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建筑师: Centro de Estudios Superiores de Diseño de Monterrey, CEDIM; Centro de Estudios Superiores de Diseño de Monterrey, CEDIM
- 面积: 45 m²
- 项目年份: 2018
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摄影师:Héctor Pineda
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厂家: ACEROS FERCOM RAR, Andamios Monterrey, BIRLOS Y TORNILLOS, Cemex, Ezequiel Cadena Bernal Madera, Home Depot, Karamba3D, Open Source, Pinturas Osel, Robert McNeel & Associates, STM Robotics
文字说明由建筑师提供(译者:舒晨箫)
在当代对于双层壳体结构的广泛研究中,大跨度结构的轻量化和性能优化课题,取得了显著进展。在过去8年里,以计算机设计研究所、ICD建造研究所、建筑结构与结构设计ITKE研究所、信息技术与建筑CITA中心等为代表的教育机构,对这一课题进行了更加深入研究和探索,奠定了课题研究的学术基础。
弯曲桥梁的研究重点是开发一种双层结构体系。通过全局双曲率和局部主动弯曲原理的运用,使得其中的轻型木结构能够独立承担荷载。项目的设计目标,是将标准薄胶合板在弹性变形的围内进行弯曲,自承重并作为结构基本方式,设计并实施一座跨过河流的人行天桥。
在满足建筑和结构需求的限制下,设计探索了各种复杂的结构曲线形式。通过计算机结构设计及模拟优化,对拱曲线形式和天桥表面的曲率进行调整。优化后的结构能够同时承受5人过桥的重量,并使得荷载直接传递到基础,同时确保结构的完整性和位移的最小值。桥梁的最终的力学设计是一条计算生成的样条曲线,它代表着拱受力最优的力学分布、拱底及拱顶最小的倾角。
为了将双曲线的几何形状以构件装配式的方法实施,设计过程中引入了将带状图形分解的处理逻辑,将完整的双曲线分解为了一系列独特的单线性曲线。分解策略与桥梁的装配安装顺序有着内在联系——桥梁的安装过程是从两侧向中心完成的。双层结构体系也被集成到装配过程中:它允许每个部件在固定时曲率稳定,并不回弹,与此同时,弯曲的内应力保持起到稳定桥梁的加劲作用。
将加热和加湿共同作为材料处理手段,开发出一种有效的木材加工方法,大大提高了木材加湿弯曲性能,从而满足装配构件较大曲率的弯曲需求,也使得现场的材料加工变得更加容易实现。加热加湿的蒸汽系统由木箱、油箱、定制的锅炉、密封罐、可伸缩铝管和湿度计构成。
桥梁所有的构件和连接件都经过了独特设计,以数控机床进行定制生产。构件的三维模型经设计及计算输入机床,通过数控铣削技术实现制造。在施工过程中,编程制造和现场装配两方面的工作可以同时进行。虽然建设系统的开发几乎花了一年的时间,但项目的实际实施及施工仅用了4周。研究的最后一个桥梁截面构件仅有9厘米厚,跨度为12米,最大跨高达到了2.5米。