扎哈哈迪德(Zaha Hadid)建筑師事務所和蘇黎世聯(lián)邦理工學院(Zurich Federal Institute of Technology)合作建造了一座名為“紋狀體”(striatum)的3D打印混凝土人行橋,這座橋在威尼斯是無砂漿的獨立式橋。這座16米長的橋名為紋狀體,由扎哈哈迪德建筑師事務所的計算和設計團隊ZHACODE和瑞士大學蘇黎世聯(lián)邦理工學院的街區(qū)研究團隊(BRG)、incremental3D和Holcim共同建造。它由53個空心砌塊組成,每個砌塊由500層印刷混凝土印刷而成。結構為無筋拱橋,利用壓力和重力保持形狀。將studio 3D打印的楔形元素(稱為楔子)排列成拱門和拱頂。
這座橋有一個雙曲面橋面,在橋的兩端都有一個潛水臺階入口,從橋腳向上延伸。
ZHACODE的聯(lián)合創(chuàng)始人Shajay Bhooshan和BRG的聯(lián)合董事Philippe Block告訴Dezeen,“目的是通過展示一種負責任的方式來設計——混凝土,這是一種應用最廣泛、最持久的材料之一,以應對建筑、工程和建筑行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)。
“為了做到這一點,我們從它最古老的智慧之一————磚石建筑中汲取靈感,并通過計算來增強它?!?
預計工作室的歷史磚石拱頂將為其設計提供信息,印刷品的放置方式將允許結構荷載分布在地基上,無需內部輔助支撐,如后張拉索。
在建造過程中不使用膠水或粘合劑,而是在組裝過程中在每個印刷塊之間放置氯丁橡膠墊,以控制摩擦和應力集中的程度。外部拉桿被添加到橋上以吸收推力張力。
犰狳、久保山和布羅克說:“電纜狀結構的離散塊只有在壓縮時才能通過重力保持在一起,所以所有塊都與單獨的印刷層保持壓縮在一起,使用與哥特式大教堂或類似結構相同的原理。
“就像歷史上的磚石建筑所做的那樣,橫紋真的可以快樂地站立幾個世紀,因為傳力的方式對混凝土來說是非常自然的,只通過壓縮,應力很低,也就是說對材料要求不高?!?
與使用水平分層擠壓技術的典型3D打印方法相比,該橋使用單個六軸機械臂在其53個塊上打印非均勻和非平行的層。
這53塊板中的每一塊都花了84個小時來打印,而它的建造,包括地基澆筑、樓梯和甲板的組裝和安裝,花了35天。
通過創(chuàng)建中空的3D打印塊,這種結構旨在減少典型的材料使用和消耗。楔形結構和缺乏內部結構加固意味著該橋易于拆卸和重復使用。
這座橋被安裝在威尼斯的歐洲文化中心建筑雙年展上,作為展示無鋼筋混凝土和計算設計能力的一個機會。
“我們希望證明,當設計為無鋼筋砌體系統(tǒng)時,3D打印混凝土構件可以直接用作結構構件,”Bhooshan和Block說。
“它不僅適用于直截了當?shù)拇怪苯Y構,如墻壁或適度彎曲的結構,也適用于更具挑戰(zhàn)性的跨空間結構?!?