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行業(yè)新聞
建造方式的革新:3D混凝土打印開啟高效結(jié)構(gòu)的復(fù)興
時間:2024-04-07    來源:生態(tài)和綠色低碳混凝土    分享:
項目通過將古老的結(jié)構(gòu)原理與尖端的生產(chǎn)技術(shù)相結(jié)合,讓我們重新思考目前所使用材料建造的方式,為古老的結(jié)構(gòu)原理注入了新的活力。



德國/荷蘭-Herrmann教授和Spaeth教授(呂貝克應(yīng)用技術(shù)大學(xué))是計算建模和數(shù)字結(jié)構(gòu)設(shè)計領(lǐng)域的先驅(qū),他們與3D混凝土打印專家Vertico和全球建筑材料領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)西卡合作,在一項旨在融合尖端技術(shù)與傳統(tǒng)建筑原理的合作中,共同打造了這個開創(chuàng)性的亭子。這個創(chuàng)新項目通過將古老的結(jié)構(gòu)原理與尖端的生產(chǎn)技術(shù)相結(jié)合,讓我們重新思考目前所使用材料建造的方式,為古老的結(jié)構(gòu)原理注入了新的活力。

3D混凝土打印擠出機(jī) 來源: Vertico


#3D打?。簭臄?shù)字設(shè)計到制造

這個亭子展示了3D混凝土打印的力量,克服了傳統(tǒng)的制造限制。該產(chǎn)品在2023年Nordbau上揭曉,這是北歐最大的緊湊型建筑貿(mào)易交易會,位于石勒蘇益格-荷爾斯泰因州諾伊姆斯特。
結(jié)構(gòu)的整體形狀是從基于結(jié)構(gòu)模擬的計算找形過程產(chǎn)生的,該過程生成了一個僅壓縮的殼體結(jié)構(gòu)。外殼幾何形狀被鑲嵌成平面六邊形瓷磚,以便在平面印刷床上進(jìn)行高效打印。鑲嵌方法也簡化了單個石塊之間的連接接縫。雖然傳統(tǒng)的砌磚通過均勻磚塊之間的錐形砂漿接縫產(chǎn)生曲率,但六邊形的曲率是由每個六邊形石塊的單獨傾斜的周長產(chǎn)生的,這使得每塊石塊的整體形狀都有曲率,從而導(dǎo)致石塊之間的平行間隙。

3D混凝土打印亭子,展示石頭。 來源: Vertico


由此形成的亭子由102塊互鎖石頭組成的圓頂組成,直徑跨度約4.5m。亭子的所有102塊不同的石頭均由 Vertico 通過3D打印在創(chuàng)紀(jì)錄的 2 天打印時間內(nèi)而成。從設(shè)計到生產(chǎn)的全數(shù)字化過程及靈活的3D打印可以為石塊生成各種不同的幾何形狀,以及無需額外的努力即可獲得隨后的整體形狀。

#亭子的主要亮點


結(jié)構(gòu)效率:亭子是結(jié)構(gòu)獨創(chuàng)性的證明。它遵循優(yōu)先考慮形式和功能的舊建筑原則。通過利用3D混凝土打印技術(shù),有效結(jié)構(gòu)的形狀變得具有成本效益。當(dāng)我們走向一個潛在資源稀缺和建筑結(jié)構(gòu)排放的時代時,材料的有效利用尤為重要。亭子旨在復(fù)興結(jié)構(gòu)高效設(shè)計。

可拆卸設(shè)計:打破傳統(tǒng)的“建造和拆除”方法,這個亭子的設(shè)計著眼于未來。在2023年北歐Nordbau 展出后,該結(jié)構(gòu)將被拆卸,然后在一個尚未公布的地點重新組裝。這種對“可拆卸設(shè)計”的承諾不僅減少了浪費,而且展示了可持續(xù)的施工方法。由于石塊之間的接縫僅受到壓縮力的作用,因此砂漿僅用于補(bǔ)償公差。因此,石塊的接觸表面涂有非粘合劑以消除張力的潛在傳遞,并更容易地拆卸。

展品支撐結(jié)構(gòu) 來源: Vertico


最佳材料使用:認(rèn)識到材料性能的重要性,亭子在最有效的地方使用材料,在設(shè)計中消除彎矩,使用混凝土進(jìn)行壓縮,使用鋼材進(jìn)行拉伸。這是為了在未來進(jìn)行戰(zhàn)略性材料選擇,最大限度地減少所用材料,提高結(jié)構(gòu)的壽命和強(qiáng)度。

教育和實踐經(jīng)驗:這座非凡亭子的建造和設(shè)計不僅是一項工程壯舉,也是一個獨特的學(xué)習(xí)機(jī)會。作為大學(xué)課程的一部分,建筑和工程課程的碩士生同樣積極參與其創(chuàng)建。這種實踐經(jīng)驗為未來的建筑提供了寶貴的見解,培養(yǎng)下一代建筑師、工程師和建設(shè)者的成長。

呂貝克應(yīng)用技術(shù)大學(xué)、Vertico和西卡之間的合作展示了技術(shù)如何能夠潛在地復(fù)興永恒的建筑原則,從而產(chǎn)生可持續(xù)、高效和美觀的結(jié)構(gòu)。



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