מבט מקרוב על ארכיטקטורת מתיחה

ארכיטקטורת מתיחה היא מערכת מבנית שמשתמשת בעיקר במתח במקום דחיסה. מתיחה ו מתח משמשים לעתים קרובות לסירוגין. שמות אחרים כוללים ארכיטקטורת ממברנות מתח, ארכיטקטורת בדים, מבני מתח ומבני מתח קלים. בואו לחקור את טכניקת הבנייה המודרנית והעתיקה הזו.

מתח ו דחיסה הם שני כוחות שאתה שומע עליהם רבות כשאתה לומד אדריכלות. מרבית המבנים שאנו בונים נמצאים בדחיסה - לבנים על לבנים, לוח על הלוח, דוחפים וסוחטים כלפי מטה אל האדמה, שם משקל המבנה מאוזן על ידי האדמה המוצקה. לעומת זאת, מתח נחשב להפך מדחיסה. המתח מושך ומותח חומרי בניין.

" מבנה המאופיין במתיחות של הבד או מערכת החומרים הגמישים (בדרך כלל עם חוט או כבל) כדי לספק את התמיכה המבנית הקריטית למבנה."— איגוד מבני בדים (FSA)

כשאנחנו חושבים על המבנים הראשונים מעשה ידי האדם מהסוג האנושי (מחוץ למערה), אנחנו חושבים על זה של שטולייר צריף פרימיטיבי (מבנים בעיקר בדחיסה), ואף מוקדם יותר, מבנים דמויי אוהל - בד (למשל, מסתור בבעלי חיים) מושך חזק (מתח) סביב עץ או מסגרת עצם. עיצוב המתיחה היה בסדר עבור אוהלים נוודים ותבניות קטנות, אבל לא עבור

במשך כל חייו חקר האדריכל הגרמני והחתן פריצקר, פריי אוטו, את האפשרויות של ארכיטקטורה קלה ומתיחה - בקפידה חישוב גובה הקטבים, מתלה הכבלים, רשת הכבלים וחומרי הממברנה שיכולים לשמש ליצירת אוהל בקנה מידה גדול. מבנים. העיצוב שלו לביתן הגרמני באקספו 67 במונטריאול בקנדה היה קל בהרבה להקים אם היה לו CAD תוכנה. אולם, ביתן זה מ -1967 הוא שסלל את הדרך לאדריכלים אחרים לשקול את האפשרויות של בניית מתח.

הדגמים הנפוצים ביותר ליצירת מתח הם דגם הבלון ודגם האוהל. במודל הבלון, אוויר פנים יוצר באופן פנאומטי את המתח על קירות הממברנה והגג על ידי דחיפת אוויר לחומר המתוח, כמו בלון. במודל האוהל, כבלים המחוברים לעמוד קבוע מושכים את קירות הממברנה והגג, בדומה לעבודה של מטרייה.

אלמנטים אופייניים לדגם האוהל הנפוץ יותר כוללים (1) "התורן" או העמוד הקבוע או מערכות העמודים לתמיכה; (2) כבלי מתלה, הרעיון שהביא לאמריקה על ידי ילידי גרמניה ג'ון רובלינג; ו- (3) "קרום" בצורה של בד (למשל, ETFE) או רשת כבלים.

השימושים האופייניים ביותר לסוג זה של אדריכלות כוללים קירוי, ביתנים חיצוניים, זירות ספורט, רכזות תחבורה ודיור קבוע למחצה לאחר אסון.

^{מקור: איגוד מבני בדים (FSA) באתר www.fabricstructuresassociation.org/what-are-lightweight-structures/tensile}

שדה התעופה הבינלאומי של דנוור הוא דוגמא יפה לאדריכלות מתיחה. גג הממברנה המתוח של מסוף 1994 יכול לעמוד בטמפרטורות מינוס 100 מעלות צלזיוס (מתחת לאפס) לתוספת 450 מעלות צלזיוס. חומר הפיברגלס משקף את חום השמש, ובכל זאת מאפשר לאור טבעי לסנן לחללים פנימיים. הרעיון העיצובי הוא לשקף את הסביבה של פסגות הרים, שכן שדה התעופה נמצא בסמוך להרי הרוקי בדנוור, קולורדו.

אדריכל: ג. וו. פנטרס ג'. ח. חברת ברדבורן Associates, דנוור, CO
הושלם: 1994
קבלן התמחות: Birdair Inc.
רעיון עיצובי: בדומה למבנה השיא של פריי אוטו הממוקם בסמוך לאלפים במינכן, פנטרוס בחרה במערכת קירוי של קרום מתיחה אשר הדמה את פסגות הר הרוקי של קולורדו.
גודל: 1,200 x 240 רגל
מספר העמודים הפנימיים: 34
כמות כבל הפלדה 10 מיילים
סוג הממברנה: פיברגלס PTFE, טפלון^®פיברגלס מצופה ארוגים
כמות הבדשטח: 375,000 רגל מרובע לגג מסוף Jeppenen; 75,000 רגל מרובע הגנה נוספת על שפת המדרכה

^{מקור: שדה התעופה הבינלאומי בדנוור ו פיברגלס PTFE ב- Birdair, Inc. [ניגש ל- 15 במרץ 2015]}

בהשראת האלפים הגרמניים, מבנה זה במינכן, גרמניה עשוי להזכיר לכם את נמל התעופה הבינלאומי של דנוור משנת 1994. עם זאת, בניין מינכן הוקם עשרים שנה קודם לכן.

בשנת 1967 זכה האדריכל הגרמני גינטר בהניש (2010-1922) בתחרות להפיכת מזבלה של מינכן לנוף בינלאומי לארח את המשחקים האולימפיים בקיץ XX בשנת 1972. חברת ביניש ופרטנר יצרו דגמים בחול כדי לתאר את הפסגות הטבעיות שרצו לכפר האולימפי. ואז הם גייסו את האדריכל הגרמני פריי אוטו כדי לעזור להבין את פרטי העיצוב.

ללא שימוש ב- CAD תוכנה, האדריכלים והמהנדסים עיצבו את הפסגות הללו במינכן בכדי להציג לא רק את הספורטאים האולימפיים, אלא גם את ההמצאה הגרמנית ואת האלפים הגרמניים.

האם אדריכל שדה התעופה הבינלאומי של דנוור גנב את העיצוב של מינכן? אולי, אבל החברה הדרום אפריקאית מבני מתח מציין כי כל עיצובי המתח הם נגזרים משלוש צורות בסיסיות:

• "חרוטי - צורת חרוט, המאופיינת בשיא מרכזי "
• "כספת חבית - צורה מקושתת, המאופיינת בדרך כלל בעיצוב קשת מעוקל "
• "היפר - צורה של צורה חופשית מעוותת"

^{מקורות: תחרויות, ביניש ופרטנר 1952-2005; מידע טכנימבני מתחים [נגש 15 במרץ 2015]}

גינטר בהניש ופרי אוטו שיתפו פעולה כדי לתחום את רוב הכפר האולימפי של 1972 במינכן, גרמניה, אחד הפרויקטים הראשונים של מבנה המתח הגדול. האצטדיון האולימפי במינכן, גרמניה היה רק ​​אחד המקומות המשתמשים בארכיטקטורת מתיחה.

המבנה של מינכן היה מוצע להיות גדול וגדול יותר מביתן המוצג של אוטו Expo '67, והיה קרום רשת כבלים מורכב. האדריכלים בחרו בפאנלים אקריליים בעובי 4 מ"מ להשלמת הממברנה. אקריליק קשיח אינו נמתח כמו בד ולכן הלוחות היו "מחוברים בגמישות" לרשת הכבלים. התוצאה הייתה קלילות ורכות מפוסלות ברחבי הכפר האולימפי.

אורך החיים של מבנה קרום מתיחה משתנה, תלוי בסוג הממברנה שנבחרה. טכניקות הייצור המתקדמות של ימינו הגדילו את חיי המבנים הללו מפחות משנה לשנה לעשורים רבים. מבנים מוקדמים, כמו הפארק האולימפי של 1972 במינכן, היו ממש ניסויים ודורשים תחזוקה. בשנת 2009 החברה הגרמנית הייטקס התגייס להתקין גג קרום תלוי חדש מעל האולם האולימפי.

^{מקור: המשחקים האולימפיים 1972 (מינכן): האצטדיון האולימפי, TensiNet.com [הצטרף 15 במרץ, 2015]}

לאדריכל של ימינו יש מגוון של בחירת קרום בד ממנו ניתן לבחור - הרבה יותר "בדי נס" מאשר האדריכלים שתכננו את קירוי הכפר האולימפי משנת 1972.

בשנת 1980 הסביר הסופר מריו סלבדורי בצורה כזו את אדריכלות המתיחה:

"ברגע שתושבת רשת כבלים מנקודות תמיכה מתאימות, ניתן לתלות ממנה את בדי הנס ולמתוח על פני המרחק הקטן יחסית בין כבלי הרשת. האדריכל הגרמני פריי אוטו חלץ את סוג הגג הזה, שבו רשת של כבלים דקים תלויים מכבלי גבול כבדים הנתמכים על ידי מוטות פלדה או אלומיניום ארוכים. לאחר הקמת האוהל לביתן המערב-גרמני באקספו 67 במונטריאול, הוא הצליח לכסות את דוכני הכוכבים האצטדיון האולימפי במינכן... בשנת 1972 עם אוהל המקלט שמונה עשרה דונם, הנתמך על ידי תשעה תרנים דחוסים בגובה 260 מטר ועל ידי כבלים המונעים על-פני גבול בהספק של עד 5,000 טון. (העכביש, אגב, לא קל לחקות - הגג הזה דרש 40,000 שעות של חישובי הנדסה וציורים.) "

^{מקור: מדוע בניינים קמים מאת מריו סלבדורי, מהדורה בכריכה רכה של מקגרו היל, 1982, עמ '. 263-264}

לעתים קרובות נקרא מבנה המתיחה הגדול הראשון בקנה מידה גדול, הביתן הגרמני של אקספו 67 ' - טרומי בגרמניה ונשלח לקנדה להרכבה במקום - כיסה רק 8,000 מ"ר מטר. ניסוי זה בארכיטקטורת מתיחה, שלקח 14 חודשים בלבד לתכנן ולבנות, הפך לאב-טיפוס, ולהעניק תיאבון של אדריכלים גרמנים, כולל מעצבתה, חתן פרס העתיד פרי אוטו.

באותה השנה של 1967 זכה האדריכל הגרמני גינטר בהניש בנציבות המקומות האולימפיים במינכן ב -1972. למבנה הגג במתיחה לקח חמש שנים לתכנן ולבנות וכיסה שטח של 74,800 מ"ר - רחוק מקודמתו במונטריאול, קנדה.

• מבנים קלים - מבני אור: אומנות והנדסה של ארכיטקטורת מתיחה מאוירת על ידי יצירתו של הורסט ברגר מאת הורסט ברגר, 2005
• מבני משטח מתיחה: מדריך מעשי לבניית כבלים וממברנות מאת מייקל זיידל, 2009
• מבני קרום מתיחה: ASCE / SEI 55-10, סטנדרט של Asce על ידי החברה האמריקאית למהנדסים אזרחיים, 2010

^{מקורות: המשחקים האולימפיים 1972 (מינכן): האצטדיון האולימפי והאקספו 1967 (מונטריאול): הביתן הגרמני, מאגר הפרוייקטים של TensiNet.com [נגש ב- 15 במרץ, 2015]}