A szakító építészet részletesebb áttekintése

A szakítószerkezet egy olyan szerkezeti rendszer, amely túlnyomórészt feszültséget használ a sűrítés helyett. nyújtható és feszültség gyakran felcserélhetően használják. Más nevek közé tartozik a feszültségmembrán építészet, a szövet architektúrája, a feszültség szerkezetek és az könnyű feszültség szerkezetek. Fedezzük fel ezt a modern, mégis ősi építkezési technikát.

Feszültség és összenyomás két erő, amelyekről sokat hallatsz, amikor építészetet tanulsz. A legtöbb épített szerkezet összenyomott állapotban van - tégla téglán, fedélzet a fedélzeten, lefelé nyomva és szorítva a talajhoz, ahol az épület súlyát kiegyensúlyozza a szilárd föld. A feszültséget viszont a kompresszió ellentéteként gondolják. A feszültség húzza és nyújtja az építőanyagokat.

" Olyan szerkezet, amelyet a szövet vagy hajlítható anyagrendszer feszítése (tipikusan huzallal vagy kábellel) jellemez, hogy a szerkezet kritikus szerkezeti támogatást nyújtson.

instagram viewer

"— Szövetszerkezetek Szövetsége (FSA)

Az emberi jellegű első ember által alkotott szerkezetekre (a barlangon kívül) gondolva Laugierre gondolunk Primitív kunyhó (szerkezetek elsősorban összenyomással) és még korábban sátorszerű szerkezetek - szövet (például állatbőr) szorosan húzódik (feszültség) egy fa vagy csontváz körül. A szakítószilárdság rendben volt a nomád sátrak és a kis pólók számára, de nem a Egyiptomi piramisok. Még a görögök és a rómaiak is úgy ítélték meg, hogy a kőből készült nagy kolosziumok a hosszú élet és az udvariasség védjegyei, és Klasszikus. Az évszázadok során a feszültségépítést cirkuszi sátrakhoz, függőhidakhoz (pl. Brooklyn híd) és kis méretű ideiglenes pavilonok.

Egész életében a német építész és Pritzker-díjas Frei Otto - könnyedén tanulmányozta a könnyű, szakító építészet lehetőségeit. kiszámítja a pólusok magasságát, a kábelek felfüggesztését, a kábelhálót és a membrán anyagokat, amelyek felhasználhatók nagy léptékű sátorszerű kialakításhoz szerkezetek. A kanadai Montreali Expo '67 német pavilonjának terveit sokkal könnyebben lehetett volna elkészíteni, ha CAD szoftver. De ez az 1967-es pavilon előkészítette az utat más építészek számára a feszültségépítés lehetőségeinek mérlegelésére.

A feszültség létrehozására a leggyakoribb modellek a ballon modell és a sátor modell. A ballonmodellekben a belső levegő pneumatikusan feszíti a membrán falait és a tetőt azáltal, hogy a levegőt a rugalmas anyagba nyomja, mint egy ballon. A sátormodellben a rögzített oszlophoz rögzített kábelek meghúzzák a membránfalakat és a tetőt, ugyanúgy, mint egy esernyő.

A leggyakoribb sátormodell tipikus elemei a következők: (1) a „tartóoszlop” vagy rögzített pólus vagy póluskészletek a tartáshoz; (2) Felfüggesztő kábelek, az ötlet a német születésű Amerikába hozta John Roebling; és (3) egy "membrán" szövet formájában (például: ETFE) vagy kábelháló.

Az ilyen típusú építészet legjellemzőbb felhasználási területei a tetőfedés, a kültéri pavilonok, a sportpályák, a közlekedési csomópontok és a katasztrófa utáni félig állandó házak.

^{Forrás: Szövet szerkezetek szövetsége (FSA) a www.fabricstructuresassociation.org/what-are-lightweight-structures/tensile oldalon}

A Denveri Nemzetközi Repülőtér kiváló példája a szakító építészetnek. Az 1994-es terminál feszített membrán tetője mínusz 100 ° F (nulla alatti) és plusz 450 ° F közötti hőmérsékletet képes ellenállni. Az üvegszálas anyag visszatükrözi a nap hőjét, ugyanakkor lehetővé teszi a természetes fény kiszűrését a belső terekbe. A terv az, hogy tükrözze a hegycsúcsok környezetét, mivel a repülőtér a Sziklás-hegység közelében található, Denverben, Colorado.

Építészmérnök: C. W. J. Fentress H. Bradburn Associates, Denver, CO
befejezték: 1994
Különleges vállalkozó: Birdair, Inc..
Tervezési ötlet: Hasonlóan a Frei Otto csúcsos szerkezetéhez, amely a müncheni Alpok közelében helyezkedik el, a Fentress egy húzómembrán tetőfedő rendszert választott, amely a Colorado Sziklás-hegy csúcsait emulálta.
Méret: 1200 x 240 láb
Belső oszlopok száma: 34
Acélkábel mennyisége 10 mérföld
Membrán típusa: PTFE üvegszál, egy teflon^®bevont szőtt üvegszál
A szövet mennyisége: 375 000 négyzetméter a Jeppesen terminál tetőjéhez; 75 000 négyzetlábméretű kiegészítő szélső védelem

^{Forrás: Denveri Nemzetközi Repülőtér és PTFE üvegszál a Birdair, Inc.-nél [elérhető 2015. március 15-én]}

A német Alpok ihlette, ez a németországi müncheni szerkezet emlékeztetheti a Denver 1994-es nemzetközi repülőterére. A müncheni épület azonban húsz évvel korábban épült.

1967-ben a német építész, Günther Behnisch (1922-2010) nyert versenyt egy müncheni szeméttelep nemzetközi tájképp történő átalakításáról, a 1972-es XX nyári olimpiai játékok rendezésére. A Behnisch & Partner modelleket készített homokban, hogy leírja azokat a természetes csúcsokat, amelyeket az olimpiai faluban akartak. Aztán Frei Otto német építészt hívták be, hogy segítsenek kitalálni a terv részleteit.

Használata nélkül CAD szoftver, az építészek és a mérnökök ezeket a müncheni csúcsokat úgy tervezték meg, hogy nemcsak az olimpiai atlétákat, hanem a német találékonyságot és a német Alpokat is bemutassák.

A Denveri Nemzetközi Repülőtér építésze ellopta München terveit? Talán, de a dél-afrikai társaság Feszültségszerkezetek rámutat arra, hogy az összes feszültségmérés három alapforma származékai:

• "Kúpos - Kúp alakú, amelyet egy központi csúcs jellemez "
• "Hordó boltozat - íves alakú, általában ívelt íves kivitelű "
• "Hypar - Csavart szabad forma"

^{Forrás: Versenyek, Behnisch és partner 1952-2005; Technikai információ, Feszítőszerkezetek [elérhető 2015. március 15-én]}

Günther Behnisch és Frei Otto együttmûködtek az 1972-es németországi müncheni olimpiai falu nagy részének behatárolásakor, amely az egyik elsõ nagyszabású feszültségszerkezeti projekt. A németországi müncheni Olimpiai Stadion csak egyike volt a szakító építészet felhasználásának.

A müncheni szerkezet bonyolult kábelháló membrán volt, amelyet nagyobb méretűnek és nagyszerűbbnek mutattak, mint az Otto Expo '67 szövet-pavilonja. Az építészek 4 mm vastag akril paneleket választottak a membrán kitöltéséhez. A merev akril nem nyúlik túl mint a szövet, így a paneleket "rugalmasan összekapcsoltuk" a kábelhálóval. Az eredmény egy kivágott könnyedség és lágyság az olimpiai faluban.

A szakító membránszerkezet élettartama változó, a választott membrán típusától függően. A mai fejlett gyártási technikák meghosszabbították ezen szerkezetek élettartamát kevesebb mint egy évről évtizedekre. A korai szerkezetek, mint például az 1972. évi müncheni olimpiai park, valóban kísérleti jellegűek és karbantartást igényelnek. 2009-ben a német cég HIGHTEX Az új hallható tető beépítésére az Olympic Hall fölött került sor.

^{Forrás: 1972. évi Olimpiai Játékok (München): Olimpiai stadion, TensiNet.com [elérhető 2015. március 15-én]}

A mai építésznek sokféle van szövet membrán választás közül választhat - sokkal több "csodaszövet", mint az építészeknek, akik az 1972-es olimpiai falu tetőfedését tervezték.

1980-ban a szerző Mario Salvadori így magyarázta a szakító építészetet:

"Miután a kábelhálózatot felfüggesztették a megfelelő támaszpontokból, a csodák szövetét fel lehet függeszteni, és a hálózati kábelek közötti viszonylag kis távolságra meg lehet nyújtani. A német Frei Otto építész úttörője volt az ilyen típusú tetőknek, amelyekben egy vékony kábelháló lóg a nehéz határkábelekből, amelyeket hosszú acél vagy alumínium oszlopok támasztanak alá. A montreali Expo '67-ben a nyugat-német pavilonhoz kialakított sátor felállítását követően sikerült befednie a Müncheni Olimpiai Stadion... 1972-ben egy tizennyolc hektáros menedékhelyű sátorral, amelyet kilenc 260 láb magas nyomóoszlop és 5000 tonnás kapacitású határfeszítő kábelek támasztanak alá. (A pókot egyébként nem könnyű utánozni - erre a tetőre 40 000 órányi mérnöki számítások és rajzok szükségesek.) "

^{Forrás: Miért állnak az épületek? készítette: Mario Salvadori, McGraw-Hill Paperback Edition, 1982, pp. 263-264}

Gyakran nevezik az első nagyszabású könnyű szakítószerkezetnek, az 1967-es Expo '67 német pavilonnak - Németországban előregyártva és Kanadába szállítva, a helyszínen történő összeszerelés céljából - csak 8000 négyzetmétert fed le m. Ez a szakítóépítészeti kísérlet, amely mindössze 14 hónapot igényelt a tervezésre és az építkezésre, prototípus lett, és a német építészek, ideértve a tervezőt, a jövő Pritzker-díjas Frei étvágyát is Ottó.

Ugyanebben az évben, 1967-ben, a német építész, Günther Behnisch nyerte meg a Bizottságot az 1972-es müncheni olimpiai helyszínekért. Szakadó tetőszerkezete öt évbe telt, hogy megtervezhesse és megépítse és lefedje a 74 800 négyzetméteres felületet - messze az elődetől, a kanadai Montreal-tól.

• Könnyűszerkezetek - fényszerkezetek: A szakító építészet művészete és mérnöke Horst Berger munkája szemlélteti Horst Berger, 2005
• Szakító felületű szerkezetek: Gyakorlati útmutató a kábel és a membrán felépítéséhez Michael Seidel, 2009
• Szakító membránszerkezetek: ASCE / SEI 55-10, Asce Standard, az amerikai Építőmérnökök Társasága, 2010

^{Források: 1972-es Olimpiai Játékok (München): Olimpiai stadion és 1967-es Expo (Montreal): Német Pavilon, a TensiNet.com projekt-adatbázisa [elérhető 2015. március 15-én]}