复合冰穹顶


通过在2014年1月实现复合冰穹顶项目,我们建立了最大的冰穹顶的世界纪录。
穹顶的直径是30米,比当时由T. Kokawa创立的世界记录多5米。 这个具有挑
战性的项目是由荷兰的50多名学生和志愿者同芬兰Juuka市的市民共同实现的。


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设计过程

冰结构的形状基于网格球顶,因为这种形状只会在结构上产生很小的拉力。冰具
有非常低的抗拉强度,但这种形状能实现冰结构甚至薄冰结构。穹顶的结构分析
表明,最大的压力产生在穹顶入口的底部和周围部分。由于这些原因,复合冰材
料可以仅用于穹顶的下部,而穹顶的顶端,普通的冰就足够了。

复合冰穹顶的设计基于80年代以来一直在试验冰球结构的Tsutomu Kokawa的设计。
他制作的最大的世界纪录,冰穹顶的直径超过25米。复合冰穹顶已经创造了一个
跨度为30米,高度为10米的新纪录。

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Design of Pykrete Dome

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3D section of the Pykrete Dome

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Structural analysis of the shell structure

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复合冰材料

Pykrete是由Geoffrey Pyke在第二次世界大战期间发明的强化冰。 在复合冰穹顶项目中, 这种加固是通过使用木纤维创建的。 Remy Jansen和Frank Houben研究了不同尺寸纤维对冰结构的的影响。

Pykrete已经在冰道路上使用,所以重型货物可以在较冷的地区的湖泊上运输,但从未用于建筑应用。 复合冰穹顶项目是第一个使用Pykrete至今为止最大规模的冰建造项目。

Pykrete比普通冰结构强三倍,这样可以构建更大更薄的冰壳结构。 Pykrete作为建筑材料首次使用和使用方式使Pykrete Dome成为独一无二的项目。

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Mixing Pykrete (photo by Bart van Overbeeke)

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Spraying Pykrete (photo by Bart van Overbeeke)

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Finished layer of Pykrete (photo by Bart van Overbeeke)

建造过程

复合冰穹顶是通过在大型网状结构配合一个大型充气膜来实现的。 这个网状结构被固定在地面上,当充气膜膨胀时,网格将给予气球正确的形状。 当气囊充分膨胀时,将水和雪喷洒在穹顶的顶部,逐渐将形成一层薄薄的冰层。 并在水中加入木制锯屑,于圆顶的下部。 当冰结构获得足够的厚度时,将充气膜从冰壳中取出,冰穹顶完成。
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Placing ropes (photo by Bart van Overbeeke)

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Placing inflatable (photo by Bart van Overbeeke)

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Start inflating balloon (photo by Bart van Overbeeke)

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Spraying water and snow (photo by Bart van Overbeeke)

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Spraying Pykrete (photo by Bart van Overbeeke)

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Finished Pykrete Dome (photo by Joep Rutgers)

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Fully inflated balloon (photo by Joep Rutgers)

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Finished Pykrete Dome from the inside (photo Bart van Overbeeke)

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Finished Pykrete Dome from the inside (photo Bart van Overbeeke)

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