用混凝土或石头建造的大型壳结构几乎不再被建造。原因是它们的建造需要大型、昂贵的支撑结构。在维也纳理工大学,一种全新的建造方法已经被开发出来,它完全不需要任何木结构:一个平坦的混凝土板在地面上变硬,然后板下的气垫充气,弯曲混凝土,迅速形成一个可持续的外壳。甚至大型活动大厅也可以用这种方式建造。在维也纳,第一个使用新方法的实验性建筑已经建成。
约翰·科莱格教授说:“它类似于橘子皮,经常被切开,然后摊平放在桌上。”“我们用另一种方法,从一个平面开始,然后把它弯曲成贝壳。”Johann Kollegger和Benjamin Kromoser(维也纳工业大学)开发了新的建造技术,目前已在维也纳的Aspang场地成功测试。
气动楔形法
首先,使用标准混凝土创建一个平板。几何形状要完全正确是至关重要的。楼板由几个部分组成。这些部分之间留有楔形的空间,因此当结构弯曲时,这些部分可以完美地结合在一起。
一旦板坯变硬,下面的气垫就会充气。这个垫子由两块塑料片焊接而成。与此同时,在混凝土管片周围收紧钢索,使混凝土在中心被抬升,并从外部推到一起。为了确保所有的混凝土部分在完美的同步移动,它们用金属梁连接。在实验中,整个过程在约2小时后结束,最终混凝土结构高度为2.90m。
当混凝土弯曲时,会出现许多微小的裂缝,但这对壳体的稳定性来说不是问题。“我们可以在古老的石拱上看到这一点,”约翰·科勒格尔说。“如果形状合适,每块石头都能固定住其他石头,整个建筑就会很稳定。”最后,这种结构可以被抹灰,然后它就有了相同的性能,就像用传统方法建造的混凝土外壳一样稳定。
建筑的创作自由
“我们决定不只是创造一个简单的、旋转对称的形状,”本杰明·克罗莫泽说。“我们的建筑有点长,不能用简单的几何术语来描述。我们想要展示的是,使用我们的技术,甚至可以创造出复杂的自由形式的结构。”这种好玩的自由形式的贝壳在当代建筑中扮演着重要的角色。通过精心设计混凝土板和气垫的形状,可以使用气动楔形法建造各种各样的形状。
Johann Kollegger说:“用这种技术制造直径50米的炮弹不成问题。”最难的挑战是用非常小的曲率半径创建复杂的形状。在维也纳工业大学的实验室里,对不同种类的钢筋进行了测试,看看它们的弯曲强度有多大——3米的曲率半径是可行的。
由于新的施工方法使木结构过时,它不仅有助于节省时间和资源,也节省了大量的金钱。本杰明·克罗莫泽估计,这样可以节省大约一半的建筑成本,大型建筑的成本甚至更高。
该团队希望这种新的施工方法能在市场上站稳脚。它已经获得了专利。与此同时,奥地利联邦铁路公司(OEBB-Infrastruktur AG)对此很感兴趣,并委托了一个基于新的建造方法的设计项目,用于在卡林西亚的两条高铁轨道上建造鹿道。
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