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什么是‘整体张拉结构’?在建筑中如何被运用?

什么是‘整体张拉结构’?在建筑中如何被运用?
什么是‘整体张拉结构’?在建筑中如何被运用?, Buckminster Fuller <a href='https://www.flickr.com/photos/poetarchitecture/26806590126/in/photolist-GQNMjo-hESW2z-GMT4BP-ejcfv3-criycW-r4RXrm-qixJV2-3ZnJR-3ZnKg-5mMEfE-5mHpSD-5mMEDd-VR9y-VR7Y-VR9e-VR7D-VR8M-8y9tDo-8y6sNX-qnhPRv-sSPR3B-ta1L5A-sSFpTo-t7XFvh-t7Xf6u-t7WDZd-t7W8aY-sSFCyf-t7WNX3-sdgce7-sSGbAS-sSEAJd-sSH5eG-t7WeNY-sdsw7p-sdrtJa-t7WvQs-ta2Hj3-taiBsF-tagNuP-sSPTcM-t7WCsq-ta1wys-sSNNhP-ta2Tpo-sSFMmJ-sSPk8M-sdrEH4-ta2Jc5-sSHcrN'>©POET ARCHITECTURE via Flickr </a> Licença Public Domain Mark 1.0
Buckminster Fuller ©POET ARCHITECTURE via Flickr Licença Public Domain Mark 1.0

通过大量的研究,创新和结构实验, Buckminster Fuller 创造了术语“张拉整体”来描述“由刚性结构和缆索组成的自张紧结构,同时牵引力和压缩力形成一个整体”[1]。 换句话说,张拉整体是一个系统所表现出来的特性,该系统采用了能够在固有应力(牵引力和压缩力)下共同和同时作用的其他元件(通常是钢,木或竹子)的电缆(牵引力)和刚度,从而产生更大的阻力和稳定性。它创造了一个相互联系的结构,像生物的肌肉和骨骼一样,其中的一个元素来强化另一个元素。

对 Georgia Victor 来说,“今天,它被用来根据生物的几何特征来解释组成生物的元素与方式。在张力和重力的平衡中,这种空间组织构成了一个持续平衡的拉伸和压缩的连续状态。“[2]

Parametric Tensegrity Structure for Local Art Fair. Image © Gernot Riether
Parametric Tensegrity Structure for Local Art Fair. Image © Gernot Riether

一般来说,这个系统通过合并对立的力量来工作,根据富勒的说法,它是“自然的结构基础;能够以最少的元素形成一个强大的结构”[3]。曾是富勒的学生, 美国当代雕塑家 Kenneth Snelson 在结构系统的开发中发挥了重要作用,主要工作是将刚性和柔性部件组成在一起。

Snelson 最能体现该系统的作品是针塔,这是一种1968年创作的雕塑,高18米,宽6.18米,长5.42米。他使富勒在理论上能够从拉伸完整性分析中发展出这一想法。 虽说在原型的组装过程中遇到了一些困难,且仅仅直立了几分钟,但由建筑师设计的测地圆顶已经在1948年暗示了拉伸结构的概念[5]。

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Neddle Tower © Clayton Shonkwiler via Flickr Licença CC BY 2.0

刚性杆作用于压缩力,并以独立的非接触方式排列,以补偿受拉力的钢缆。 这个概念被拓展,包括“可能不是自平衡的结构,但考虑了由张力钢缆和彼此隔离的压缩钢杆组成的原理(......)”[7],就像富勒的测地线一样。

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Easy K_Kenneth Snelson © Robin Capper via Flickr Licença CC BY-NC 2.0

正如 Deifeld 和 Pauletti 所说,该系统一直在吸引研究人员的关注。 据作者介绍,使用该系统的最大建筑结构可能是佐治亚州亚特兰大的佐治亚穹顶[8]。 最近的研究,如Kuan-Ting Lai 称为“可重构张拉整体系统”的研究,试图探索使用这些原理构建一个结构系统的可能性,该系统可以在理解系统的基本规则后重新配置,并构建气压缸和聚碳酸酯面板原型来展示了这一可能性。

Parametric Tensegrity Structure for Local Art Fair. Image © Gernot Riether
Parametric Tensegrity Structure for Local Art Fair. Image © Gernot Riether

另一个例子是由印第安纳州曼西市波尔州立大学的学生在 Gernot Riether 教授和Andrew Wit 教授的研究下开发的研究,他们正在努力使用弹性纤维薄膜从56个光线和自动阴影模块中形成参数化结构,以创建一个提供遮阳的亭子。从结构上来说,它是由参数化软件犀牛和Kangaroo的测量、旋转的模块化变体创建的,这对于正式过程的构成至关重要。

基于所有部件的集成系统,张拉整体结构具有相当大的结构优势,其中每个部件对于较大结构的功能都是必不可少的。 有几个研究人员和建筑师正在开发原型并寻求对该系统潜力的更多了解。 虽然体系结构和工程中的实际应用还不常见,但该系统还将有几种可能的应用。

Parametric Tensegrity Structure for Local Art Fair. Image © Gernot Riether
Parametric Tensegrity Structure for Local Art Fair. Image © Gernot Riether

Notas

[1] (DA SILVA; FARBIARZ. 2016. p. 2007-2008).
[2] (VICTOR. 2008. P.22).
[3] (FULLER) in: (DA SILVA; FARBIARZ. 2016. p. 2008).
[4] (VICTOR. 2008. P.22).
[5] (DEIFELD; PAULETTI. 2002. p.04).
[6] (DEIFELD; PAULETTI. 2002. p.04).
[7] (DEIFELD; PAULETTI. 2002. p.04).
[8] (DEIFELD; PAULETTI. 2002. p.05).

参考书目

DA SILVA, Julia Teles; FARBIARZ, Jackeline Lima. O pensamento de Buckminster Fuller e o LILD, PUC-Rio. 2016. Disponível em: <http://pdf.blucher.com.br.s3-sa-east-1.amazonaws.com/designproceedings/ped2016/0170.pdf>. Acesso em 25 Dez 2017.

DEIFELD, Telmo Egmar Camilo; PAULETTI, Ruy Marcelo de Oliveira. Um breve estudo sobre as estruturas Tensegrity. 2002. Disponível em: <https://www.researchgate.net/profile/Ruy_Pauletti/publication/242195354_UM_BREVE_ESTUDO_SOBRE_AS_ESTRUTURAS_TENSEGRITY/links/0c96052950cf47d9a8000000/UM-BREVE-ESTUDO-SOBRE-AS-ESTRUTURAS-TENSEGRITY.pdf>. Acesso em: 25 Dez 2017.

VICTOR, Georgia Ribeiro. Design para Saúde. 2008. Disponível em: <https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=13171@1>. Acesso em: 25 Dez 2017.

关于这位作者
引用: Pereira, Matheus. "什么是‘整体张拉结构’?在建筑中如何被运用?" [Estruturas Tensegrity: o que são e o que esperar delas] 17 6月 2018. ArchDaily. (Trans. 林诗韵 Lin Shiyun) Accesed . <https://www.archdaily.cn/cn/895688/shi-yao-shi-zheng-ti-zhang-la-jie-gou-ta-men-ke-yi-zuo-shi-yao>

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