Геодезическими оболочками (куполами) называют класс применяемых в строительстве видов оболочечных покрытий, построение геометрической формы которых основывается на приеме разбивки сферической поверхности геодезическими линиями (линиями большого круга – центральными сечениями сферы), разбивающих поверхность сферы на многогранники различными способами.
Одноконтурными называются геодезические оболочки, которые состоят из различного вида плоских или криволинейных пластин (элементов разбивки), образуя приближающуюся к сфере поверхность. В качестве основы обычно используют додекаэдр (12 пятиугольных граней) или икосаэдр (20 треугольных граней). Двухконтурные геодезические оболочки состоят из двух взаимосвязанных поверхностей, одна из которых пластинчатая, а вторая может иметь стержневую структуру.
Значительный вклад в разработку конструкций геодезических куполов был сделан Р.Б.Фуллером (США) и Г.Н. Павловым (Россия). Под руководством Р.Б.Фуллера были разработаны различные способы разбивки сферы, среди которых встречались и многогранные, которые подходят для проектирования куполов больших пролётов. Г.Н.Павлов разработал методику проектирования геодезических оболочек и алгоритмы построения сетей.
Геодезические купола продолжают использоваться в настоящее время в крупных общественных сооружениях. Построено много тысяч геодезических куполов. Они используются как ангары, склады, жилища в сложных климатических условиях.


Геодезический купол Р.Б.Фуллера (выставочный павильон в Монреале)


Виртуальный проект купола Г.Н. Павлова

Для проектирования и расчета на прочность таких сооружений используется инженерное программное обеспечение. К такому программному обеспечению относится система GeoTran. GeoTran разработана в виде Windows приложений. GeoTran представляет набор программ для разбивки и проектирования геодезических оболочек (GeoDome) и набор программ для обеспечения прочностного расчета методом конечных элементов (PolyTran) геодезических оболочек, которые могут применяться в инженерных проектах. Программы являются легкими для изучения и простыми в использовании в инженерных проектах.
Программное обеспечение сопровождается обучающими примерами и руководствами пользователя с детальным описанием методов расчета на различные внешние воздействия (GeoDoc). GeoDTran обеспечивает техническую поддержку по e-mail. Предлагается познакомиться с демонтрационной версией системы GeoTranDemo до того , как вы будете использовать ее в своих проектах.
GeoDoc - учебные методические пособия - детальное описание процедуры проектирования геодезических оболочек и куполов в ArchiCAD с дальнейшим рачетом в системе Patran/Nastran/Marc/Dytran на различные внешние воздействия (собственный вес, снеговоя нагрузка, ветровая нагрузка, взрывное воздействие). Можно ознакомится с примерами, методами проектирования и прочностного расчета, используемыми в системе GeoTran. GeoTran - программы проектирования и прочностного расчета геодезичеких оболочек - 3D моделирование геодезических оболочек и куполов в ArchiCAD, трансляция геометрических моделей из ArchiCAD в препроцессор расчета Patran, конечно-элементый прочностной расчет в решателях Nastran/Marc/Dytran - моделирование внешних нагрузок, расчет напряжений и деформаций. Включает GeoDome - базу данных параметрических объектов ArchiCAD проектирования и разбивки геодезических оболочек и PolyTran - библиотеку программ трансляторов геометрических моделей из ArchiCAD в Patran. Система проектирования и расчета геодезических куполов - для более подробного изучения возможностей системы GeoTran прочитайте монографию: А.Я. Лахов Система проектирования и расчета геодезических куполов с открытой архитектурой. – Воронеж: Издательство «Научная книга», 2015. – 160 с.