Pažljiviji pogled na vlačnu arhitekturu

Vučna arhitektura je strukturni sustav koji pretežno koristi napetost umjesto kompresije. vučni i napetost često se koriste naizmjenično. Ostali nazivi uključuju arhitekturu zatezne membrane, arhitekturu tkanine, zategnute strukture i lagane zatezne strukture. Istražimo ovu modernu, ali drevnu tehniku ​​gradnje.

Napetost i kompresija dvije su sile o kojima mnogo čujete kada studirate arhitekturu. Većina građevina koje gradimo sastoji se od kompresije - opeka na cigli, daska na krovu, gurajući se i gurajući dolje prema tlu, pri čemu težina građevine uravnotežuje čvrstu zemlju. S druge strane, napetost se smatra suprotnom kompresiji. Napetost vuče i rasteže građevinski materijal.

" Konstrukcija koja je karakterizirana zatezanjem sustava tkanine ili fleksibilnog materijala (obično žicom ili kabelom) kako bi se konstrukciji pružila kritična konstrukcijska potpora.

instagram viewer

"— Udruženje struktura tkanina (FSA)

Osvrćući se na prve građevine koje je čovjek stvorio (izvan pećine), mislimo na Laugierove Primitivna koliba (građevine uglavnom komprimirane) i, čak i ranije, strukture u obliku šatora - tkanina (npr. životinjska koža) čvrsto se vuče (napetost) oko drvenog ili koštanog okvira. Zatezni dizajn bio je dobar za nomadske šatore i male tinejdžere, ali ne i za Piramide Egipta. Čak su i Grci i Rimljani utvrdili da su veliki koloseumi napravljeni od kamena zaštitni znak dugovječnosti i uljudnosti, a mi ih nazivamo klasična. Kroz stoljeća, tenzijska se arhitektura povlačila u cirkuske šatore, ovjesne mostove (npr. Brooklyn Bridge) i privremeni paviljoni manjih razmjera.

Cijeli život njemački arhitekt i laureat Pritzkera Frei Otto proučavao je mogućnosti lagane, zategnute arhitekture - mukotrpno izračunavanje visine stupova, ovjesa kablova, kablovskih mreža i membranskih materijala koji bi se mogli koristiti za izradu šatora velikih razmjera strukture. Njegov dizajn za njemački paviljon na Expu '67 u Montrealu u Kanadi bio bi mnogo lakši za konstrukciju da je imao CAD softver. Ali, upravo je ovaj paviljon iz 1967. utro put drugim arhitektima da razmotre mogućnosti izgradnje napetosti.

Najčešći modeli stvaranja napetosti su model balona i model šatora. U modelu s balonom, zrak iz unutrašnjosti pneumatično stvara napetost na zidovima i krovu membrane gurajući zrak u rastezljivi materijal, poput balona. U modelu šatora, kablovi pričvršćeni na fiksni stup povlače zidove membrane i krov, baš kao što djeluje kišobran.

Tipični elementi za češći model šatora uključuju (1) "jarbol" ili fiksni stup ili setove stupova za podršku; (2) Kablovi za ovjes, ideja koju je u Ameriku donio Nijemac John Roebling; i (3) "membrana" u obliku tkanine (npr. ETFE) ili kabelska mreža.

Najtipičnije namjene za ovu vrstu arhitekture uključuju krovište, vanjske paviljone, sportske arene, transportna čvorišta i polu-trajna kućišta nakon katastrofe.

^{Izvor: Udruga tkaninskih tkanina (FSA) na www.fabricstructuresassociation.org/what-are-lightweight-structures/tensile}

Međunarodna zračna luka Denver lijep je primjer vlačne arhitekture. Istegnuti membranski krov terminala iz 1994. može podnijeti temperature od minus 100 ° F (ispod nule) do plus 450 ° F. Materijal od stakloplastike odražava sunčevu toplinu, ali omogućava da se prirodna svjetlost filtrira u unutarnje prostore. Ideja dizajna je odražavati okruženje planinskih vrhova, budući da se zračna luka nalazi u blizini Stjenovitih planina u Denveru, Colorado.

Arhitekt: C. W. Fentress J. H. Bradburn Associates, Denver, CO
dovršen: 1994
Izvođač specijalnosti: Birdair, Inc.
Ideja dizajna: Slično vrhoj građevine Frei Otto koja se nalazi u blizini minhenskih Alpa, Fentress je odabrala krovni sustav zatezanja membrana koji je oponašao vrhove Rocky Mountaina u Koloradu
Veličina: 1200 x 240 stopa
Broj unutarnjih stupaca: 34
Količina čeličnog kabela 10 milja
Vrsta membrane: PTFE stakloplastika, teflon^®- obloženi tkani fiberglasom
Količina tkanine: 375.000 četvornih metara za krov terminala Jeppesen; 75.000 četvornih metara dodatna zaštita od ivice

^{Izvor: Međunarodna zračna luka Denver i PTFE stakloplastika u Birdair, Inc. [pristupljeno 15. ožujka 2015.]}

Inspirirana njemačkim Alpama, ova struktura u Minhenu, Njemačka, može vas podsjetiti na međunarodnu zračnu luku Denver 1994. godine. Međutim, zgrada u Minhenu sagrađena je dvadeset godina ranije.

Godine 1967. njemački arhitekt Günther Behnisch (1922.-2010.) Pobijedio je na natječaju za pretvaranje odlagališta smeća u München u međunarodni krajolik za domaćin XX. Ljetnih olimpijskih igara 1972. godine. Behnisch & Partner stvorili su modele u pijesku kako bi opisali prirodne vrhove koje su željeli za olimpijsko selo. Potom su se upisali njemački arhitekt Frei Otto kako bi pomogao otkriti detalje dizajna.

Bez upotrebe CAD softver, arhitekti i inženjeri dizajnirali su ove vrhove u Münchenu kako bi prikazali ne samo olimpijske sportaše, već i njemačku domišljatost i njemačke Alpe.

Je li arhitekt međunarodne zračne luke Denver ukrao Münchenov dizajn? Možda, ali južnoafrička tvrtka Zatezne konstrukcije ističe da su svi dizajni napetosti derivati ​​tri osnovna oblika:

• "Stožast - Konusni oblik, karakteriziran središnjim vrhom "
• "Barel Vault - lučni oblik, obično karakteriziran zakrivljenim lučnim dizajnom "
• "Hypar - Zakrivljeni oblik slobodnog oblika"

^{izvori: Natječaji, Behnisch & Partner 1952-2005; Tehničke informacije, Zatezne konstrukcije [pristupljeno 15. ožujka 2015.]}

Günther Behnisch i Frei Otto surađivali su kako bi ogradili većinu Olimpijskog sela 1972. godine u Münchenu, u Njemačkoj, jedan od prvih velikih projekata napetostnih struktura. Olimpijski stadion u Münchenu u Njemačkoj samo je jedno od mjesta gdje se koristi zatezna arhitektura.

Predloženo da bude veći i veličanstveniji od Otto-ovog paviljona od tkanine Expo '67, minhenska struktura bila je zamršena membrana kablovskih mreža. Arhitekti su za dovršavanje membrane odabrali akrilne ploče debljine 4 mm. Kruti akril ne rasteže se poput tkanine, pa su ploče "fleksibilno povezane" s mrežicom kabela. Rezultat je bila isklesana lakoća i mekoća u cijelom olimpijskom selu.

Životni vijek strukture zatezne membrane je različit, ovisno o vrsti odabrane membrane. Današnje napredne proizvodne tehnike povećale su život ovih struktura s manje od jedne godine na mnogo desetljeća. Rane građevine, poput Olimpijskog parka u Münchenu 1972. godine, doista su bile eksperimentalne i zahtijevaju održavanje. 2009. njemačka tvrtka Hightex prijavljen je za postavljanje novog spuštenog krovnog membrana nad Olympic Hall.

^{Izvor: Olimpijske igre 1972. (München): Olimpijski stadion, TensiNet.com [pristupljeno 15. ožujka 2015]}

Današnji arhitekt ima niz izbor membranskih tkanina od kojeg odabrati - mnogo više "tkanina od čuda" od arhitekata koji su dizajnirali krovište Olimpijskog sela iz 1972. godine.

1980. autor Mario Salvadori ovako je objasnio vlačnu arhitekturu:

"Jednom kada mreža kablova bude suspendirana s odgovarajućih točaka oslonca, čudo tkanine može se objesiti s nje i razvući na relativno malom razmaku između kabela mreže. Njemački arhitekt Frei Otto pokrenuo je tu vrstu krova, na kojem mreža tankih kabela visi od teških rubnih kabela poduprtih dugim čeličnim ili aluminijskim stupovima. Nakon podizanja šatora za zapadnonjemački paviljon na Expu '67 u Montrealu, uspio je pokriti tribine Olimpijski stadion u Münchenu... 1972. godine s šatorom koji zakloni osamnaest hektara, poduprt s devet tlačnih jarbola do 260 metara i graničnim naponskim kabelom kapaciteta do 5000 tona. (Pauka, usput, nije lako oponašati - ovaj krov zahtijeva 40 000 sati inženjerskih proračuna i crteža.) "

^{Izvor: Zašto zgrade ustaju napisao Mario Salvadori, McGraw-Hill Paperback Edition, 1982., str. 263-264}

Često ga nazivaju prvom lakom zateznom konstrukcijom velikih dimenzija, njemačkim paviljonom Expo-a 1967 - prefabrikovano u Njemačkoj i otpremljeno u Kanadu na sklapanje na licu mjesta - pokrivalo je samo 8.000 kvadrata metara. Ovaj eksperiment u zateznoj arhitekturi, koji je samo 14 mjeseci planirao i izgradio, postao je prototip, i pobudili su apetit njemačkih arhitekata, uključujući njegovog dizajnera, budućeg Pritzkerove laureate Frei Otto.

Iste godine 1967. njemački arhitekt Günther Behnisch pobijedio je u komisiji za olimpijska mjesta u Münchenu 1972. godine. Njegova zatezna krovna konstrukcija zahtijevala je pet godina za planiranje i izgradnju te je pokrio površinu od 74 800 četvornih metara - što je daleko od njegovog prethodnika u Montrealu u Kanadi.

• Svjetlosne konstrukcije - strukture svjetla: umjetnost i inženjering zatezne arhitekture ilustrirane djelom Horsta Bergera autor Horst Berger, 2005
• Zatezne površinske strukture: Praktični vodič za izgradnju kabela i membrana autor Michael Seidel, 2009
• Zatezne membranske strukture: ASCE / SEI 55-10, Asce Standard Američkog društva građevinskih inženjera, 2010

^{Izvori: Olimpijske igre 1972. (München): Olimpijski stadion i Expo 1967 (Montreal): Njemački paviljon, baza podataka TensiNet.com [pristupljeno 15. ožujka 2015]}