|
摘要 •帮你速读文章内容 GENERATED BY AI, PLEASE IDENTIFY THE AUTHENTICITY BY YOURSELF 设计粘土圆形大厅厚度极薄，这是由于其表面呈弧形，这增加了投影面积并稳定了结构，避免了屈曲效应。控制薄壳几何形状的计算机模型在设计时考虑了工程结构模型、粘土的材料特性和施工顺序。事实上，由于机械臂的伸展范围有限以及材料在干燥过程中收缩，建造过程需要一种复杂的方法将结构在水平和垂直方向上分割成匹配的梯形。 计算机模型能够计算出 30,000 块砖中的每一块的顺序和位置，而且重要的是，机械臂将它们以特定的方向压入结构中，以确保每块砖之间紧密连接。此外，该模型包含用于构建具有不规则和复杂几何形状的定制结构的所有机器人操作数据。 材料系统的优化是结构性能的关键。对粘土穹顶使用的粘土、沙子、砾石和水的比例进行了测试，以找到制造过程所需的延展性、最高抗压强度和最小材料收缩之间的最佳平衡。研制出来的粘土混合物被压制成所谓的软砖，也就是直径9厘米、高15厘米的圆柱体，由机械臂从材料堆中取出，精确定位，按顺序压入最终位置。 建筑材料在施工过程中被压缩60%的高度，以确保连接牢固紧密，形成一种软键，体现了材料的可塑性和施工过程的动态性。为形成整体效果，现场施工所用的定制机器人需要为每一个单块的施工而移动，而机器人的位置移动和施工挤压造成的材料变形需要定期进行3D扫描，重新获取几何模型。此外，材料干燥过程中不可避免的裂缝也需要及时检测并用相同的材料填补。 可持续粘土穹顶解决了减少材料消耗和使用无排放材料制造建筑环境的迫切需求。机器人粘土建筑过程将传统的粘土建筑知识与现代数字设计和建筑技术相结合。对材料和工艺的控制水平的提高使我们能够建造传统上难以实现的复杂结构。 Design: Gramazio Kohler Research Project time: 2021 Client: SE MUSICLAB AG - Jürgen Strauss, Jost Kutter, Manuel Frick, Lorenzo Zanetta, Filippo Melena, Anna Imfeld-Aebischer, Markus Imfeld Collaborators: Coralie Ming (project lead), David Jenny, Hannes Mayer, Edurne Morales, Anton Johansson, Indra Santosa, Jomana Baddad, Nicolas Feihl, Selen Ercan Jenny, Jesus Medina, Karol Wojtas Supporters: Mike Lyrenmann and Philippe Fleischmann (Robotic Fabrication Laboratory, ETH Zurich), Andi Reusser (Institute for Building Materials, ETH Zurich) Partial experts: Seforb Sàrl - Joerg Habenberger, Gotham design studio Partial contractor: LEHMAG AG - Felix Hilgert Industry partner: Brauchli Ziegelei AG, Wirz AG Bauunternehmung Sponsors: Wirz AG Bauunternehmung, Welti Furrer, Eberhard, Siemens, Geberit, ETH Zürich FoundationCity:BernCountry:Switzerland |
