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威尼斯建筑双年展进行时 | Striatus Bridge ——扎哈事务所联合3D打印技术新应用

Hygge Art灰格 HyggeArt灰格 2023-03-13





「威尼斯建筑双年展」




当地时间5月22日,经过长达一年的推迟,「第17届威尼斯建筑双年展」在威尼斯开幕。本届威尼斯国际建筑双年展设有61个国家馆,另有来自46个国家和地区的112个团队和个人参展,本届展览主题为“我们如何共同生活”,分为“在多元生物之中”“新家庭”“新型社群”“跨境”以及“同一个星球”等五个单元。主题于疫情前就已确定,而疫情以来的一系列变化无疑为其带来了新的内容。从展览的作品到人们参展方式的变化,本届威尼斯建筑双年展为如何应对危机提供了一个案例。


策展人哈希姆·萨基斯说,以往的威尼斯双年展习惯于站在欧洲的角度向世界抛出答案,而此次双年展则聚集了来自世界各地建筑师的不同解决方案,他们从各种各样的本土文化中汲取灵感,探讨如何解决应对当代挑战。


本届威尼斯国际建筑双年展原定于去年举行,受新冠疫情影响曾两次延期。此次展览将从5月22日持续至11月21日,展期6个月



「展览亮点」

Striatus Bridge 


  • 项目标签

设计公司: Block Research GroupZaha Hadid Architects
位置:        意大利
类型:        景观、设计
材料:        混凝土
标签:        3D打印、威尼斯、威尼斯双年展
分类:        交通建筑、桥梁




Striatus Bridge 是一座16×12米的人行天桥,由3D打印的预制混凝土板组装而成,流畅的外形依靠其自身张力即可站立,无需依靠任何钢筋或粘合剂加固,是世界上第一座将传统建筑技术与先进的计算机设计、工程和机器人制造技术相结合的建筑作品。


“Striatus”的名称(意为带条纹的)反映了结构和制造过程上的逻辑。混凝土材料被打印成垂直于主要结构力的分层,以创建一种无需加固的、纯压缩的“条状”结构。


其设计展现了传统砖石构造和先进技术的完美结合,同时也提供了一种能让预算减半的建造思路:和传统钢筋混凝土楼版制造工艺相比,运用Striatus的设计和制造方法能节约70%的混凝土用量,甚至还可以节约90%的钢材。




  • 设计流程



设计团队通过Striatus的设计,试图建立起一种新的混凝土语言,以几何力学为原则,探索建筑形体的力量与强度。集成设计、工程、制造和施工,Striatus项目也重新定义了传统的跨学科关系。




通过使用开源计算框架COMPAS进行复杂计算,得到十分精确的构建参数,共计53块混凝土组件,从而形成不需要砂浆或钢筋的“条纹”式压缩结构构件。




机械臂模打印时,每块构件都有唯一编号,出浆流量、压力、时间也都会有固定比例。




实际操作时才能做到分毫不差,每个块平均有500个打印层。




ZHA对作品的解构更多是寻求建筑的有机性,提倡景观建筑的思想,ZHA希望将人们从传统的空间中抽离,内外空间统一且和谐的融合。

这座桥的外形也是朝着这一理念进行设计,同时综合考虑了力学特性。




  • 3D打印施工工艺



Striatus 「条纹」的名称反映了组成预制件的最微小的子结构——混凝土条状体的概念逻辑和制造过程。每一根「条纹」都是一次成型的,中间没有断点和接缝。


这些像面条一样的混凝土条经过精确的堆叠保证了结构的高度压缩状态,强度自然也是加倍的。


3D打印不仅避免了大量使用一次性模具造成的浪费和人工成本,而且还可以远距离生产制造,不会对环境造成影响。




  • 现场装配



整座拱形桥的装配过程可简单概括为:搭、拼、拆。

通过施工模拟可直观看出,每一块预制件并不是直接拼装的,而是需要借助事先搭好的模板支架。




组装步骤:

Step1:木模组成网格状的桥身,为混凝土构件提供应力支撑,钢拉杆在组装时解决拱的水平推力;

Step2:对混凝土组件拆包,沿着桥的五处基座进行逐个拼合;

Step3:为减少摩擦,拱桥的组块之间还会添加橡胶垫;

Step4:拆除木质模具和钢支架。


  • 设计亮点


1. 混凝土的新语言

Striatus提出了一种新的混凝土语言,它结构合理、制造方法明确、对生态负责,并且能够凭借精确的设计显著节约成本。Striatus优化了砌体结构、3D混凝土打印(3DCP)和当代设计之间相互关联的特性,提出了一种能够替代传统混凝土建筑的可行方案。


Striatus由3D打印的混凝土砌块构成



2. 凭借几何形状获得强度


Striatus是一个无加固的混凝土结构,凭借几何形状获得了强度。混凝土可以被看做是一种人工石材,拥有最好的压缩性能。在拱形和拱顶结构中,材料可以被精确地放置,从而使力在纯粹的压缩中传递到支撑物上。



这种情况下,结构的强度是借助几何形状而产生的,而不是像传统的混凝土梁和水平楼板那样以低效的方式进行材料堆积。这不仅有利于显著减少营造空间所需的材料数量,同时还能够鼓励人们更多地使用低强度、低污染的材料进行建造。




力学分析

结构的强度是借助几何形状而产生的


拱腹


细节



3. 可持续的混凝土数字


Striatus采用循环设计,仅在需要的地方放置材料,从而大幅减少了其对环境造成的影响。Striatus采用干式组装,不使用钢筋和粘合剂,可以反复地进行安装、拆卸、重组或更换用途,充分地展示了可持续性的3R原则(Reduce, Reuse, Recycle)在混凝土结构中的成功应用。




Striatus采用干式组装,不使用钢筋和粘合剂



4. 机器人3D混凝土打印

和典型的挤压式3D打印不同,Striatus采用的是双组(2K)混凝土墨水以及相配套的打印头和泵送装置,能够通过一个6轴的多方位机械臂精准地打印不均匀层和非平行层。这种新一代3D混凝土打印技术与拱形砌体设计相结合,其生产出的构件可以在无需任何加固或后加拉力的条件下实现承重。


打印过程


5. 颠覆性的前景


预计在未来30年内,全球将建成3000亿平方米的新楼层,而楼板本身的重量将占据大多数高层(10层以上)重量的40%以上。Striatus建造方式的引入将真正地颠覆建筑行业——改变我们的设计和建造人工环境的方式,从而更好地应对我们所处时代的决定性挑战。





建造过程






项目图纸


Striatus 概念图

Striatus 设计效果图


Striatus 平面图

Striatus 立面图


Striatus 立面图

Striatus 剖面图

Striatus 剖面图








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