Vorm-actieve constructies. Vrije Universiteit Brussel, Afdeling ...

Vrije Universiteit Brussel Vorm-actieve constructies. 03/01/09
3 Vorm-actieve systemen in 3 dimensies.
“Architects are not trained to manipulate nonrectangular
forms, and this is the very basic
ability required to design fabric structures.”
Nicholas Goldsmith FTL
In dit hoofdstuk worden 3-dimensionale vorm-actieve constructies
toegelicht. Begrippen zoals anticlastische kromming, voorspanning
en tensegrity worden verduidelijkt.
De enorme rijkdom aan mogelijke vormen wordt geillustreerd, en
tegelijk worden de consequenties bij de vormkeuze geanalyseerd:
aangezien kabels en membranen enkel trek kunnen opnemen, zijn
de vormen niet vrij te kiezen, maar dient de ontwerper de geldende
regels in acht te nemen.
3.1 Definities.
3.1.1 Vorm-actieve systemen.
Het feit dat vorm-actieve systemen de belasting bij middel van
normaalkrachten overdragen volgens de richting van de (initiëel)
soepele elementen of de (initiëel) scharnierende lineaire
componenten, is ook geldig in 3 dimensies.
Beschouw 2 kabels, in het midden onderling met elkaar verbonden
en bevestigd in hun 4 eindpunten gelegen in een horizontaal vlak.
Grijpt er in dat gemeenschappelijk punt een verticale neerwaartse
kracht aan, dan bekomt men een hangvorm. De beide kabels nemen
de vorm aan van een V.
Analoog kan men een net belasten. De krommingen in beide
hoofdrichtingen hebben hetzelfde teken. Men spreekt van een
synclastische vorm.
Deze vorm dient men bvb. door extra gewicht te stabiliseren.
Een hangende kabel kan door een kabel met tegengestelde vorm
voorgespannen worden. Beide kunnen in een verschillend verticaal
vlak geplaatst worden. In geval van een oppervlak spreekt men van
een anticlastische vorm.
Fig. 203. Synclastische en anticlastische vormen.
De dubbele kromming is van fundamenteel belang om de belasting
loodrecht op het oppervlak bij middel van trek te kunnen
overdragen op de steunpunten.
Vraag 44:
Bepaal voor de onderste kabelstructuur in Fig. 203 de hoogte van het middelste
punt als de force density (kracht per lengte) in de V kabel 3 maal groter is dan in
de andere kabel.
Naast kabelnetten kan men ook gebruik maken van soepele
membranen, opgebouwd uit een weefsel dat voor de dichting aan
weerszijden wordt gecoat.
Prof. M. Mollaert 112