ソース: АrсhDаilу
竹で建てる方法: 4 つの基本的な構造システム
現代の竹の建物は、初心者にとっては最初は圧倒されるように見えるかもしれません。 しかし、これらの感動的な建造物の構造ロジックについて詳しく学ぶと、ほとんどの建造物がこれから探求する構造システムの 1 つまたはそれらの組み合わせを採用していることがすぐにわかるでしょう。 謎が解明され、かつては複雑に見えていたものが、単純な概念の明確な構成に変わります。 この記事では、竹建築で一般的に使用される 4 つの構造システムに焦点を当てます。
ポストアンドビーム構造
竹建築の定番である柱と梁の構造は、古くから伝わる木組みの技術からインスピレーションを得ています。 伝統的な木造住宅で使用されている昔ながらの工法と同様に、この建築アプローチも同じ基本原則を採用しています。
柱と梁の構造の支持システムは、垂直柱、水平梁、クロスブレースという 3 つの重要な要素で構成されます。 後者は、構造を三角形に分割するのに役立ち、風や地震力などの横方向の荷重に対する安定性が向上します。 通常、丸い竹の棒がこれらの構造システムのバックボーンとして機能します。 その結果、頑丈なだけでなく、見た目にも魅力的な構造が生まれました。
ただし、柱と梁の構造の構築には課題が伴います。 このプロセスでは、フィッシュマウスジョイントやアングルジョイントなど、さまざまなタイプのジョイントを彫刻して組み立てる熟練の職人技が必要となることがよくあります。 このような職人技の需要が高まるにつれて、それに関連するコストも上がります。
しかし、心配する必要はありません。現代の進歩により、この問題に対する解決策が提供されます。 たとえば、単純なボルト締結をこの構造システムに使用すると、手作業の一部を軽減できます。 グラウト注入用のモルタルと併用すると、このタイプの接合部は信じられないほど強力であることが証明されており、従来の方法に代わる費用対効果が高く効率的な代替手段となります。
技術が急速に進歩する時代においては、新しいソリューションが次々と登場しています。 最近では、魚蛾の機能を模倣した 3D プリントされたインサートの使用も見られます。 これらのインサートは、きれいにカットされた竹に挿入することができ、伝統とテクノロジーを組み合わせた革新的で現代的なソリューションを提供します。
この伝統的な技術と最新のソリューションの融合こそが、竹建築を非常にエキサイティングでダイナミックなものにしているのです。 これは常に進化し、持続可能で革新的な建設の新たな可能性を切り開く分野です。
双曲放物面
双曲放物面、または略して「ハイパー」は、その名前が示すように興味深い構造システムです。 特徴的な「サドル」の形で認識できるこの形状は、凹面と凸面の融合を表しています。 その結果、2 本の直線があらゆる点で交差する構造が生まれ、魅惑的な視覚効果が生まれます。
表面の曲率により、これらのシェルに並外れた剛性が与えられ、広大なスパンにわたってかなりの荷重に耐えることができます。 これらの特性により、それらは屋根構造に特に適していますが、建築物や日常品の両方でその存在が広範囲に見られ、プリングルズチップの形でさえも見られます。
建築プロセスは通常、最初にポールを一方向に設置し、次に反対方向に設置することから始まります。 これらはゴムバンドを使用して一時的に固定されており、後で調整できるようにする一時的な手段です。 次に、構造の 2 つの対向する頂点がロープと三脚を使用して吊り上げられ、交互の頂点が同時に押し付けられると、ハイパー形状の魔法が実現します。 この動作により、ハイパーの特徴的な曲率が引き起こされ、個々の極が目的の形状に一致するように調整されます。 このプロセスは、通常、ボルト接合または竹ピンを使用して、ハイパー部材を永久に固定することで最高潮に達します。
竹建築における双曲放物面の成功の秘訣は、その表面全体にわたる効率的な荷重伝達にあります。 これにより、構造がアーチ内で圧縮を維持しながら、同時に線形構造部材内に張力を生じさせることが可能になります。
双曲線 (ねじれた) タワー
竹建築の世界は驚くべき構造物で特徴づけられており、その中でも特に双曲線の塔、つまりねじれた塔が際立っています。 これらの構造は相互構造に似ており、竹の驚くべき強度と多用途性を示しています。
逆塔の形状は双曲面を彷彿とさせ、双曲放物面との類似点があります。 主な違いは、定義された軸を中心に双曲線を回転させる、逆塔の幾何学的構造にあります。 この回転により、二重罫線の表面を持つ双曲放物面とは異なり、単板双曲面が生成されます。
双曲線タワーの構築に着手する場合、最初にモデルを作成することが有益です。 この準備ステップにより、最終製品を視覚化して、ベース円、タワーの中間および上部セクションの適切な直径を決定できるようになります。 これらのパラメーターは相互に関連しており、タワーの最終的な高さにも大きな影響を与えることを理解することが重要です。 したがって、これらの関係を事前に徹底的に調査することが不可欠です。 あるいは、コンピュータ化された設計ツールを使用して、計画プロセスを容易にすることもできます。
レシプロカル タワーのユニークな特徴は、レシプロカル構造原理と効率的な双曲面形状の融合にあり、大規模な建造物に最適な選択肢となっています。 2 つの逆向きのねじれによって生成される相互タワーの交点は、三角形分割によって構造の強度を強化します。 タワーの強度をさらに高めるために、構造全体に補強リングを追加できます。
建設は、所定の数の竹竿を地面に垂直に円形に配置することから始まります。 たとえば、12 個のポールがある場合、時計の文字盤上の 1 時間ごとの位置に各ポールを配置することを考えてください。 これに続いて、基礎円より小さい中央リングが、地上から選択された高さに固定されます。 中央のリングが固定されると、エキサイティングな部分が始まります – ポールをひねります。 各ポールは一方向に均一にねじられ、その位置を維持するために中央のリングに一時的に取り付けられます。 次に、2 番目の極セットが導入されます。 これらのポールの根元は最初のセットと一致していますが、最初のセットと同じ角度で反対方向にねじれています。 これらのポールも中央リングに一時的に固定されます。 トップリングのレベルでは、すべてのポールの端も一致する必要があります。 すべてのポールが所定の位置に配置され、タワーの望ましい形状が達成されたら、ポールは交差する点で永久に固定されます。 このステップにより、タワーの安定性と強度が確保されます。
空間グリッドシェル
竹建築は空間グリッドシェルのような構造を通じて継続的に革新を続けており、この素材の無限の可能性を実証しています。 これらの構造は軽量でありながら頑丈で、竹を割って格子状に作られています。 これらの裂け目は、有機的に絡み合ったり、正確な形状に配置されたりして、魅力的な、多くの場合ドーム状の構造を作り出します。 グリッドシェル構造システムは、現代の竹建築で好まれており、卓越した強度を示すエレガントで湾曲した形状を作り出す能力が評価されています。 さらに、グリッドシェルは、追加の内部サポートを必要とせずに、広くてオープンなスペースを作成するのに優れています。
これらの構造の建設は、グリッド シェルの基礎的なサポートと全体の形状を提供するメイン フレーム、アーチ、またはリングを確立することから始まります。 通常、これらの要素はリディまたは分割された束で構成され、竹ピンを使用して固定され、場合によっては接着剤で強化されます。 これらの主要な構造コンポーネントが設定されると、竹の割材を追加してグリッドシェルの形が決まり始め、徐々に隙間を埋め、最終的には湾曲した構造になります。
竹の割り材は扱いやすく、さまざまな形に成形できるため、建設プロセスは遊び心たっぷりで有機的なものになります。 有機的な織りパターンは、デザイナーが好みに応じて、基準分割に基づいて試行錯誤を通じて現場で決定できます。 あるいは、所定の寸法を厳守して構造物を構築することもでき、美しい幾何学模様を作り出すことができます。 いずれの場合も、乾燥した竹の割りは硬すぎて割れやすい傾向があるため、最近処理された青竹の割りが最もよく機能し、より柔軟です。 十分な数の部材を追加すると、グリッドシェルは上に登れるほど頑丈になり、場合によっては強風や地震にも耐えることができ、これらの構造の優れた耐久性と剛性を実証します。
竹本来の美しさと構造の多様性という特性により、竹はグリッドシェル構造に理想的な素材であることを忘れないでください。 慎重な計画、材料への正しい理解、創造性の創造性があれば、竹を使った建築は、持続可能で弾力性があり、視覚的に魅力的な構造を生み出す機会となります。
この記事はもともと、持続可能な建築方法の共有に焦点を当てている竹の建築およびデザイン企業である Bamboo U によってここに公開されたものです。 竹のコースは、インドネシアのバリ島にあるキャンパスで受講可能で、有名なデザイン会社 IBUKU や世界中の竹の専門家と協力してオンラインでも受講できます。 竹の成長から処理方法、竹のデザインとモデルの作成、エンジニアリング、大工仕事、建設まで、彼らのワークショップでは竹の構築とデザインについて知っておくべきことはすべて網羅されています。 ここで詳細を確認し、竹のワークショップに参加してください。
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