Kiến trúc hiện đại dựa trên các khung cấu trúc tiên tiến
Hãy tưởng tượng một cơ thể con người mà không có khung xương - một cấu trúc không thể duy trì được.cung cấp sự ổn địnhTừ tòa nhà chọc trời đến cầu, những bộ xương được thiết kế này làm việc không mệt mỏi để chống lại các lực lượng bên ngoài trong khi đảm bảo an toàn và chức năng.Nhưng chính xác những gì tạo nên những khuôn khổ vững chắc này, và những biến thể nào tồn tại cho các ứng dụng khác nhau?
Cơ cấu cơ cấu cơ cấu
Các cấu trúc khung bao gồm các thành phần kết nối với nhau mà cùng nhau chống lại tải trọng bên ngoài trong khi duy trì tính toàn vẹn cấu trúc.
- Các chùm:Các thành phần ngang hoặc nghiêng chuyển tải tải đến cột
- Cột:Các hỗ trợ dọc để chịu tải trọng từ các vạch và tấm
- Phòng chống:Các thành phần chéo hoặc dọc chống lại các lực bên như gió hoặc hoạt động địa chấn
- Bảng:Các nền tảng ngang phân phối tải trọng cho các vạch và cột hỗ trợ
- Quỹ:Cơ sở chuyển tải cấu trúc xuống mặt đất
- Các khớp:Các điểm kết nối quan trọng giữa các thành viên cấu trúc
- Các bức tường chịu tải:Các bức tường dọc hỗ trợ trọng lượng để giảm yêu cầu cột
Sáu loại cấu trúc khung cơ bản
Kỹ thuật hiện đại đã phát triển nhiều cấu hình cấu trúc khung, mỗi cấu hình được tối ưu hóa cho các ứng dụng cụ thể:
1Các cấu trúc khung thép
Sử dụng các thành phần thép bền cao, các khung này thống trị việc xây dựng tòa nhà chọc trời và các dự án dài.
Được hoàn thành vào năm 1973, tòa nhà 108 tầng này giữ danh hiệu tòa nhà cao nhất thế giới trong 25 năm.Khung thép của nó chịu được những cơn gió khét tiếng ở Chicago thông qua các kết nối sợi và cột được thiết kế chính xác.
2. Các cấu trúc khung bê tông củng cố
Kết hợp sức mạnh nén của bê tông với sức đề kháng kéo của thép tạo ra các hệ thống cấu trúc đa năng.
Tòa tháp siêu lớn được hoàn thành vào năm 2010 (163 tầng) sử dụng một lõi bê tông thép với một kế hoạch hình xoắn ốc "Y", lõi được hỗ trợ,và hệ thống thắt lưng để đạt được chiều cao chưa từng có trong khi chống lại điều kiện sa mạc cực đoan.
3. Cấu trúc khung gỗ
Các khung gỗ bền vững cho thấy sự liên quan mới trong kiến trúc có ý thức môi trường đương đại.
Điểm mốc Zurich năm 2013 này sử dụng các pout gỗ niêm phong và cột không có kết nối kim loại, thể hiện tiềm năng của gỗ cho không gian thương mại hiện đại.
4. Các cấu trúc khung tổng hợp
Hệ thống lai tận dụng nhiều vật liệu để tối ưu hóa các đặc điểm hiệu suất.
Điểm mốc năm 1999 của Luân Đôn kết hợp lưới thép với vải căng để tạo ra một trong những mái vòm lớn nhất thế giới (365m đường kính) với việc sử dụng vật liệu tối thiểu.
5. Cấu trúc khung cổng thông tin
Các khung nối cứng vượt trội trong các ứng dụng công nghiệp đòi hỏi dải rộng lớn.
Triển lãm hàng không năm 2003 của Salzburg có các vòm thép rộng tạo ra không gian triển lãm không cột cho các triển lãm và sự kiện máy bay.
6. Các cấu trúc khung thắt chặt
Hệ thống hỗ trợ đường chéo cung cấp sự ổn định bên ngoài đặc biệt cho các vùng động đất.
Kiệt tác Los Angeles năm 2003 của Frank Gehry tích hợp các dây thép chéo ngang bên ngoài điêu khắc của nó, pha trộn sự cần thiết về cấu trúc với biểu hiện nghệ thuật.
Tại sao các cấu trúc khung thống trị việc xây dựng hiện đại
Việc áp dụng rộng rãi các cấu trúc khung xuất phát từ những lợi thế hấp dẫn:
- Khả năng chịu tải và độ ổn định cao hơn
- Khả năng thích nghi giữa các kiểu kiến trúc
- Khả năng tạo không gian không cột mở rộng
- Xây dựng tăng tốc thông qua chế tạo sẵn
- Trọng lượng vật liệu giảm so với các lựa chọn thay thế
- Khả năng chống lại các yếu tố căng thẳng môi trường
- Tiềm năng bền vững thông qua các vật liệu tái chế
Khi kỹ thuật tiếp tục phát triển, cấu trúc khung duy trì vị trí của chúng như là các khối xây dựng cơ bản của thế giới xây dựng của chúng ta.và khả năng đổi mới đảm bảo họ sẽ tiếp tục hỗ trợ tham vọng kiến trúc cho các thế hệ tương lai.
