018-19-4-438-456
  14. Кривошапко С.Н. Упрощенный критерий оптимальности для оболочек вращения // Приволжский научный журнал. 2019. № 4 (52). С. 108-116.
  15. Krivoshapko S.N. The opportunities of umbrella-type shells. Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings. 2020;16(4):271-278. https://doi.org/10.22363/1815-5235-2020-16-4-271-278
  16. Bock Hyeng Ch.A., Yamb E.B. Application of cyclic shells in architecture, machine design, and bionics. International Journal of Modern Engineering Research. 2012;2(3):799-806.
  17. Бурлов В.В., Нестеренко Л.А., Ремонтова Л.В., Орлов Н.С. 3D-моделирование поверхностей 2-го порядка // Геометрия и графика. 2016. Т. 4. № 4. С. 48-59.
  18. Khmarova L., Usmanova E.A. Second order surfaces in architecture and construction. IOP Conference Series Materials Science and Engineering. 2018;451(1):012118. https://doi.org/10.1088/1742-6596/451/1/012118
  19. Чемпинский Л.А. Основы геометрического моделирования в машиностроении. Самара: Изд-во Самарского университета, 2017. 160 с.
  20. Krivoshapko S.N. Geometry and strength of general helicoidal shells. Applied Mechanics Reviews (USA). 1999;52(5):161-175. https://doi.org/10.1115/1.3098932
  21. Emmer M. Minimal surfaces and architecture: new forms. Nexus Network Journal. 2013;15:227-239. https://doi.org/10.1007/s00004-013-0147-7
  22. Берестова С.А., Мисюра Н.Е., Митюшов Е.А. Геометрия самонесущих покрытий на прямоугольном плане // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. 2017. № 4. С. 15-18. https://doi.org/10.22363/1815-5235-2017-4-15-18
  23. Rippmann M. Funicular shell design: geometric approaches to form finding and fabrication of discrete funicular structures (Dr. sc. thesis). Zürich: ETH; 2016. https://doi.org/10.3929/ethz-a-010656780
  24. Mihailescu M., Horvath I. Velaroidal shells for covering universal industrial halls. Acta Techn. Acad. Sci. Hung. 1977;85(1-2):135-145.
  25. Gbaguidi Aïssè G.L. Influence of the geometrical researches of surfaces of revolution and translation surfaces on design of unique structures. Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings. 2019;15(4):308-314. https://doi.org/10.22363/1815-5235-2019-15-4-308-314
  26. Кривошапко С.Н. Гидродинамические поверхности // Судостроение. 2021. № 3. С. 64-67. https://doi.org/10.54068/00394580_2021_3_64
  27. Patil Y. Design, fabrication and analysis of Fibonacci spiral horizontal axis wind turbine. International Journal of Aerospace and Mechanical Engineering. 2018;5(1):1-4.
  28. Гринько Е.А. Поверхности плоскопараллельного переноса конгруэнтных кривых // Строительная механика и расчет сооружений. 2021. № 3 (296). С. 71-77. https://doi.org/10.37538/0039-2383.2021.3.71.77
  29. Krivoshapko S.N., Gil-Oulbe M. Geometry and strength of a shell of velaroidal type on annulus plan with two families of sinusoids. International Journal of Soft Computing and Engineering. 2013;3(3):71-73.
  30. Toda M. Weierstrass-type representation of weakly regular pseudospherical surfaces in Euclidean space. Balkan Journal of Geometry and Its Applications. 2002;7(2):87-136.
  31. Rubinstein B., Fel L. Stability of unduloidal and nodoidal menisci between two solid spheres. Journal of Geometry and Symmetry in Physics. 2015;39:77-98. https://doi.org/10.7546/jgsp-39-2015-77-98
  32. Бухтяк М.С. Составная поверхность, близкая к псевдоминимальной // Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2017. № 46. С. 5-13. https://doi.org/10.17223/19988621/46/1
  33. Abdel-All N.H., Hussien R.A., Youssef T. Hasimoto surfaces. Life Science Journal. 2012;9(3):556-560.
  34. Мамиева И.А. Аналитические поверхности для параметрической архитектуры в современных зданиях и сооружениях // Academia. Архитектура и строительство. 2020. № 1. С. 150-165.
  35. Коротич А.В. Инновационные решения архитектурных оболочек: альтернатива традиционному строительству // Академический вестник УралНИИпроект РААСН. 2015. № 4. С. 70-75.
  36. Ермоленко Е.В. Формы и построения в архитектуре советского авангарда и их интерпретация в современной зарубежной практике // Academia. Архитектура и строительство. 2020. № 1. С. 39-48. https://doi.org/10.22337/2077-2020-1-39-48
  37. Mozhdegani A.S., Afhani R. Using ecotech architecture as an effective tool for sustainability in construction industry. Engineering, Technology & Applied Science Research. 2017;7(5):1914-1917. https://doi.org/10.48084/etasr.1230
  38. Бондаренко И.А. Об уместности и умеренности архитектурных новаций // Academia. Архитектура и строительство. 2020. № 1. С. 13-18. https://doi.org/10.22337/2077-2020-1-13-18

© Жиль-улбе М., Дау Т., Марико У., 2022

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах