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大跨度竹制阶梯

发表时间: 2020-06-19 09:29:17

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大跨度竹制阶梯

这座竹制室外阶梯空间结构,上部为可伸缩的自由形式屋顶,跨度面积达17米×12米,总面积达200平面米。巴西地处于热带气候,该项目位于巴西里约热内卢天主教大学的绿色校园内。校园建于名为Rainha River的河岸边,场地倾斜。由建筑师Carlos Pingarrilho设计了竹结构的基本形式。结构设计运用找形分析(form-finding),结合实际模型与电脑模型。

大跨度竹制阶梯

屋顶利用竹结构搭载纺织物,构成自应力弯曲梁和抗拉性良好的伸缩网(pantographic grids),形成双曲面,避免结构构件的弯曲。自应力弯曲梁和抗拉伸缩网承受的外部荷载达到梁应变的弹性极限,从而产生承重结构。该结构通过双脚架支架的支承得以竖立,并展现出良好的自承重特点。六个可拆卸的支架和钢筋混凝土锚固件将结构固定在地面上,避免结构与湿润的土地直接接触。

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网壳结构模块间隔以0.5米重叠,有利于空气流通和自然采光。模块化的空间框架采用了耐久和自然声学形式。凹面体有利于维持和分散扩大声场。屋顶使用预应力亚克力薄膜,避免日晒雨淋。设计灵感来源于自然。建筑师充分利用了纺织物的柔性连接特性,将其运用到屋顶顶棚的移动可伸缩上。可伸缩展开的结构模块展现出了脊椎动物体内的动力学特性。应用聚酯绳索和生物符合材料的柔性连接,减少对结构构件的机械应力,并且不产生扭力。

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该结构的组装运用创新技术和对环境较低影响的工程设计,组装工期共计25天。移动预制模块、可伸缩网、纺织薄膜和一个移动升降装置由此而来。组装过程无需起重机和重型器械。搭建结构的过程完全可逆。结构自重适当,达1.4吨,即7千克/平方米,并且包括了生物的超轻结构系统中。能与这样轻盈和强度的结构媲美的,也只有先进聚合物的现代复合结构了。自2014年投入使用以来,这座竹制室外阶梯空间结构主办了各种活动、表演和讲座。大量学生和校园员工在这座阶梯剧场放松、休息和阅读。该项目获得了Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro, FAPERJ 的资金支持。

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