Chưa có sản phẩm trong giỏ hàng.
Các cấu trúc, kết cấu bạt chịu lực đã nổi lên như một phương pháp mới và thú vị để tạo ra những thiết kế sáng tạo, quy mô lớn vừa đẹp mắt vừa có tính ứng dụng cao.
Các kiến trúc sư và nhà thiết kế luôn tìm kiếm các vật liệu và công nghệ tiềm năng có thể giúp họ tạo ra các thiết kế mới và sáng tạo. Trong vài thế kỷ qua, chúng ta đã thống trị ngành công nghiệp bằng cách sử dụng các vật liệu truyền thống như thép, bê tông và kính. Nhưng với sự ra đời của vải, bạt trong xây dựng, kiến trúc đã có một bước ngoặt đáng kể. Các kết cấu bạt chịu lực đã nổi lên như một cách mới và thú vị để tạo ra các thiết kế sáng tạo, quy mô lớn vừa đẹp mắt vừa có chức năng cao.
Ý tưởng về kết cấu chịu lực xuất hiện như thế nào?
Lấy cảm hứng từ những khám phá sâu rộng trong lĩnh vực hình học, kỹ thuật và kiến trúc, R. Buckminster Fuller, một kiến trúc sư và nhà phát minh nổi tiếng đã giới thiệu khái niệm về tensgrity với thế giới vào những năm 1960. Ông đã giải thích tensgrity là một nguyên lý cơ bản của tự nhiên và là chìa khóa để hiểu cấu trúc của vũ trụ. Với niềm tin rằng khái niệm này có thể giúp làm sáng tỏ cách các yếu tố riêng lẻ đơn giản có thể được tích hợp vào các hệ thống lớn phức tạp hơn, Fuller đã thấy tiềm năng áp dụng khái niệm này vào lĩnh vực kiến trúc.
Cấu trúc chịu lực đã phát triển như thế nào trong quá khứ?
Trong nhiều thập kỷ, khái niệm lý thuyết này đã phát triển thành thực hành kiến trúc căng thẳng, đạt được sự phổ biến đáng kể trong thiết kế và kiến trúc. Hiện nay, nó được nhiều người thảo luận như một phương pháp thiết kế phức tạp và sáng tạo, sử dụng sự kết hợp giữa các thành phần căng và nén để tạo thành một cấu trúc tự hỗ trợ và đàn hồi. Để đạt được điều này, nó sử dụng cáp hoặc dây được giữ căng và các thành phần cứng được nén hoặc đẩy lại với nhau. Phương pháp thiết kế này ngày càng trở nên phổ biến và hiện được thảo luận rộng rãi và được các kiến trúc sư cũng như nhà thiết kế triển khai.
Đặc điểm chính của kết cấu chịu kéo
Cấu trúc chịu kéo chủ yếu dựa vào lực căng để có được sự ổn định và hỗ trợ, trái ngược với cấu trúc chịu nén dựa vào một đế chắc chắn để giữ chúng. Một số đặc điểm chính của cấu trúc chịu kéo bao gồm:
Cấu trúc chịu kéo thường nhẹ và bền, khiến chúng trở thành lựa chọn lý tưởng cho các cấu trúc đòi hỏi nhịp lớn và dầm nhô. Chúng có thể chịu được điều kiện thời tiết khắc nghiệt và có thể được thiết kế để đáp ứng các thách thức cụ thể về môi trường.
Mẫu mã đa dạng
Các cấu trúc chịu kéo có thể được cấu hình theo nhiều hình dạng và kích thước khác nhau, từ mái che và ô dù đơn giản đến sân vận động và gian hàng quy mô lớn. Tính linh hoạt này khiến chúng trở thành lựa chọn phổ biến cho nhiều ứng dụng kiến trúc.
Thiết kế tối giản
Các kết cấu chịu lực thường có tính thẩm mỹ thiết kế tối giản, đặc trưng bởi vẻ ngoài sạch sẽ và đơn giản, hấp dẫn về mặt thị giác. Việc không có cột, dầm và tường truyền thống khiến chúng trở thành lựa chọn phổ biến cho các dự án kiến trúc hiện đại.
Cấu trúc kéo tiết kiệm năng lượng
Được thiết kế để cho phép ánh sáng tự nhiên đi vào cấu trúc, giảm nhu cầu chiếu sáng nhân tạo và giảm chi phí năng lượng. Ngoài ra, việc sử dụng vật liệu sáng màu có thể giúp phản chiếu ánh sáng mặt trời, giảm nhu cầu sử dụng hệ thống điều hòa không khí và làm mát.
Tính bền vững
Các cấu trúc chịu kéo có thể bền vững hơn về mặt môi trường so với các phương pháp xây dựng truyền thống. Chúng có thể được thiết kế để sử dụng năng lượng và vật liệu tối thiểu, và thường có thể được tái chế hoặc tái sử dụng khi hết vòng đời.
Tiết kiệm chi phí
Các kết cấu chịu kéo có thể tiết kiệm chi phí hơn các phương pháp xây dựng truyền thống. Chúng đòi hỏi ít vật liệu hơn và có thể được xây dựng nhanh hơn, giảm chi phí nhân công.
Bảo trì
Các kết cấu chịu kéo đòi hỏi tương đối ít bảo trì. Các vật liệu được sử dụng trong các kết cấu này thường có khả năng chống ăn mòn và yêu cầu bảo trì tối thiểu, khiến chúng trở thành lựa chọn phổ biến cho các công trình lắp đặt dài hạn.
Những thách thức và hạn chế của kiến trúc chịu kéo
Bất chấp những lợi ích này, những cá nhân thực hành kiến trúc thường phải đối mặt với những thách thức riêng biệt cần được giải quyết trong quá trình thiết kế. Một trong những thách thức quan trọng nhất là cân bằng các lực đối lập để đảm bảo rằng cấu trúc ổn định và có thể chịu được các tải trọng khác nhau. Nếu độ căng quá cao hoặc độ nén quá thấp, cấu trúc có thể sụp đổ, trong khi nếu độ nén quá cao hoặc độ căng quá thấp, cấu trúc có thể trở nên quá cứng và không thể thích ứng với các tải trọng thay đổi.
Để vượt qua những thách thức này, các nhà thiết kế sử dụng các kỹ thuật mô hình máy tính tiên tiến để mô phỏng hành vi của kết cấu dưới các tải trọng khác nhau. Điều này cho phép họ tinh chỉnh thiết kế và đảm bảo lực kéo và lực nén được cân bằng hợp lý. Ngoài ra, các nhà thiết kế có thể lựa chọn vật liệu có các đặc tính cơ học cụ thể để đảm bảo rằng kết cấu có thể chịu được tải trọng mà nó sẽ phải chịu.
5 ví dụ về kết cấu bạt chịu lực kéo căng:
Công viên Olympia, Munich, Đức
Kiến trúc sư : Günther Behnisch
Năm : 1972
Cấu trúc chịu lực là một đặc điểm nổi bật trong thiết kế của OlympiaPark ở Munich, Đức. Công viên được xây dựng để tổ chức Thế vận hội Mùa hè năm 1972 và có nhiều cấu trúc chịu lực cung cấp nơi trú ẩn và bóng râm cho du khách, đồng thời cho phép ánh sáng tự nhiên chiếu qua. Thiết kế của mái nhà dựa trên khái niệm về màng chịu lực, trong đó các sợi cáp được căng để tạo ra một cấu trúc ổn định và tự hỗ trợ.
Sân vận động Mercedes-Benz, Atlanta, Georgia
Kiến trúc sư : HOK
Năm : 2017
Đặc điểm đáng chú ý nhất của Sân vận động Mercedes-Benz là mái che hình cánh hoa có thể thu vào, che phủ toàn bộ khu vực chỗ ngồi. Tám tấm tam giác này, được hỗ trợ bởi một mạng lưới cáp thép, có khả năng chịu được điều kiện thời tiết khắc nghiệt, bao gồm cả gió bão, đảm bảo an toàn cho người sử dụng và độ bền của kết cấu.
Nhà thờ Thiên niên kỷ, London, Anh
Kiến trúc sư : Richard Rogers
Năm : 1999
Một ví dụ điển hình khác về việc sử dụng các kết cấu chịu lực trong kiến trúc hiện đại là Millennium Dome. Đây là một kết cấu hình vòm lớn được tạo thành từ một loạt các cột thép lớn hỗ trợ mái vải căng. Mái nhà được tạo thành từ hơn 100.000 mét vuông vải sợi thủy tinh tráng phủ, được căng trên các cột thép để tạo ra bề mặt liên tục, tự hỗ trợ. Đặc điểm độc đáo này cho phép mái nhà linh hoạt và phản ứng với những thay đổi về gió và điều kiện thời tiết.
Trung tâm quần vợt Olympic, Rio de Janeiro, Brazil
Kiến trúc sư : Gerkan, Marg và Đối tác & Schlaich Bergermann
Năm : 2015
Trung tâm quần vợt Olympic có mái che kéo căng làm từ màng polyester phủ PVC, tạo bóng râm cho khán giả và người chơi. Mái che cũng kết hợp một số tính năng bền vững hơn bao gồm hệ thống thu thập nước mưa và hệ thống bảo vệ và làm mát bằng năng lượng mặt trời.
Cầu Sheikh Zayed, Abu Dhabi, UAE
Kiến trúc sư : Zaha Hadid Architects
Năm : 2010
Cầu Sheikh Zayed, tọa lạc tại Abu Dhabi, UAE, là một kỳ công ấn tượng về kỹ thuật và thiết kế, với cấu trúc chịu lực tuyệt đẹp. Các sợi cáp được neo vào các khối bê tông lớn ở hai bên cầu và được kéo căng để cung cấp khả năng hỗ trợ cần thiết trong khi vẫn duy trì được sự ổn định.
Tiềm năng phát triển của kết cấu bạt chịu lực, cấu trúc chịu lực trong tương lai:
Bất chấp những thách thức liên quan, kiến trúc tensgrity có tiềm năng cách mạng hóa cách chúng ta xây dựng các công trình. Bằng cách sử dụng sức căng và lực nén để xây dựng các công trình nhẹ, chắc chắn và dễ thích nghi, chúng ta có thể giảm việc sử dụng vật liệu và chi phí đồng thời tạo ra các công trình có thể thích ứng hiệu quả hơn với các nhu cầu thay đổi. Khi công nghệ tiến bộ, chúng ta có thể mong đợi chứng kiến nhiều ví dụ đáng chú ý hơn nữa về kiến trúc tensgrity trong tương lai.