ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΠΟΥ ΕΠΗΡΕΑΖΟΥΝ ΤΗΝ ΕΠΙΛΟΓΗ ΦΕΡΟΝΤΑ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΥ - Αισθητική και βαθμός συμμετοχής του Φ.Ο. στη μορφολογία του έργου - Στατική ανάγκη (μεγάλα

Transcript

1 ΣΤΑΤΙΚΟΙ ΦΟΡΕΙΣ

2 ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΠΟΥ ΕΠΗΡΕΑΖΟΥΝ ΤΗΝ ΕΠΙΛΟΓΗ ΦΕΡΟΝΤΑ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΥ - Αισθητική και βαθμός συμμετοχής του Φ.Ο. στη μορφολογία του έργου - Στατική ανάγκη (μεγάλα ανοίγματα, ελαφριές κατασκευές) - Κατασκευαστικές δυνατότητες του υλικού (συμπεριφορά σε εσωτερικές τάσεις) - Οικονομία α. μικρές διατομές β. μικρό κόστος κατασκευής (οικείες μέθοδοι κατασκευής και τόπος) γ. διαθεσιμότητα του υλικού - Καιρικές συνθήκες και για ανέγερση και για συντήρηση

3 Μονολιθικές κατασκευές Επιφάνειες Σκελετοί Σκελετούς Μεμβράνες Πηγή: T. Hunt, Tony Hunt s Structures Notebook, Architectural Press, Oxford, 1997

4 Λιθοδομή φέρουσα τοιχοποιία στο κάστρο της Πάτρας π.α.

5 Αρχιτεκτονική Σχολή της Leuven Seinayoki, Εκκλησία Alvar Aalto (ποσωπικό αρχείο)

6 Πηγή: Καλογεράς, Κιρπότιν, Μακρής, Παπαϊωάννου, Ραφτόπουλος, Τζιτζάς, Τουλιάτος, Θέματα Οικοδομικής, Συμμετρία 1986

7 Κάθε φέρων οργανισμός υφίσταται εξωτερικές καταπονήσεις που συνεπάγονται εσωτερικές δυνάμεις και αντιδράσεις (τάσεις) στο υλικό από το οποίο είναι φτιαγμένος. Αυτές οι εσωτερικές δυνάμεις και αντιδράσεις (τάσεις) είναι γνωστές ως: - Θλίψη - Εφελκυσμός - Διάτμηση - Κάμψη - Στρέψη - Διάτμηση Η σχέση υλικού και φέροντα οργανισμού εξαρτάται από τη δυνατότητα του υλικού να υφίσταται τις εσωτερικές δυνάμεις. Έτσι για παράδειγμα ένα σκοινί ή το λάστιχο μπορούν να φέρουν φορτία μόνον όταν είναι εντεταμένα ή εφελκυσμένα.

8 Ο φέρων οργανισμός οφείλει να ισορροπεί ενώ ασκούνται σε αυτόν και εξωτερικές και εσωτερικές δυνάμεις. Η ισορροπία επιτυγχάνεται όταν εξασφαλιστούν οι συνθήκες της ευστάθειας, της αντοχής, της ακαμψίας και του λυγισμού. Πηγή: Καλογεράς, Κιρπότιν, Μακρής, Παπαϊωάννου, Ραφτόπουλος, Τζιτζάς, Τουλιάτος, Θέματα Οικοδομικής, Συμμετρία 1986

9 Πηγή: Καλογεράς, Κιρπότιν, Μακρής, Παπαϊωάννου, Ραφτόπουλος, Τζιτζάς, Τουλιάτος, Θέματα Οικοδομικής, Συμμετρία 1986 Πηγή:M. Levy and M. Salvadori, Why Buildings Fall Down, U.S.A, 1992

10 Για να εξασφαλιστούν αυτές οι ιδιότητες χρειάζεται να επιλεγούν δομικά στοιχεία από κατάλληλο υλικό και σε σωστή διάταξη. Γραμμικά δομικά στοιχεία ή φορείς μιας διάστασης είναι: ο στύλος, η δοκός, οι δοκίδες, ο πρόβολος, το πλαίσιο, το τόξο, ακόμα και η απλή αμφιέριστη πλάκα από μπετόν αρμέ. Πηγή: Αθανασόπουλος Χρήστος, Κατασκευή Κτιρίων Σύνθεση και Τεχνολογία, Φωτόλιο, Αθήνα 1995

11 Πηγή: Ν. Τσινίκας, Αρχιτεκτονική Τεχνολογία, University Press, Θεσσαλονίκη, 1993

12 Τα τρία βασικά υλικά από τα οποία κατασκευάζονται φέροντες οργανισμοί είναι το σιδηροπαγές σκυρόδεμα, το ξύλο και το ατσάλι. Το σιδηροπαγές σκυρόδεμα αναφέρεται ως μπετόν από το Beton Αrmé (στη γαλλική ή Reinforced Concrete (RC) στην αγγλική). Σιδηροπαγές ονομάζεται το σκυρόδεμα του οποίου οι ράβδοι ή σπανιότερα άλλες διατομές χάλυβα διαστρώνονται και το σκυρόδεμα εκχύνεται σε ξύλινα καλούπια ή ξυλότυπους. Το σκυρόδεμα προκύπτει από ανάμιξη τσιμέντου αδρανών και νερού. Τα αδρανή που περιέχει δεν είναι τίποτε άλλο από άμμο, χαλίκια ή λιθοσύντριμμα.

13 ΤΥΠΟΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΕΣ ΤΑΣΕΙΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ Απλής έδρασης Δικτυωτές κατασκευές Ολόσωμες κατασκευές Μικτές κατασκευές Στοιχεία σε Θλίψη, διαχωρισμός με αρμούς έδρασης. Στοιχεία συναρμολογούνται με αρθρώσεις και κόμβους. Δέχονται φορτία στους κόμβους και ράβδοι δουλεύουν σε θλίψη ή εφελκυσμό. Απλά γραμμικά δικτυώματα μεταφέρουν φορτία προς κύρια σημεία στήριξης. Χωροδικτυώματα: μεταφέρουν φορτία προς όλες τις κατευθύνσεις μέσα στο χώρο με τη βοήθεια θλιβόμενων και ελκυόμενων ράβδων. Με συνεχή μέλη και άκαμπτα στοιχεία σύνδεσης (πακτώσεις). Στύλος και δοκός εργάζονται σε κάθε είδος καταπόνησης (θλίψη, κάμψη, εφελκυσμός, διάτμηση) παραλαμβάνουν φορτία όχι μόνο στους κόμβους αλλά και σε ενδιάμεσα σημεία του σκελετού. Από οριζόντιους φορείς οπλ. Σκυροδέματος που στηρίζονται πάνω σε φέροντα τοιχώματα από οπτόπλινθους ή άλλους τεχνητούς λίθους Κλασσικές, παραδοσιακές κατασκευές από λίθο με ή χωρίς κονίαμα Κάθε ξύλινος ή μεταλλικός σκελετός. Μήκη ράβδων δεν εξαρτώνται από εύρος ανοίγματος αλλά από τη δομή της βασικής γεωμετρικής μονάδας. Κατασκευές από μπετόν και μεταλλικές με συγκόλληση. Κελύφη. Μέχρι διώροφα της δεκαετίας 1930.

14 Επιφανειακά δομικά στοιχεία είναι: Τα τοιχία, τετραέριστες πλάκες, μυκητοειδείς πλάκες, θόλοι, κελύφη και χωροδικτυώματα. Από τους συνδυασμούς των δομικών στοιχείων μπορούμε να έχουμε: - Σκελετούς - Φέροντα τοιχία - Μικτές κατασκευές Πηγή: T. Hunt, Tony Hunt s Structures Notebook, Architectural Press, Oxford, 1997

15 Καλουπωμένος Φ.Ο. Συναρμολογημένος από Προκατασκευασμένα Στοιχεία Πηγή: Edward Allen, Fundamentals of Building Construction Materials and Methods, John Wiley and Sons, N.Y. 1999

16 Από προσωπικό αρχείο

17 Από προσωπικό αρχείο

18 Από προσωπικό αρχείο

19 MΠΕΤΟΝ ΞΥΛΟ ΜΕΤΑΛΛΟ Τάσεις Παραλαμβάνει καμπτικές τάσεις και αποτρέπει ανεπιθύμητες παραμορφώσεις. Αντέχει σε θλίψη και λυγισμό. Δεν παραλαμβάνει καμπτικές τάσεις και δεν αποτρέπει ανεπιθύμητες παραμορφώσεις. Δεν παραλαμβάνει καμπτικές τάσεις και δεν αποτρέπει ανεπιθύμητες παραμορφώσεις Υλικό Έλατο, πεύκο, μαόνι, κέδρος, κοκκινόξυλο Σίδερο ή Ατσάλι Τύποι κατασκευών Από έκχυση (άκαμπτος) Ή Προκατασκευασμένα στοιχεία (δεν έχει άκαμπτους κόμβους αλλά απλές αρθρώσεις) Δικτυωτός (ξυλωσιές) Ή Πλαισιωτός (ορθοστάτες ανά μ.) Διατομές ατσάλινων ή σιδερένιων ράβδων με ήλωση ή συγκόλληση

20 MΠΕΤΟΝ ΞΥΛΟ ΜΕΤΑΛΛΟ 0ρολογία Δοκός, υποστύλωμα, αμφιέριστη, τετραέριστη πλάκα, πρόβολος, πέδιλο Ζυγώματα ή ζευκτά, αντιρήδες, τεγίδες, μαξιλάρια, διαδοκίδες Είδη διατομών, ελατές, στρατζαριστές, επιφανειακά μεταλλικά στοιχεία Στύλος είναι το μόνο υλικό που επιτρέπει τη δημιουργία σκελετών μονολιθικών και ευέλικτων Συνδέεται αρθρωτά με τα υπόλοιπα μέρη του Φ.Ο. Συνδέεται αρθρωτά με τα υπόλοιπα μέρη του Φ.Ο. εκτός από την περίπτωση συγκόλλησης Στύλος: Μικρή εγκάρσια διατομή / ύψος 1:20 Λεπτότερη Λεπτότερη Δοκός διατομή/μήκος 1:10-1:15 1:20-1:30 1:30-1:50 Πρόβολος Σαν συνέχεια της δοκού ή σαν συνέχεια της πλάκας Αντηρίδα ή ελκυστήρας Αντηρίδα ή ελκυστήρας

21 Τα πλήρη υπερτερούν των κενών όταν ο φορέας είναι τοιχοποιία, Χώρα της Αμοργού, π.α.

22 Η υπερβολή του προβόλου, Frank Lloyd Wright, π.α.

23 M. Hopkins Office Buildings, City London Jean Nouvel, Institute of the Arab World, Paris π.α.

24 Richard Meyer, Μουσείο Σύγχρονης Τέχνης στη Βαρκελώνη, φορέας διαμορφωτής του εσωτερικού χώρου, π.α.

25 ΜΕΤΑΛΛΙΚΕΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΕΣ Φυσικές Ιδιότητες: Υψηλή θερμική διαστολή και πολύ μεγάλη θερμική αγωγιμότητα που δημιουργεί ευαισθησία στις θερμοκρασιακές μεταβολές και τη φωτιά. Μηχανικές Ιδιότητες: μεγάλη αντοχή και σε θλίψη και σε εφελκυσμό και μεγάλο μέτρο ελαστικότητας. Μορφές του μετάλλου στη δόμηση: παλιά χυτές και σφυρήλατες, σήμερα με έλαση, όλκυση, εφελκυσμό κ.ά. δημιουργούνται διατομές διαφόρων σχημάτων: λαμαρίνες, κοίλες διατομές, σωλήνες, σύρματα. Πηγή: Ν. Τσινίκας, Αρχιτεκτονική Τεχνολογία, University Press, Θεσσαλονίκη,, 1993

26 Η μη συνέχεια της κατασκευής : διάφορα κομμάτια του κτιρίου που συνδέονται μεταξύ τους ή με το κτίριο ολόκληρο ή με το φορέα. Συνδέσεις μεταλλικών στοιχείων : ηλώσεις, κοχλιώσεις και σύγχρονες συγκολλήσεις. Ακαμψία σε ανεμοπίεση και σεισμούς: χιαστί ενισχύσεις με τένοντες, με δικτυώματα, με πλαισιωτές κατασκευές, με πακτώσεις των στοιχείων. Προστασία συντήρηση: φωτιά και διάβρωση, με εγκιβωτισμό ή επαλείψεις, με πληρώσεις σκελετού που κυκλοφορεί νερό, με προκαλύμματα ή προστατευτικές κατασκευές από πυρίμαχα υλικά. Πηγή: Ν. Τσινίκας, Αρχιτεκτονική Τεχνολογία, University Press, Θεσσαλονίκη,, 1993

27 Ήλωση Συγκόλληση Πηγή: Edward Allen, Fundamentals of Building Construction Materials and Methods, John Wiley and Sons, N.Y. 1999

28 Norman Foster, Renault Building, Swindon, Μ. Βρετανία

29 Σιδηροδρομικός σταθμός της Χάγης, προσωπικό αρχείο

30 Φωτογραφία: Προσωπικό αρχείο Πηγή σχεδίου: Ed. Ford, The Details of Modern Architecture, Volume 2, 1928 to 1988, The MIT Press, MIT 1998

31 Waterloo Station, Λονδίνο π.α.

32 Η ελαφρότητα και τα μεγάλα ανοίγματα που επιτρέπουν οι μεταλλικοί σκελετοί, Νέα Υόρκη, π.α.

33 Santiago Calatrava, St. Exupery, TGV σταθμός στη Λυών, προσωπικό αρχείο

34 Norman Foster, Sainsbury s Arts Centre, Norwich,

35 Norman Foster, Canary Warf Station

36 ΓΕΦΥΡΕΣ

37 ΞΥΛΟ ΚΑΤΕΡΓΑΣΙΑ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ Στρογγυλή Πελεκητή Πριονιστή ή πριστή Παραγώμενα προϊόντα ξύλου Ολόκληρος κορμός μικρής διατομής Ορθογωνισμένοι κορμοί με τσεκούρι Κορμοί πριονισμένοι σε τετράγωνες ή ορθογωνικές διατομές Διαστρωμένα και κολλημένα φύλλα Ηλεκτροφόροι στύλοι, πάσσαλοι, ιστία πλοίων Αγροτικές κατασκευές. Λαϊκή αρχιτεκτονική Προκατασκευές ή εκλεπτυσμένες κατασκευαστικές λεπτομέρειες Αντικολλητά φύλλα ή κόντρα πλακέ. Πηχοσανίδες ή plaquages, μοριοσανίδες ή particleboards, ινοσανίδες ή fiberboards, σύνθετο ξύλο ή laminated wood Εξαιρετική αντοχή σε καταπονήσεις υπό επαναλαμβανόμενη φόρτιση. Φορείς σημαντικού μεγέθους και μικρού βάρους. Απαιτούν ελαφρές θεμελιώσεις.

38 ΤΥΠΟΣ ΣΥΝΔΕΣΗ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΚΑΝΟΝΕΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ Ξυλοδεσιές Ή εντορμίες Μεταλλικοί σύνδεσμοι Με φάλτσα, εσοχές, εξοχές και συνένωση Με καρφιά, βίδες, στριφώνια (μεγάλες βίδες με πολυγωνικό κεφάλι), μεταλλικές προσαρμογές, καρφοελάσματα, μπουλόνια, μεταλλικά παρεμβλήματα Εξασθένηση διατομής στα διαμορφωμένα άκρα. Δύσκολη, επίπονη και δαπανηρή εργασία. Αντέχει σε διάτμηση, δεν παραλαμβάνει εφελκυστικές δυνάμεις. Συμβαίνουν μετακινήσεις. Αντίσταση στις εφελκυστικές τάσεις. Για μεγάλες στεγάσεις και μεγάλα φορτία. Τυποποιημένα ελάσματα με προεξοχές σαν καρφιά. Παραλαμβάνουν εφελκυστικές δυνάμεις και χρησιμοποιούνται σε βαριές κατασκευές. Οδοντωτά κυκλικά ελάσματα και δακτύλιοι. Ελάχιστες διαστάσεις των μελών υπό διαμόρφωση. Χρειάζονται τρύπες ανοιγμένες από πριν. Κόλλες Δημιουργούν συνδέσεις σχεδόν μονολιθικές. Οι δυνάμεις μεταφέρονται πλήρως από το ένα μέλος στο άλλο. Υπό πίεση στο εργοτάξιο με τη βοήθεια καρφιών και βιδών.

39 ΞΥΛΙΝΕΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΕΣ ΜΕ ΠΥΚΝΟ, ΕΛΑΦΡΥ ΣΚΕΛΕΤΟ για κατασκευές μικρών ανοιγμάτων μέχρι 6μ. ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΛΑΤΦΟΡΜΑΣ (PLATFORM SYSTEM) φέρουσες πλατφόρμες κάθε ορόφου στις άκρες των οποίων στηρίζονται οι τοίχοι που αντιστοιχούν στο ύψος κάθε ορόφου. Κάναβοι και ανοίγματα καθορίζονται από τυποποιημένα δομικά υλικά και στοιχεία. Θεμελίωση να υπερέχει από το έδαφος για υγρομόνωση. ΣΥΣΤΗΜΑ ΚΛΩΒΟΥ Η ΜΠΑΛΟΝΙΟΥ (BALLOON FRAME) Υποστυλώματα συνεχίζονται χωρίς διακοπή από τη θεμελίωση μέχρι το γείσο της στέγασης. Πηγή: Edward Allen, Fundamentals of Building Construction Materials and d Methods, John Wiley and Sons, N.Y. 1999

40 Μουσείο Λουϊζιάνα, Κοπεγχάγη, προσωπικό αρχείο

41 Glenn Murcutt, κατοικία Αυστραλία

42 Ξυλωδεσιές Ήλωση ή κάρφωμα Κοχλίωση ή Βίδωμα Πηγή: Καλογεράς, Κιρπότιν, Μακρής, Παπαϊωάννου, Ραφτόπουλος, Τζιτζάς, Τουλιάτος, Θέματα Οικοδομικής, Συμμετρία 1986

43 Αρχιτεκτονική Σχολή της της Leuven

44 Πηγή: Edward Allen, Fundamentals of Building Construction Materials and Methods, John Wiley and Sons, N.Y Καρφοελάσματα Μεταλλικά παρεμβλήματα Πηγή: Καλογεράς, Κιρπότιν, Μακρής, Παπαϊωάννου, Ραφτόπουλος, Τζιτζάς, Τουλιάτος, Θέματα Οικοδομικής, Συμμετρία 1986 Μεταλλικές προσαρμογές

45 Tadao Ando, Ιαπωνικό Περίπτερο, Σεβίλλη, 1992 Renzo Piano, Εμπορικό Κέντρο Bercy, Παρίσι προσωπικό αρχείο

46 Renzo Piano, Εμπορικό Κέντρο Bercy, Παρίσι προσωπικό αρχείο

47 ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΤΗΣ ΞΥΛΙΝΗΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ Δυνατότητες γεφύρωσης υλικών να διαμορφώσουν τις οριζόντιες επιφάνειες της κατασκευής (πέτσωμα στέγης, σανίδωμα πατώματος). Δυνατότητες που προσφέρει η μορφή του φέροντος οργανισμού για να εξασφαλιστεί ακαμψία. Πηγή: Καλογεράς, Κιρπότιν, Μακρής, Παπαϊωάννου, Ραφτόπουλος, Τζιτζάς, Τουλιάτος, Θέματα Οικοδομικής, Συμμετρία 1986 Πηγή:. Τσινίκας, Αρχιτεκτονική Τεχνολογία, University Press, Θεσσαλονίκη, 1993

48 Ξύλινες κατασκευές συγκρότημα κατοικιών Δανία προσωπικό αρχείο

49 Κάναβοι σκελετού: Σχεδιασμός Φ.Ο. : Καθορίζουμε τον κάναβο υποστυλωμάτων και φορέων. Για ξύλινο φορέα των 30μ διαλέγουμε ή ξύλινο πλαίσιο ή τριαρθρωτό τόξο. τις αποστάσεις που μπορεί να γεφυρώσει μία δοκός (4-6μ για μεγάλα ανοίγματα ή 2-4μ. για μικρότερα). την πυκνότητα των δοκών ή τεγίδων που θα στηριχτεί το επιφανειακό στοιχείο επικάλυψης. Ακαμψία σε οριζόντιες παραμορφώσεις που δημιουργούνται λόγω των αρθρώσεων Τρόποι: Με συνδέσεις με άλλα στοιχεία της κατασκευής που να είναι ικανές να αντισταθούν σε παραμορφώσεις με την πρόσθεση διαγώνιων στοιχείων όπως ελκυστήρες (πρέπει να είναι δύο και να παραλαμβάνουν εφελκυστικές τάσεις και προς τις δύο κατευθύνσεις) ή ράβδοι (χρειάζεται μόνο μία, άλλοτε θα παίρνει εφελκυστικές τάσεις παραμόρφωσης και άλλοτε θλιπτικές). με παρεμβολή πανέλων με ενσωμάτωση άλλων άκαμπτων στοιχείων όπως κλιμακοστασίων, τοιχείων κλπ.

50 Colin Stansfield Smith, αρχιτεκτονική Σχολή Portsmouth, M. Βρετανία προσωπικό αρχείο

51 Βιβλιογραφία Αθανασόπουλος Χρήστος, Κατασκευή Κτιρίων Σύνθεση και Τεχνολογία, Φωτόλιο, Αθήνα 1995 Allen Edward, Fundamentals of Building Construction Materials and Methods, John Wiley and Sons, N.Y Ford Edward The Details of Modern Architecture, Volume 2, 1928 to 1988, The MIT Press, MIT 1998 J. Gordon, The Science of Structures and Materials, N.Y T. Hunt, Tony Hunt s Structures Notebook, Architectural Press, Oxford, 1997 Καλογεράς, Κιρπότιν, Μακρής, Παπαϊωάννου, Ραφτόπουλος, Τζιτζάς, Τουλιάτος, Θέματα Οικοδομικής, Συμμετρία 1986 Construire avec les Bé tons, Le Moniteur, Collection Techniques de Conception, 2000 Κούκης Σταμάτης Δομική Τεχνολογία, Αθήνα 2001 Sandaker Β. and Eggen Α., The Structural Basis of Architecture, Paidon, London 1993 M. Levy and M. Salvadori, Why Buildings Fall Down, U.S.A, 1992 Meyer Bohe, Walter, Οικοδομική Κατασκευαστικές Λεπτομέρειες, Γκιούρδας Ν. Τσινίκας, Αρχιτεκτονική Τεχνολογία, University Press, Θεσσαλονίκη, 1993 * Η ένδειξη π.α. σημαίνει προσωπικό αρχείο της υπεύθυνης για την παρουσίαση.