Typologies of structures
Membranen
o Kabel werkt volledig onder trek, simpelste vorm
– Man op kabel: twee symmetrische delen
– Hoe scherper de hoek, hoe kleiner de interne krachten (vergelijkbaar met weerstandsmoment balk)
o Ruimtelijke kabels: steunkabels met stutten
– Stutten om steunkabel op zijn plek te houden maar nemen geen krachten op
o Ruimtelijke kabels: net
– Hoge en lage punten, de rest van de vorm ontstaat door gravitatie
o Ruimtelijke kabels: hyperbolische paraboloïde (hypar)
– Eén richting om lasten te dragen, andere om te stabiliseren
– In beide richtingen gekromd
– Anticlastisch: in twee richtingen verschillend gekromd -> naar beneden en naar boven
– Ontstaat door een serie van lijnen parallel aan de randen of dor diagonalen
o Kabel is een enkel element, membraan niet
o Membraan onderhevig aan inwendige trek in 2 richtingen
o Gevormd door gravitatie of pneumatisch: met inwendige druk
o Veel verschillende materialen mogelijk: polyester, PVC, nylon, …
– Levensspan is niet zo lang
Bogen en gewelven
o Bogen zijn omgedraaide kabels
o Tongewelf: serie van bogen en dan verdicht tot een oppervlak
o Kruisgewelf: twee tongewelven die kruisen
o Kloostergewelf: gedraaide tongewelven die kruisen
– Variaties mogelijk: meerdere hoeken, uiteindelijk cirkel = koepel
Shells
o Generatrix vertaalt originele curve in de ruimte (diretrix)
o Geometrisch genereren van een zadel of hyperbolische paraboloïde
– Diagonaal: enerzijds druk en anderzijds trek
– Combinatie mogelijk: verschillende hypars samenvoegen
o Zeer dunne constructies
, Vakwerkliggers
o Combinatie van bogen en kabels
– Diagonalen ofwel onder druk, ofwel onder trek
o Verschillende soorten:
– Symmetrische diagonalen
– Diagonalen onder druk, trek loodrecht of omgekeerd of combinatie van de twee
– K-diagonalen
o Polonceau ligger: combinatie van kleinere elementen
– Hellend dak dan van onderuit wordt opgehangen
o In de ruimte: parallel, kruisend
– Ondersteuning langs de zijden of alleen op de punten
– Opeenvolging van polyhedra
Gevouwen platen
o Hoe groter de overspanning, hoe dikker het materiaal
– Golvend oppervlak om dikte te bereiken voor gewenste stijfheid (vb MAS)
o Minder materiaal voor grotere overspanning
o Verschillende patronen mogelijk
Casestudy: Gaudi en Isler
Antoni Gaudi (1852 – 1926)
o Vroege vorm van form finding
– Meten en manipulatie om vormen te creëren
o Catalaanse architectuur van bakstenen
o Interesse in natuur, religieus, experimenteel
– Ontwikkeling van natuur proberen te begrijpen
– Geobsedeerd van ideale vorm met minimale krachten en energie
o Principe van Hooke: hangende kabels voor bogen
– Minimale hoeveelheid materiaal
– Omgekeerd -> de boog = drukstructuur
o Mataro workers cooperative (1883): industrieel gebouw in Barcelona
– Hout om dragende structuur te bouwen
– Delicate vorm van de boog
– Opeenvolging van bogen vormt de structuur
– Boog: antwoord op permanente last maar hier raakt de boog enkel het dak in het hoogste punten
o Building of Güell farm (1887): huis voor de poortwachter en stallen voor de paarden
– Poortwachter: baksteen, terracotta, economisch materiaal
boog is logische vorm voor druk materiaal
– Stallen: opening in vorm van boog
bakstenen bogen in interieur
continue flow van krachten
o Güell palace (1890): groot, massief, representatief gebouw
– Gesloten façade, maar interieur is licht en open
– 5 verdiepingen met verticale ruimte in midden om donkere en zware architectuur te verlichten
– Sterke fundering, lichter naar boven toe
– Gotieke motieven op dak
Membranen
o Kabel werkt volledig onder trek, simpelste vorm
– Man op kabel: twee symmetrische delen
– Hoe scherper de hoek, hoe kleiner de interne krachten (vergelijkbaar met weerstandsmoment balk)
o Ruimtelijke kabels: steunkabels met stutten
– Stutten om steunkabel op zijn plek te houden maar nemen geen krachten op
o Ruimtelijke kabels: net
– Hoge en lage punten, de rest van de vorm ontstaat door gravitatie
o Ruimtelijke kabels: hyperbolische paraboloïde (hypar)
– Eén richting om lasten te dragen, andere om te stabiliseren
– In beide richtingen gekromd
– Anticlastisch: in twee richtingen verschillend gekromd -> naar beneden en naar boven
– Ontstaat door een serie van lijnen parallel aan de randen of dor diagonalen
o Kabel is een enkel element, membraan niet
o Membraan onderhevig aan inwendige trek in 2 richtingen
o Gevormd door gravitatie of pneumatisch: met inwendige druk
o Veel verschillende materialen mogelijk: polyester, PVC, nylon, …
– Levensspan is niet zo lang
Bogen en gewelven
o Bogen zijn omgedraaide kabels
o Tongewelf: serie van bogen en dan verdicht tot een oppervlak
o Kruisgewelf: twee tongewelven die kruisen
o Kloostergewelf: gedraaide tongewelven die kruisen
– Variaties mogelijk: meerdere hoeken, uiteindelijk cirkel = koepel
Shells
o Generatrix vertaalt originele curve in de ruimte (diretrix)
o Geometrisch genereren van een zadel of hyperbolische paraboloïde
– Diagonaal: enerzijds druk en anderzijds trek
– Combinatie mogelijk: verschillende hypars samenvoegen
o Zeer dunne constructies
, Vakwerkliggers
o Combinatie van bogen en kabels
– Diagonalen ofwel onder druk, ofwel onder trek
o Verschillende soorten:
– Symmetrische diagonalen
– Diagonalen onder druk, trek loodrecht of omgekeerd of combinatie van de twee
– K-diagonalen
o Polonceau ligger: combinatie van kleinere elementen
– Hellend dak dan van onderuit wordt opgehangen
o In de ruimte: parallel, kruisend
– Ondersteuning langs de zijden of alleen op de punten
– Opeenvolging van polyhedra
Gevouwen platen
o Hoe groter de overspanning, hoe dikker het materiaal
– Golvend oppervlak om dikte te bereiken voor gewenste stijfheid (vb MAS)
o Minder materiaal voor grotere overspanning
o Verschillende patronen mogelijk
Casestudy: Gaudi en Isler
Antoni Gaudi (1852 – 1926)
o Vroege vorm van form finding
– Meten en manipulatie om vormen te creëren
o Catalaanse architectuur van bakstenen
o Interesse in natuur, religieus, experimenteel
– Ontwikkeling van natuur proberen te begrijpen
– Geobsedeerd van ideale vorm met minimale krachten en energie
o Principe van Hooke: hangende kabels voor bogen
– Minimale hoeveelheid materiaal
– Omgekeerd -> de boog = drukstructuur
o Mataro workers cooperative (1883): industrieel gebouw in Barcelona
– Hout om dragende structuur te bouwen
– Delicate vorm van de boog
– Opeenvolging van bogen vormt de structuur
– Boog: antwoord op permanente last maar hier raakt de boog enkel het dak in het hoogste punten
o Building of Güell farm (1887): huis voor de poortwachter en stallen voor de paarden
– Poortwachter: baksteen, terracotta, economisch materiaal
boog is logische vorm voor druk materiaal
– Stallen: opening in vorm van boog
bakstenen bogen in interieur
continue flow van krachten
o Güell palace (1890): groot, massief, representatief gebouw
– Gesloten façade, maar interieur is licht en open
– 5 verdiepingen met verticale ruimte in midden om donkere en zware architectuur te verlichten
– Sterke fundering, lichter naar boven toe
– Gotieke motieven op dak
