扎哈事務所用3D打印造了座混凝土「橋」，一根鋼筋都沒用！

來源：一起設計網(wǎng)



3D打印技術應用

不久前，一座造型獨特的拱形磚橋出現(xiàn)在今年的威尼斯國際建筑雙年展 (Giardini della Marinaressa) 的場地上，引起了路人的好奇與關注。




它名為 「Striatus 」，是一座 16x12 米的人行天橋。由 3D 打印的預制混凝土板組裝而成。

流暢的外形依靠其自身張力即可站立，無需依靠任何鋼筋或粘合劑加固，是一座將傳統(tǒng)建筑技術與先進的計算機設計、工程和機器人制造技術相結(jié)合的建筑作品。



Striatus 是由 Zaha Hadid Architects的算法設計研究組（ZHACODE）、ETHZ（瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學院）、incremental3D（in3D）共同合作的一個項目，并由 Holmic 付諸實現(xiàn)。



Striatus 的設計展現(xiàn)了傳統(tǒng)磚石構造和先進技術的完美結(jié)合，同時也提供了一種能讓預算減半的建造思路：和傳統(tǒng)鋼筋混凝土樓板制造工藝相比，運用Striatus 的設計和制造方法能節(jié)約 70% 的混凝土用量，甚至還可以節(jié)約 90% 的鋼材！


不光如此，易于組裝和可重復使用的優(yōu)點未來也許將真正顛覆建筑業(yè)——改變我們設計和建造建筑的根本，究竟如何實現(xiàn)？今天就讓我們一窺究竟。



設計流程

設計團隊通過 Striatus 的設計，試圖建立起一種新的混凝土語言，以幾何力學為原則，探索建筑形體的力量與強度。集成設計、工程、制造和施工，Striatus 項目也的確重新定義了傳統(tǒng)的跨學科關系。




通過使用開源計算框架 COMPAS 進行復雜計算，得到十分精確的構件參數(shù)，共計 53 塊混凝土組件，從而形成不需要砂漿或鋼筋的“條紋”式壓縮結(jié)構構件。




機械臂模擬打印時，每塊構件都有唯一編號，出漿流量、壓力、時間也都會有固定比例。



實際操作時才能做到分毫不差，每個塊平均有 500 個打印層



ZHA對作品的解構更多是尋求建筑的有機性，提倡景觀建筑的思想，ZHA希望將人們從傳統(tǒng)的空間中抽離，內(nèi)外空間統(tǒng)一且和諧的融合。

這座橋的外形也是朝著這一理念進行設計，同時還要綜合考慮力學特性。



3D打印施工工藝

Striatus 「條紋」的名稱反映了組成預制件的最微小的子結(jié)構——混凝土條狀體的概念邏輯和制造過程。每一根「條紋」都是一次成型的，中間沒有斷點和接縫。




這些像面條一樣的混凝土條經(jīng)過精確的堆疊保證了結(jié)構的高度壓縮狀態(tài)，強度自然也是加倍的。

一直盯著3D打印的過程看，似乎還有點解壓




3D 打印不僅避免了大量使用一次性模具造成的浪費和人工成本，而且還可以遠距離生產(chǎn)制造，不會對環(huán)境造成影響。




打印好的組件直接打包裝車，用小船就可直接運往展館現(xiàn)場。




現(xiàn)場裝配

整座拱形橋的裝配過程可簡單概括為：搭、拼、拆。

通過施工模擬可以直觀的看出，每一塊預制件并不是直接拼裝的，而是需要借助事先搭好的模板支架




木模組成網(wǎng)格狀的橋身，為混凝土構件提供應力支撐，鋼拉桿在組裝時解決拱的水平推力，這樣裝配的第一步就完成啦。



接著，把坐著小船運來的混凝土組件拆包，沿著橋的五處基座進行逐個拼合。



同時，為了減少摩擦，橋拱的組塊之間還會添加橡膠墊




自下而上的純手工拼裝混凝土構件



施工過程安全、干凈，完全不像我們印象中臟亂差的工地現(xiàn)場。



幾位老師傅正在吊裝最后一塊拱橋構件


全部拼裝完成，不留一絲泥漿的痕跡。



對橋面結(jié)構進行測量驗收



最后，拆除木制模具和鋼支架就行了。

該橋梁結(jié)構在建造時不需要砂漿，因此可以拆除砌塊并在場地以外的其他地方組裝。此外，展覽結(jié)束時，還可以分離和回收橋體的組件材料。