Pandangan Lebih Dekat pada Arsitektur Tarik

Arsitektur tarik adalah sistem struktural yang lebih banyak menggunakan ketegangan daripada kompresi. Tarik dan ketegangan sering digunakan secara bergantian. Nama lain termasuk arsitektur membran tegangan, arsitektur kain, struktur tegangan, dan struktur tegangan ringan. Mari kita menjelajahi teknik bangunan modern namun kuno ini.

Ketegangan dan kompresi adalah dua kekuatan yang sering Anda dengar ketika Anda belajar arsitektur. Sebagian besar struktur yang kami bangun berada dalam kompresi - batu bata di atas batu bata, papan di atas kapal, mendorong dan meremas ke bawah ke tanah, di mana berat bangunan seimbang dengan tanah yang padat. Ketegangan, di sisi lain, dianggap sebagai kebalikan dari kompresi. Ketegangan menarik dan meregangkan bahan konstruksi.

" Struktur yang dicirikan oleh penegangan kain atau sistem bahan lentur (biasanya dengan kawat atau kabel) untuk memberikan dukungan struktural yang kritis pada struktur.

instagram viewer

"— Asosiasi Struktur Kain (FSA)

Memikirkan kembali struktur buatan manusia pertama jenis manusia (di luar gua), kita memikirkan Laugier Pondok Primitif (struktur terutama dalam kompresi) dan, bahkan sebelumnya, struktur seperti tenda - kain (mis., kulit binatang) ditarik dengan kencang (tegang) di sekitar kerangka kayu atau tulang. Desain tarik baik-baik saja untuk tenda nomaden dan teepees kecil, tetapi tidak untuk Piramida Mesir. Bahkan orang-orang Yunani dan Romawi menentukan bahwa coliseum besar yang terbuat dari batu adalah merek dagang umur panjang dan kesopanan, dan kami menyebutnya Klasik. Selama berabad-abad, arsitektur tegangan diturunkan ke tenda sirkus, jembatan gantung (mis., Jembatan Brooklyn), dan paviliun sementara skala kecil.

Sepanjang hidupnya, arsitek dan Pritzker Laureate Frei Otto Jerman mempelajari kemungkinan arsitektur yang ringan dan kuat - dengan susah payah menghitung ketinggian tiang, suspensi kabel, jaring kabel, dan bahan membran yang dapat digunakan untuk membuat tenda-seperti skala besar struktur. Desainnya untuk Paviliun Jerman di Expo '67 di Montreal, Kanada akan jauh lebih mudah dibangun jika dia melakukannya CAD perangkat lunak. Tapi, paviliun 1967 inilah yang membuka jalan bagi arsitek lain untuk mempertimbangkan kemungkinan pembangunan ketegangan.

Model yang paling umum untuk menciptakan ketegangan adalah model balon dan model tenda. Dalam model balon, udara interior secara pneumatik menciptakan ketegangan pada dinding dan atap membran dengan mendorong udara ke dalam bahan yang lentur, seperti balon. Pada model tenda, kabel yang terpasang pada kolom tetap menarik dinding dan atap membran, seperti payung.

Elemen khas untuk model tenda yang lebih umum meliputi (1) tiang atau tiang tetap untuk penyangga; (2) Kabel gantung, ide yang dibawa ke Amerika oleh kelahiran Jerman John Roebling; dan (3) "membran" dalam bentuk kain (mis., ETFE) atau jaring kabel.

Penggunaan paling khas untuk jenis arsitektur ini termasuk atap, paviliun luar ruang, arena olahraga, pusat transportasi, dan perumahan semi-permanen pascabencana.

^{Sumber: Asosiasi Struktur Kain (FSA) di www.fabricstructuresassociation.org/what-are-lightweight-strures/tensile}

Bandara Internasional Denver adalah contoh arsitektur tarik yang bagus. Atap membran membentang terminal 1994 dapat menahan suhu dari minus 100 ° F (di bawah nol) hingga ditambah 450 ° F. Bahan fiberglass memantulkan panas matahari, namun memungkinkan cahaya alami untuk menyaring ruang interior. Ide desainnya adalah untuk mencerminkan lingkungan puncak gunung, karena bandara dekat dengan Pegunungan Rocky di Denver, Colorado.

Arsitek: C. W. Fentress J. H. Bradburn Associates, Denver, CO
Lengkap: 1994
Kontraktor Khusus: Birdair, Inc.
Ide Desain: Mirip dengan struktur memuncak Frei Otto yang terletak di dekat Pegunungan Alpen Munich, Fentress memilih sistem atap membran tarik yang meniru puncak Pegunungan Rocky di Colorado
Ukuran: 1.200 x 240 kaki
Jumlah Kolom Interior: 34
Jumlah Kabel Baja 10 mil
Jenis membran: PTFE Fiberglass, Teflon^®- anyaman fiberglass
Jumlah kain: 375.000 kaki persegi untuk atap Terminal Jeppesen; Perlindungan tepi jalan tambahan 75.000 kaki persegi

^{Sumber: Bandara Internasional Denver dan PTFE Fiberglass di Birdair, Inc. [diakses 15 Maret 2015]}

Terinspirasi oleh Pegunungan Alpen Jerman, bangunan di Munich, Jerman ini mungkin mengingatkan Anda tentang Bandara Internasional Denver 1994. Namun, gedung Munich dibangun dua puluh tahun sebelumnya.

Pada tahun 1967, arsitek Jerman Günther Behnisch (1922-2010) memenangkan kompetisi untuk mengubah tempat pembuangan sampah Munich menjadi lanskap internasional untuk menjadi tuan rumah Olimpiade Musim Panas XX pada tahun 1972. Behnisch & Partner menciptakan model dalam pasir untuk menggambarkan puncak alam yang mereka inginkan untuk desa Olimpiade. Kemudian mereka meminta arsitek Jerman Frei Otto untuk membantu mencari tahu detail desain.

Tanpa menggunakan CAD perangkat lunak, arsitek dan insinyur merancang puncak ini di Munich untuk memamerkan tidak hanya para atlet Olimpiade, tetapi juga kecerdikan Jerman dan Pegunungan Alpen Jerman.

Apakah arsitek Bandara Internasional Denver mencuri desain Munich? Mungkin, tetapi perusahaan Afrika Selatan Struktur Ketegangan menunjukkan bahwa semua desain tegangan adalah turunan dari tiga bentuk dasar:

• "Berbentuk kerucut - Bentuk kerucut, ditandai dengan puncak pusat "
• "Barrel Vault - Bentuk melengkung, biasanya ditandai dengan desain lengkung melengkung "
• "Hypar - Bentuk bentuk bebas yang bengkok"

^{Sumber: Kompetisi, Behnisch & Mitra 1952-2005; Informasi Teknis, Struktur Ketegangan [diakses 15 Maret 2015]}

Günther Behnisch dan Frei Otto berkolaborasi untuk melampirkan sebagian besar Desa Olimpiade 1972 di Munich, Jerman, salah satu proyek struktur tegangan berskala besar pertama. Stadion Olimpiade di Munich, Jerman hanyalah salah satu tempat yang menggunakan arsitektur tarik.

Diusulkan menjadi lebih besar dan lebih megah dari Paviliun kain Expo Otto Expo '67, struktur Munich adalah membran kabel-jaring yang rumit. Arsitek memilih panel akrilik tebal 4 mm untuk melengkapi membran. Akrilik yang kaku tidak meregang seperti kain, sehingga panel-panelnya "secara fleksibel terhubung" ke jaring kabel. Hasilnya adalah pahatan ringan dan lembut di seluruh Desa Olimpiade.

Umur struktur membran tarik bervariasi, tergantung pada jenis membran yang dipilih. Teknik manufaktur canggih saat ini telah meningkatkan umur struktur ini dari kurang dari satu tahun menjadi beberapa dekade. Struktur awal, seperti Taman Olimpiade 1972 di Munich, benar-benar eksperimental dan memerlukan pemeliharaan. Pada 2009, perusahaan Jerman Hightex diminta untuk memasang atap membran baru yang ditangguhkan di atas Olympic Hall.

^{Sumber: Pertandingan Olimpiade 1972 (Munich): Stadion Olimpiade, TensiNet.com [diakses 15 Maret 2015]}

Arsitek hari ini memiliki array pilihan membran kain dari mana untuk memilih - lebih banyak "kain ajaib" daripada arsitek yang merancang atap Desa Olimpiade 1972.

Pada 1980, penulis Mario Salvadori menjelaskan arsitektur tarik dengan cara ini:

"Setelah jaringan kabel ditangguhkan dari titik dukungan yang sesuai, kain ajaib dapat digantung darinya dan direntangkan melintasi jarak yang relatif kecil antara kabel jaringan. Arsitek Jerman, Frei Otto, telah memelopori jenis atap ini, di mana jaring kabel tipis tergantung dari kabel batas berat yang didukung oleh baja panjang atau tiang aluminium. Menyusul pendirian tenda untuk paviliun Jerman Barat di Expo '67 di Montreal, ia berhasil menutupi tribun Stadion Olimpiade Munich... pada tahun 1972 dengan sebuah tenda yang menaungi delapan belas hektar, didukung oleh sembilan tiang tekan setinggi 260 kaki dan dengan kabel pratekan batas kapasitas hingga 5.000 ton. (Omong-omong, laba-laba itu tidak mudah ditiru - atap ini membutuhkan 40.000 jam perhitungan dan gambar teknik.) "

^{Sumber: Mengapa Bangunan Berdiri oleh Mario Salvadori, McGraw-Hill Paperback Edition, 1982, hlm. 263-264}

Sering disebut struktur tarik ringan skala besar pertama, Paviliun Expo 1967 Jerman tahun 1967 - prefabrikasi di Jerman dan dikirim ke Kanada untuk perakitan di tempat - hanya mencakup 8.000 persegi meter. Eksperimen ini dalam arsitektur tarik, hanya membutuhkan waktu 14 bulan untuk merencanakan dan membangun, menjadi prototipe, dan membangkitkan selera para arsitek Jerman, termasuk perancangnya, calon Pritzker Laureate Frei Otto.

Pada tahun yang sama tahun 1967, arsitek Jerman Günther Behnisch memenangkan komisi untuk tempat Olimpiade 1972 Munich. Struktur atap tariknya membutuhkan waktu lima tahun untuk merencanakan dan membangun dan menutupi permukaan seluas 74.800 meter persegi - sangat jauh dari pendahulunya di Montreal, Kanada.

• Struktur Cahaya - Struktur Cahaya: Seni dan Rekayasa Arsitektur Tarik diilustrasikan oleh Karya Horst Berger oleh Horst Berger, 2005
• Struktur Permukaan Tarik: Panduan Praktis untuk Konstruksi Kabel dan Membran oleh Michael Seidel, 2009
• Struktur Membran Tarik: ASCE / SEI 55-10, Asce Standard oleh American Society of Civil Engineers, 2010

^{Sumber: Pertandingan Olimpiade 1972 (Munich): Stadion dan Ekspo Olimpiade 1967 (Montreal): Paviliun Jerman, Database Proyek TensiNet.com [diakses 15 Maret 2015]}