コンクリートの形態の進化:建築の境界を具現化

コンクリート型枠システムは、十分な強度を得るまで、湿ったコンクリートを形づけ、サポートする金型として機能します。 10年間、標準的な型枠限られた建築家は、フラットスラブ、直角、および繰り返しの列を直進する。 しかし、フォームワーク技術の革新の波は、ビルダーが最もダーリングな建築ビジョンを実行することができます。 複雑なファサードへの曲線の掃引から、現代の型枠システムは、精密、柔軟性、および複雑な構造の傾向を拡張し、複雑な設計を事前に検討するだけでなく、複雑な設計を事前に検討するなど、複雑な設計を事前に検討する必要があります。

モジュラー型枠技術の開発

モジュラー型枠システムは、標準化された、プレハブのコンポーネントで構成され、素早く組み立てて再構成できます。これらのシステムは、単純な合板や木材パネルを超えて進化しています。今日、メーカーは、アルミニウム、鋼、または高強度プラスチックから作られたモジュラーパネルを提供しています。各材料は、異なる利点をもたらします。アルミニウムは軽量で耐食性があり、スチールは繰り返しの使用のための例外的な耐久性を提供し、プラスチックは曲げられた表面に柔軟性を提供します。

アルミ・スチールシステム

アルミ製フォルムは、高層住宅塔などの多くの再利用を必要とするプロジェクトに人気があります。その低重量は、労働者が重い持ち上げ装置なしでパネルを手動で処理し、サイクル時間を短縮することができます。重い間、スチール製フォルムワークは、過酷な条件と何百もの再利用に耐えることができ、大規模なインフラストラクチャのために費用対効果が大きい。どちらのシステムは、非対角形形状を作成するために調整可能な接続で設計することができます。角、テーパー、および表面は、通常、機能的に機能します。

プラスチックおよび合成のモジュラ

複雑な建築特徴のために、プラスチックモジュラー型枠はユニークな利点を提供します。ポリプロピレンまたはガラス繊維強化プラスチックから作られたパネルは、曲げられた形状に成形され、簡単に連続表面を形成するために結合することができます。これらの材料は湿気や化学的攻撃に抵抗し、メンテナンスを軽減します。フォームが二重曲線の幾何学に曲げることを可能にする柔軟なジョイントを組み込んでいるものもあります。設計者は、カスタムワンオフ型枠組みの費用なしで有機性、フローリング形状を設計することができます。

デジタル設計と自動化:スケールでの精度

情報モデリング(BIM)、コンピュータ支援設計(CAD)、コンピュータ支援製造(CAM)を造るデジタルツールの統合は、フォームワークの計画と製造に革命をもたらしています。 2D図面やマニュアルレイアウトに依存するよりもむしろ、エンジニアは、フォームワークパネルレイアウト、カットリスト、さらには加工のためのロボット的な指示を自動的に生成するパラメトリック3Dモデルを作成しました。

BIM統合ワークフロー

Autodesk Revit や Trimble Tekla などの BIM プラットフォームでは、プロジェクト チームがコンクリート構造とそのフォームワークを同時に設計することができます。Clash 検出は、フォームワーク コンポーネントと強化または埋め込まれたサービスの間の潜在的な干渉を特定します。モデルには、正確な材料の離陸と調整可能なスケジュールも作成します。設計変更が発生した場合、フォームワーク レイアウトの更新が自動的に行われ、再作業を削減します。この統合ワークフローは、 の複雑なジオメトリを配信する際に、ヘビダー Aliyev Center[FLT] を正確に調整します。[F] 構造のフレームを正確に調整] 、 構造的には、 構造的に調整します。

ロボティック・ファクチャリングとCNCフライス加工

カスタムのフォームワーク要素のために、自動製作技術は不可欠になりました。 CNCルータは、フォーム、木材、EPS(拡張ポリスチレン)から精密な金型を彫刻します。 これらの金型は、フォームライナーとして直接使用したり、繰り返し使用するための柔軟なゴム金型をキャストすることができます。 ロボティクスは、この機能を大規模なコンポーネントに拡張します。 6軸ロボットは、手動テンプレート作成を排除し、デジタルモデルから直接フォームワーク表面を加工することができます。 このアプローチは、FALTの曲面で複雑な形状を作成するために使用されました。 [FALF] [F]

革新的な材料と技術

ハードウェアを超えて、材料科学は、以前に不可能な形状を可能にする新しいフォームワークソリューションを生み出してきました。これらのイノベーションは、幾何学的な自由を拡張しながら、廃棄物、重量、またはコストを削減します。

生地の形態

生地の形態ワークは、PVCでコーティングされた、典型的な編まれたポリエステルまたはナイロン - 油圧圧力の下でコンクリートを含む柔軟な織物の膜を使用します。生地は、滑らかな、最小限の材料で生地を覆った表面を作り出し、緊張した形状にストレッチします。この技術は、彫刻のコラム、シェル構造、さらには建築用フィンに使用されます。その結果、コンクリート表面は、非常に滑らかで、少し仕上げを必要とします。エディンバラ大学のような機関の研究は、布がコンクリートの形状に比べ、40%の材料を削減することができることを実証しました。

絶縁コンクリートフォーム(ICF)

ICFは、壁や床を形成するためにインターロックする拡張されたポリスチレンの空のブロックです。 アセンブリの後、コンクリートは、組み込み断熱構造のコア構造を作成するために、キャビティに注がれます。 一般的に、非常に曲げられたアーキテクチャでは使用されていませんが、ICFは、複数の角度とオフセットを備えた複雑な計画の幾何学期に優れています。 また、優れた熱性能と健全な断熱性を提供します。 現代のICFシステムは、よりスマートなコネクタと補強配置を組み込むだけでなく、より高身長とより多くの細い壁を有効にします。

3Dプリントフォームワーク

カスタマイズしたフォルムワークを作るための直接的な方法として、添加剤の製造が出現しました。サンドベースの3D印刷は、内部冷却チャネルまたは統合強化スロットで複雑な金型を生成できます。最近では、ポリマー3D印刷が軽量で再生可能なフリーフォームワークパネルを製作するために使用されています。 ]のような企業は、バルク技術]を大規模に開発しました。これは、コンクリートの充填された形状のないオープン格子構造を作成するために、大規模なロボット3D印刷を開発しました。

ケーススタディ:現実世界応用

高度なフォームワークシステムが複雑な建築設計をビルドできる方法を説明する、次のランドマークプロジェクト。

ヘイダー・アリエフ・センター、バク(ザハ・ハディド・アーキテクツ)

この2012の文化センターは、そのフローティング、布地のように折り畳むように見えるコンクリート表面を膨らませることのために有名です。 シェルは、同じ2つのパネルなしで二重曲線の幾何学を必要としていました。 フォームワークソリューションは、CNC-milledフォーム金型と、デジタルモデルに合わせて調整できるモジュラーアルミニウムグリッドシステムを組み合わせたものです。 正確な調査と調整プロセスにより、各々が次のものと一致し、シームレスな仕上げを作成することを確実にしました。 40,000個に個別に形状されたフォームワークパネルを使用してプロジェクトは、しかしながら、オンサイトは、パラメトリックとモデルをオフに保つことができます。

北京国立水上センター(水上キューブ)

2008年オリンピックのために設計されていて、水立方体の正面はWeaire-Phelanの泡の構造に基づいています:不規則な五角形および六角形の細胞のネットワーク。コンクリートのサブ構造はアルミニウムETFEのクッション システムに収容しなければなりませんでした。モジュラー プラスチックの形態は各細胞の曲げられたコンクリートの端を投げるのに使用されました。ポリプロピレンのパネルの柔軟性は多くの異なった角度および半径が部品限られたキットから投げられることを許可しました。このアプローチは従来の形態に比較される建築の月の働きを貯えられた。

ヴェッセル、ハドソン・ヤード、ニューヨーク(Heatherwick Studio)

ヴェッセルは、溶接された鋼とコンクリートで作られた16階建てのハニカムのような構造です。主に鋼製ですが、コンクリートベースと着陸プラットフォームは、極端なカンチレバーとテーパー形状に従うことができるフォームワークを必要としていました。請負業者は、曲線のトランジションのための鋼モジュラー型枠とCNC-milled合板の組合せを使用していました。デジタルモデルは、カスタム型枠の製作を直接運転し、154階段のフライトと80着陸がミル単位の精密ミリメートルと一致することを確認します。

コンクリートの形態ワークの未来の傾向

今後、いくつかの新興技術は、よりアクセス可能で持続可能な複雑なデザインを作る、コンクリートの形態の能力をさらに拡大することを約束します。

ロボティクスとリアルタイムモニタリング

ロボットシステムは、現場の組立に加工を余儀なくされていきます。無人機や小型ロボットは、有害または限られたスペースでフォームワークのインストールを実行できます。一方、フォームワークパネルに埋め込まれたセンサーは、コンクリートの圧力、温度、およびカーブの進捗をリアルタイムで監視できます。これにより、フォームワークを過剰にストレスさせることを避けるために、シーケンスを注ぐ調整が可能になります。このデータ主導のアプローチは、特にストレスが予測しにくい複雑な形状のために、安全と品質を向上させることができます。

3D エンコーダーのフォームワークシステムの印刷

金型インサートだけを印刷するよりもむしろ、研究者は、完全なフォームワークアセンブリを生成することができる大規模な3Dプリンターを探索しています。例えば、コンクリート印刷システムは、建設現場に直接フォームワークシェルを突き出し、それから慣習的なコンクリートでそれを埋めることができます。これは、重パネルの輸送とアセンブリの必要性を排除します。 Stuttgartの大学 BUGAファイバーパビリオンは、ロボットの創型カーボンファイバー構造を達成するという非常に効率的な構造を実証しました。

スマートでセルフヒーリングのフォームワーク

将来の形態は、温度や電流に対する反応の形状や剛性を変更するスマート材料を組み込むことができます。 形状記憶ポリマーは、物理的な再構成なしで複数の幾何学を生成するために単一のフォームワークシステムを可能にすることができます。 さらに、自己治癒コーティングは、フォームワークパネルの寿命を延ばし、廃棄物を減らすときにマイナーな損傷を修復することができます。

コンテンツ

コンクリートの形態の革新-モジュラー材料、デジタル統合および高度の製作-は、非現実的と見なされる建築設計の鍵を開けます。 ハイダー・アリエフの中心の流動曲線から水立方体の複雑な細胞の正面に、これらのシステムは構造であると同時にコンクリートが明白であることができることを証明します。 ロボティクス、3D印刷およびスマートな材料の成熟した、建築家の想像力と建築者の能力間のギャップは収縮し続けます。 建設のために、近代的な技術の要求はますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますますます