O privire mai atentă asupra arhitecturii de tracțiune

Arhitectura de tracțiune este un sistem structural care utilizează predominant tensiunea în loc de compresie. De tracţiune și tensiune sunt adesea utilizate în mod interschimbabil. Alte denumiri includ arhitectura membranelor de tensiune, arhitectura țesăturilor, structuri de tensiune și structuri ușoare de tensiune. Haideți să explorăm această tehnică de construcție modernă dar modernă

Tensiune și comprimare sunt două forțe despre care auziți mult când studiați arhitectura. Majoritatea structurilor pe care le construim sunt în compresiune - cărămidă pe cărămidă, bord la bord, împingând și stoarsă în jos spre pământ, unde greutatea clădirii este echilibrată de pământul solid. Pe de altă parte, tensiunea este considerată opusul compresiei. Tensiunea trage și întinde materialele de construcție.

" O structură care se caracterizează printr-o întindere a țesăturii sau a unui sistem de materiale flexibile (de obicei cu sârmă sau cablu) pentru a oferi suportul structural structural al structurii.

instagram viewer

"— Asociația Structurilor din Fabric (FSA)

Când ne gândim la primele structuri create de om (în afara peșterii), ne gândim la cele ale lui Laugier Hut primitiv (structuri în principal în compresiune) și, chiar mai devreme, structuri asemănătoare cortului - țesătură (de exemplu, ascunzătoare de animale) au tras strâns (tensiune) în jurul unui cadru sau oțel. Designul de tracțiune a fost bine pentru corturi nomade și teepee mici, dar nu pentru Piramidele Egiptului. Chiar și grecii și romanii au stabilit că marile colisee din piatră erau o marcă a longevității și a civilității, iar noi le numim Clasic. De-a lungul secolelor, arhitectura tensiunii a fost retrogradată la corturi de circ, poduri suspendate (de ex. Podul Brooklyn) și pavilioane temporare la scară mică.

Pentru întreaga sa viață, arhitectul german și laureatul Pritzker Frei Otto au studiat posibilitățile unei arhitecturi ușoare și rezistente - cu atenție calcularea înălțimii polilor, a suspensiei cablurilor, a cablurilor și a materialelor de membrană care ar putea fi utilizate pentru a crea corturi la scară largă structuri. Proiectul său pentru Pavilionul german de la Expo '67 din Montreal, Canada ar fi fost mult mai ușor de construit dacă ar fi fost CAD software-ul. Dar, acest pavilion din 1967 a deschis calea altor arhitecți să ia în considerare posibilitățile de construcție a tensiunii.

Cele mai comune modele pentru crearea tensiunii sunt modelul balonului și modelul cortului. În modelul balonului, aerul interior creează pneumatic tensiunea pe pereții membranei și pe acoperiș, împingând aerul în materialul întins, ca un balon. În modelul cortului, cablurile atașate la o coloană fixă ​​trag pereții membranei și acoperișul, la fel cum funcționează o umbrelă.

Elementele tipice pentru modelul de cort mai obișnuit includ (1) "catargul" sau stâlpul fix sau seturile de stâlpi pentru sprijin; (2) Cabluri de suspensie, ideea adusă în America de către născuții germani John Roebling; și (3) o "membrană" sub formă de țesătură (de exemplu, ETFE) sau cu cablu.

Cele mai tipice utilizări pentru acest tip de arhitectură includ acoperișurile, pavilioanele în aer liber, arenele sportive, huburile de transport și carcasele semipermanente post-dezastru.

^{Sursa: Fabric Structures Association (FSA) la www.fabricstructuresassociation.org/what-are-lightweight-structures/tensile}

Aeroportul Internațional Denver este un exemplu fin de arhitectură la tracțiune. Acoperișul cu membrană întinsă a terminalului din 1994 poate rezista la temperaturi de la minus 100 ° F (sub zero) până la 450 ° F. Materialul din fibră de sticlă reflectă căldura soarelui, dar permite luminii naturale să se filtreze în spațiile interioare. Ideea de proiectare este de a reflecta mediul vârfurilor muntoase, deoarece aeroportul se află în apropierea Munților Stâncoși din Denver, Colorado.

Arhitect: C. W. Fentress J. H. Bradburn Associates, Denver, CO
Efectuat: 1994
Contractant de specialitate: Birdair, Inc.
Idee de proiectare: Similar cu structura de vârf a lui Frei Otto, situată în apropierea Alpilor din Munchen, Fentress a ales un sistem de acoperișuri cu membrană rezistentă, care a imitat culmile Rocky Mountain din Colorado
mărimea: 1.200 x 240 de picioare
Numărul de coloane interioare: 34
Cantitatea de cablu de oțel 10 mile
Tip membrană: Fibră de sticlă PTFE, un Teflon^®-fibra de sticla impletita
Cantitatea de țesătură: 375.000 de metri pătrați pentru acoperișul terminalului Jeppesen; Protecție suplimentară la bordură de 75.000 de metri pătrați

^{Sursă: Aeroportul Internațional Denver și Fibră de sticlă PTFE la Birdair, Inc. [accesat 15 martie 2015]}

Inspirată de Alpii germani, această structură din Munchen, Germania vă poate aminti de Aeroportul Internațional din 1994 din Denver. Cu toate acestea, clădirea din Munchen a fost construită cu douăzeci de ani mai devreme.

În 1967, arhitectul german Günther Behnisch (1922-2010) a câștigat o competiție pentru a transforma o groapă de gunoi din Munchen într-un peisaj internațional pentru a găzdui XX Jocuri Olimpice de vară din 1972. Behnisch & Partner au creat modele din nisip pentru a descrie vârfurile naturale pe care și le-au dorit pentru satul olimpic. Apoi l-au înscris pe arhitectul german Frei Otto pentru a ajuta la descoperirea detaliilor designului.

Fără utilizarea CAD software, arhitecții și inginerii au proiectat aceste vârfuri la München pentru a prezenta nu numai sportivii olimpici, ci și ingeniozitatea germană și Alpii germani.

Arhitectul Aeroportului Internațional Denver a furat proiectul din Munchen? Poate, dar compania sud-africană Structuri de tensiune subliniază că toate modelele de tensiune sunt derivate ale trei forme de bază:

• "Conic - o formă de con, caracterizată printr-un vârf central "
• "Vault baril - o formă arcuită, caracterizată de obicei printr-un design cu arc curbat "
• "Hypar - O formă liberă răsucită"

^{surse: Competiții, Behnisch & Partener 1952-2005; Informații tehnice, Tension Structures [accesat 15 martie 2015]}

Günther Behnisch și Frei Otto au colaborat pentru a închide cea mai mare parte a Satului Olimpic din Munchen din Germania, unul dintre primele proiecte de structură de tensiune pe scară largă. Stadionul Olimpic din Munchen, Germania a fost doar unul dintre locurile care foloseau arhitectura la tracțiune.

Propus să fie mai mare și mai măreț decât Pavilionul din țesătura lui Otto Expo '67, structura din München a fost o membrană complexă de cabluri. Arhitecții au ales panouri acrilice groase de 4 mm pentru a completa membrana. Acrilicul rigid nu se întinde ca țesătura, astfel încât panourile au fost „conectate flexibil” la rețeaua de cablu. Rezultatul a fost o ușurință și moliciune sculptată în tot satul olimpic.

Durata de viață a unei structuri de membrană la tracțiune este variabilă, în funcție de tipul de membrană aleasă. Tehnicile avansate de fabricație de astăzi au crescut viața acestor structuri de la mai puțin de un an la multe decenii. Structurile timpurii, precum Parcul Olimpic din Munchen din 1972, erau cu adevărat experimentale și necesită întreținere. În 2009, compania germană Hightex a fost înrolat să instaleze un nou acoperiș cu membrană suspendată peste Sala Olimpică.

^{Sursa: Jocurile Olimpice 1972 (Munchen): stadionul olimpic, TensiNet.com [accesat 15 martie 2015]}

Arhitectul de astăzi are o serie de alegerea membranelor din țesătură din care să selectăm - multe mai multe „țesături minune” decât arhitecții care au proiectat acoperișurile din Satul Olimpic din 1972.

În 1980, autorul Mario Salvadori a explicat în acest fel arhitectura tensionată:

„Odată ce o rețea de cabluri este suspendată din punctele de sprijin adecvate, țesăturile minune pot fi atârnate de ea și întinse pe distanța relativ mică între cablurile rețelei. Arhitectul german Frei Otto a fost pionier în acest tip de acoperiș, în care o rețea de cabluri subțiri atârnă de cablurile de graniță grele susținute de stâlpi lungi de oțel sau aluminiu. După ridicarea cortului pentru pavilionul vest-german de la Expo '67 din Montreal, a reușit să acopere tribunele Stadionul Olimpic din Munchen... în 1972, cu un cort care adăpostește optsprezece acri, susținut de nouă stâlpi compresivi cu o înălțime de până la 260 de metri și prin cabluri de pretensionare de graniță cu o capacitate de până la 5.000 de tone. (Apropo, păianjenul, nu este ușor de imitat - acest acoperiș a necesitat 40.000 de ore de calcule și desene tehnice.) "

^{Sursă: De ce se ridică clădirile de Mario Salvadori, McGraw-Hill Paperback Edition, 1982, pp. 263-264}

Adesea numită prima structură de tracțiune ușoară pe scară largă, Pavilionul german din Expo din anul 1967 - prefabricate în Germania și expediate în Canada pentru asamblare la fața locului - acoperite doar 8.000 pătrate metri. Acest experiment în arhitectură la tracțiune, având nevoie de doar 14 luni pentru a planifica și construi, a devenit un prototip, și a dorit apetitul arhitecților germani, inclusiv al designerului său, viitorul Pritzker Laureate Frei Otto.

În același an din 1967, arhitectul german Günther Behnisch a câștigat comisia pentru locurile olimpice din Munchen din 1972. Structura lui de acoperiș la tracțiune a avut nevoie de cinci ani pentru a planifica și construi și a acoperit o suprafață de 74.800 de metri pătrați - un strigăt îndepărtat de predecesorul său din Montreal, Canada.

• Structuri de lumină - Structuri de lumină: Arta și Ingineria arhitecturii de tracțiune ilustrate de Opera lui Horst Berger de Horst Berger, 2005
• Structuri de suprafață de tracțiune: un ghid practic pentru construcția cablurilor și a membranelor de Michael Seidel, 2009
• Structuri cu membrană de tracțiune: ASCE / SEI 55-10, Asce Standard de către American Society of Civil Engineers, 2010

^{Surse: Jocuri Olimpice 1972 (Munchen): stadionul olimpic și Expo 1967 (Montreal): Pavilionul german, baza de date a proiectului TensiNet.com [accesat 15 martie 2015]}