Structuri ușoare de construcție

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare

Sistemele sau structurile constructive sunt considerate ușoare atunci când sunt ținute în poziție verticală de echilibrul sau opoziția părților; distribuția materialului în spațiu (adică forma) ajută, de asemenea, la reducerea greutății structurii. Stresul predominant la care sunt supuse acest tip de structuri este tracțiunea și rezistența mai mare oferită de materialele utilizate este tocmai acest tip de stres. Chiar și sistemul de construcție tinde să fie în concordanță cu comportamentul structural și folosește în principal tensiunea dintre părțile constitutive pentru a da soliditate întregii construcții.

Timp de multe secole, arhitectura ușoară a fost considerată a fi de o clasă inferioară decât grea, deoarece era mai puțin sărbătoare, mai puțin protectoare și persistentă, mai puțin reprezentativă pentru o putere sau o cultură auto-referențială. Din al doilea după război, capacitatea arhitecturii de a se măsura cu dinamica prezentului, cu integritatea naturalistă a locurilor, cu multiplicitatea nevoilor umane, capătă treptat o atenție mai mare. Lejeritatea a încetat să mai fie considerată o limită pentru a deveni adesea principalul parametru în evaluarea prezenței antropice [1] . Elasticitatea și ușurința corespund reciproc: atât configurația elementelor individuale, cât și echilibrul întregului depind de adaptarea sau deformarea materialului, a îmbinării și, în cele din urmă, a structurii. Frei Otto rezumă acest principiu în așa-numita cercetare a formei sau, mai degrabă, în crearea condițiilor din exterior, astfel încât structura să poată lua în mod autonom forma cea mai potrivită în ceea ce privește locul de construcție, tipul ales, materialele utilizate și condițiile de constrângere [2] .

Arhetipurile

Lumea neînsuflețită (roci, minerale, scoarța terestră) se caracterizează prin structuri practic grele , organismele vii ale lumii vegetale și animale au o varietate enormă de structuri ușoare și foarte ușoare. Legile chimice și fizice care reglementează formarea și dezvoltarea sistemelor de lumină pot fi urmărite înapoi la balonul foarte comun care stă la baza agregării celulelor în țesuturi și așa mai departe. [3]

În special, frunzele, ramurile și florile oferă o gamă largă de exemple despre modul în care elementele elastice găsesc solidar capacitatea de a-și asuma o configurație stabilă și rezistentă. Fibrele rezistente ( celuloză sau lignină ) formează rețele foarte elastice în faza vegetativă, când presiunea internă a lichidelor este echilibrată de tensiunea membranelor și a fibrelor în sine. Suprafețele frunzelor și petalelor presupun concavitate, convexitate sau pliuri pentru a obține o rezistență mai mare la forța gravitațională. Odată cu uscarea, masa solidă se întărește, evidențiind structura reticulară internă. Simbioza dintre plante propune aceleași principii structurale la scară mai mare: târâtoarele folosesc elasticitatea lăstarilor și a rădăcinilor aeriene în timpul dezvoltării pentru a adera la trunchiul care le susține.

Elasticitatea ca principal factor pentru geneza structurilor de lumină din lumea plantelor

  • Venele și umflăturile pentru a atinge condițiile de echilibru

  • Pliuri care conferă rigiditate unei țesături elastice

  • Structura reticulară internă a masei rezistente a plantei

  • Geometrii generate de modalitățile de creștere

  • Soluții structurale care sporesc elasticitatea

Deși frunzele prezintă același comportament, rețeaua ne permite să observăm rolul tensiunii în structurile ușoare mai ușor și mai clar. Că păianjenul produce fire ancorate și întinse între două suporturi este evident pentru toată lumea. Mai puțin evident este că, pentru a întinde un fir, păianjenul produce altele cu care să le tragă pe cele anterioare. În același timp firele se combină într-o țesătură uneori regulată sau organizată geometric, alteori aparent dezordonată. În toate cazurile, datele distinctive sunt: ​​ierarhia dintre cablurile care susțin structura punând tensiune pe pânză; distribuirea omogenă a eforturilor datorită solidarității tuturor elementelor; configurația rezultată din procesul de construcție sau suprafața divergentă de curbură dublă care servește la transmiterea tensiunii în interiorul țesăturii.

Tensiunea cablurilor și a plaselor pentru a modela sisteme tridimensionale rezistente și cu o ușurință maximă

  • Originea construcției păianjenului

  • Distribuția tensiunii între fire

  • Cabluri de tracțiune și țesături de pânză

  • Geometrie complexă generată de modurile de construcție

Cazuistica

Noțiunea de ușurință din istoria arhitecturii are origini îndepărtate, deși nu este întotdeauna recunoscută. Un pasaj deosebit de semnificativ este cel de la romanic la gotic cu zidurile golite și nervurile structurale care devin mai subțiri [4] . Câteva secole mai târziu, piatra va fi înlocuită cu fontă și fier, pentru a da viață structurilor reticulare metalice care găsesc simbolul universal în Turnul Eiffel .

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: Tehnologie și dinamică evolutivă .

În ceea ce privește arhitectura recentă, proiectarea și construcția structurilor ușoare s-au dezvoltat pe baza unei abordări empirice sau experimentale. Studiul modelelor fizice la scară a făcut posibilă compensarea complexității teoretice a geometriilor și modelelor matematice pe care le implică aceste structuri. Din anii 1960, Frei Otto a studiat pânzele de păianjen, le-a fotografiat și le-a reprodus, pentru a obține proiectele pe care le-a făcut apoi la Montreal, Monaco etc. Tema centrală a Institutului Lightweght din Struttgart este rețeaua de cabluri, modul în care greutatea este transmisă în și în jurul rețelei. O atenție deosebită este acordată și proiectării punctelor de joncțiune, în general rezolvate cu piese de modelare a metalelor. Rezultatul sunt membrane întinse care iau forma unui paraboloid hiperbolic , materializând în spațiu condițiile de echilibru dintre eforturi. Cu câțiva ani înainte, Richard Buckminster Fuller [5] a oferit, de asemenea, un cadru teoretic intuițiilor lui Kenneth Snelson , un sculptor care echilibrează stâlpii și corzile (așa-numitele structuri tensintegre). Fuller experimentează și creează cupole reticulare mari de grosime redusă, în timp ce Snelson studiază texturile sistemelor reticulare în spațiul tridimensional.

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: Dom geodezic și structuri de întindere .

Generația de membrane divergente cu dublă curbă printr-o rețea de cabluri Stadionul Olimpic din München, Frei Otto 1972

  • Cablurile de la bord care împărtășesc eforturile

  • Cablurile de ridicare ale capacului

  • Modelarea curburii cu cuspizi centrali

  • Piese speciale de conectare a cablului

  • Îmbinări articulate care blochează înclinarea la intersecția cablurilor

Pornind de la referințele lui Fuller și Otto, proiectele și producțiile experimentale au îmbogățit progresiv panorama în ceea ce privește materialele utilizate, geometrii, metode de construcție și comportamente structurale. Fiecare contribuție rezultă din reluarea întregului proces care începe cu observarea și reproducerea principiilor de construcție prezente în natură sau în măiestrie. Numai atunci când artefactul arhitectural a dobândit o identitate geometrică și structurală trece la reprezentarea și cuantificarea acestuia prin modele numerice ( metoda elementelor finite ). De asemenea, rezultă că fiecare proiect sau realizare are nevoie de un sistem de construcție propriu. Un detaliu, o piesă specială sau o îmbinare sunt utilizate pentru a adapta elementele standardizate la geometria specifică sau comportamentul structural definit pornind de la abordarea experimentală menționată anterior și ca urmare a căutării formei.

Detalii, soluții de construcție și utilizarea materialelor în structuri ușoare

  • Sticlă structurală montată pe cabluri întinse

  • Articulație care permite curbura dublă convergentă ( Norman Foster )

  • Vertebre reticulare din oțel ( Nicholas Grimshaw )

  • Sistem de prindere și ancorare într-o structură de tracțiune

  • Lanț pentru tensionarea pânzei

Exemplele

  • Shigeru Ban în învelișul de zăbrele cu tuburi de hârtie pentru Pavilionul japonez din Hanovra [1] și în dubla curbură a zăbrelei de lemn pentru acoperișul Cêntre Pompidou din Metz [2] ;
  • Norman Foster în coperta Curții de la British Museum din Londra [3] ;
  • Nicholas Grimshaw în oțel și geodezie ETFE pentru proiectul Eden din Saint Austell [4] și în vertebrele reticulare ale stației Waterloo din Londra [5] ;
  • Michael Hopkins în acoperișul din lemn, oțel și sticlă pentru curtea Portcullis House din Londra [6] Arhivat 28 mai 2008 la Internet Archive . și în membranele întinse pentru Centrul de Cercetare Schlumberger din Cambridge [7]
  • Toyo Ito în scoicile spiralate ale Parcului Relaxational din Alicante[8] ;
  • Renzo Piano [9] în sistemul mixt fier-lemn al acoperișurilor pentru Parco della Musica din Roma și cochiliile verticale pentru Centrul Cultural Jean-Marie Tjibaou din Noumea;
  • Richard Rogers în membrana întinsă cu curbură dublă convergentă pentru Millennium Dome din Londra [10] și în acoperișul ventilat pentru Terminalul Aeroportului Barrajas din Madrid [11] ;
  • Jörn Schlaich în cojile de sticlă și oțel ca acoperiș pentru DG-Bank din Berlin [12] și în membranele polimerice întinse pentru stația de tramvai din Waldau [13] .

Notă

  1. ^ Italo Calvino , Lecții americane: șase propuneri pentru următorul mileniu , Garzanti, Milano 1988
  2. ^ Frei Otto , Bodo Rash, Finding Form: Towards an Architecture of the Minimal , Ediția Axel Menges 1995
  3. ^ D'Arcy Thompson On Gtrowth and Form (trad. It. "Creșterea formei", Boringhieri, Torino)
  4. ^ Banister Fletcher A History of Architecture on the Comparative Method Athlone Press, University of London 1896 (tradus. "Istoria arhitecturii după metoda comparativă" Aldo Martello Editore, Milano 1967)
  5. ^ R. Buckminster Fuller, Synergetics: Explorations in the Geometry of Thinking , Macmillan Publishing 1975

Elemente conexe

Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Structure_edili_leggere&oldid=118799001 ”