Zaha Hadid Architects は、3D プリントを使用して、鉄筋を一切使用せずにコンクリートの「橋」を建設しました。

出典: Yiqiyisheji.com

3Dプリント技術の応用

少し前、今年のヴェネツィア国際建築ビエンナーレの会場（マリナレッサ庭園）に、独特な形をしたレンガ造りのアーチ橋が登場し、通行人の好奇心と注目を集めました。

この橋は「Striatus」と呼ばれ、長さ16メートル、幅12メートルの歩道橋です。 3D プリントされたプレハブコンクリートパネルから組み立てられます。

流動的な形状は、補強のための鉄筋や接着剤を必要とせず、張力だけで自立します。これは、伝統的な建築技術と、高度なコンピューター設計、エンジニアリング、ロボット製造技術を組み合わせた建築作品です。

Striatus は、Zaha Hadid Architects の Algorithmic Design Research Group (ZHACODE)、ETHZ (スイス連邦工科大学チューリッヒ校)、incremental3D (in3D) の共同プロジェクトであり、Holmic によって実現されました。

Striatus の設計は、伝統的な石積みと高度な技術の完璧な組み合わせであり、予算を半分に抑えることができる建設アイデアも提供します。従来の鉄筋コンクリート床製造技術と比較して、Striatus の設計と製造方法では、コンクリートを 70%、鉄鋼を 90% も節約できます。

それだけでなく、組み立ての容易さと再利用性の利点は、将来、建築業界に真の革命をもたらし、建物の設計と建設の根本的な方法を変える可能性があります。これはどのように実現できるのでしょうか?今日は見てみましょう。

設計プロセス

設計チームは、Striatus の設計を通じて、幾何学的力学を原理として用いて建築形態の力と強さを探求し、新しい具体的な言語を確立しようと試みました。設計、エンジニアリング、製造、建設を統合したStriatusプロジェクトは、まさに従来の学際的な関係を再定義しました。

オープンソースのコンピューティングフレームワーク COMPAS を使用した複雑な計算により、合計 53 個のコンクリートコンポーネントに対して非常に正確なコンポーネントパラメータが提供され、モルタルや補強材を必要としない「ストライプ」圧縮構造コンポーネントが形成されました。

ロボットアームが印刷をシミュレートする場合、各コンポーネントには固有の番号があり、スラリーの流量、圧力、時間にも固定の比率があります。

各ブロックには平均 500 の印刷層があります。

ZHA の作品の脱構築は、建築の有機的な性質を追求し、ランドスケープアーキテクチャの概念を提唱することを目的としています。ZHA は、人々を伝統的な空間から引き出し、内部空間と外部空間の統一された調和のとれた統合を実現することを望んでいます。

橋の外観もこのコンセプトを念頭に置き、機械的特性も総合的に考慮して設計されています。

3Dプリントの建設プロセス

「Striatus」という名前は、プレハブを構成する最小の下部構造であるコンクリートストリップの概念的ロジックと製造プロセスを反映しています。各「ストライプ」は一度に形成され、中央に切れ目や継ぎ目はありません。

これらの麺状のコンクリートストリップは、構造が高度に圧縮され、強度が 2 倍になるように正確に積み重ねられています。

3D プリントのプロセスを観察し続けていたのですが、少し安心したようでした。

3D プリントは、使い捨ての金型を多用することで生じる廃棄物や人件費を回避できるだけでなく、環境に影響を与えることなく長距離生産も可能にします。

印刷された部品はそのまま梱包され、トラックに積み込まれ、小型船で展示会場まで直接輸送されます。

現地組立

アーチ橋全体の組み立て工程は、建造、組み立て、解体と簡単にまとめることができます。

施工シミュレーションを通じて、各プレハブ部品は直接組み立てられるのではなく、事前に構築された型枠サポートの助けが必要であることが直感的にわかります。

木製の型枠は格子状の橋体を形成し、コンクリート部品に応力支持を提供します。鋼鉄製のタイロッドは、組み立て時にアーチの水平方向の推力を解決し、組み立ての最初のステップを完了します。

次に、小型船で運ばれたコンクリート部材を開梱し、橋の5つの基礎に沿って一つずつ組み立てました。

同時に、摩擦を減らすために、アーチブロックの間にゴムパッドが追加されます。

ボトムアップで手作業で組み立てられたコンクリート部品

建設現場は安全かつ清潔で、私たちが想像する汚くて乱雑な建設現場とはまったく異なります。

数人の経験豊富な作業員がアーチ橋の最後の部品を吊り上げています。

全ての部品が泥の跡もなく組み立てられています。

橋梁床版構造の計測と受入れ

最後に、木製の型とスチール製のサポートを取り外します。

橋梁構造は建設時にモルタルを必要としないため、現場以外の場所でブロックを取り外して組み立てることができます。また、展示終了後には橋の構成材料を分別し、リサイクルすることも可能です。

Zaha Hadid Architects は、3D プリントを使用して、鉄筋を一切使用せずにコンクリートの「橋」を建設しました。

両方の長所を活かして、エンジニアは小さな金属部品用の新しいμ-WAAM技術を開発しました。

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