در این مقاله موارد زیر را می خوانید:

معرفی پروژه سازه های بتنی پیچیده

تشریح پروژه از زبان مدیر گروه

پیشنهادات معماری برای استفاده از سازه های بتنی پیچیده

اکتشافات سازه های بتنی پیچیده چگونه انجام شد؟

سیستم بسته بندی شامل سه نوع بود:

نتایج پروژه

سازه های بتنی پیچیده، نیاز روز های نزدیک

معرفی پروژه سازه های بتنی پیچیده

این پروژه، توسط گروه پژوهشی دانشگاه یو سی ال، به بررسی رابطه تعاملی بین واقعیت افزوده و فرایندهای

سازه های بتنی پیچیده با استفاده از لوله های پی وی سی، بسیار مقاوم و ارزان به عنوان یک ماده تحقیقاتی

پایه در نظر گرفته شده.

این ماده علاوه بر بهره گیری از ویژگی های خمش فعال خود برای تعامل با AR یک سیستم سریع

و مقرون به صرفه برای ایجاد سازه های بتونی پیچیده ساخته شده و با بافتن یک سری لوله های

PVC خم شده و میله های تقویت کننده فراهم می کند، که سپس به عنوان قالب استفاده می شود.

برای بتن مسلح با الیاف شیشه (GFRC).

تاکنون، کاوش در این روش ترکیبی -نه کاملاً آنالوگ و نه کاملاً خودکار- به طراحی نمونه های

اولیه عناصر معماری و سازه های قابل سکونت منجر شده است. علاوه بر این، تیم برای هدایت

روند ساخت و سفارشی سازی از طریق هولوگرام، یک پلت فرم واقعیت افزوده برای

 Microsoft Hololens ایجاد کرد .

تشریح پروژه از زبان مدیر گروه

گروه reBENT به دنبال طراحی سازه های خود پشتیبانی و کشف اشکال پیچیده در بتن است، و از استفاده

از سیستم های خودمختار مانند روبات های چاپ سه بعدی جلوگیری می کند . به گفته اعضای تیم: “هدف ما

استفاده از هندسه های لوله ای، استفاده از مواد ارزان و جهانی به عنوان قالب، مانند لوله های پی وی سی و

میله های تقویت کننده، تحت بررسی های طراحی محاسباتی، مدیریت خواص خمشی فعال مواد از طریق

منحنی های کنترل شده تولیدی از طریق چند ضلعی است. “

پیشنهادات معماری برای استفاده از سازه های بتنی پیچیده

تیم سه ترکیب مختلف را پیشنهاد داد. “اول ، غرفه ای که از اجزای مختلف زبان طراحی ما

استفاده می کند. از آنجا که سازه های بزرگ نمی توانند همه به یک باره ریخته شوند، از اجزا

نیز به عنوان قطعه های بتونی استفاده می شود. روند ساخت این فضاها دیگر معمول نیست زیرا

بیشتر آنها به ساختار نیاز دارند بر اساس ترکیب ساخته شده و قالب ریزی شود. و با کمک AR

می توان اتصالات و ساختار ثانویه را نیز به سرعت تکمیل کرد. معماری اولیه به چندین قطعه

بزرگ تقسیم می شود و برای ساخت سریع و آسان جداگانه ساخته و قالب می شود بر اساس همان

اصل، قطعات روی زمین ساخته می شوند سپس AR همچنین مونتاژ را به ترتیب، جهت و زاویه

هدایت می کند و برای بهبود پایداری سازه، آنها را قالب ریزی مجدد می کند.

طراحی غرفه شامل یک سازه مرکزی پایدار با بالهای کشیده در دو طرف است که سپس با ساختار “خرپا” تقویت

می شود و یک اسکلت کامل را تشکیل می دهد که سقف را با یک سلسله مراتب از پنج لایه و دو اتصال اصلی

پشتیبانی می کند مدل دیجیتال “سرانجام، ما یک ساختار مسکونی قابل سکونت با همان سیستم طراحی کردیم،

سازه ای پایدار را که می تواند با منابع اقتصادی محدود ساخته شود را ارتقا می بخشد. این طراحی بر اساس دال

هایی است که سیستم ساختاری را به یکدیگر متصل می کند، فضاهای قابل سکونت و قابل استفاده را ایجاد می کند

هر طرحی برای ترکیب شما “.

اکتشافات سازه های بتنی پیچیده چگونه انجام شد؟

 تیم این موضوع را برای ما توضیح می دهد. “برای گسترش ترکیب هندسی، ما اشکال خمشی پیچیده را در یک

شکل مونتاژ محاسباتی کنترل شده تولید می کنیم. ما از محدودیت های ساختاری لوله های پی وی سی ۲۰ میلی متری

برای تجزیه و تحلیل اشکال خمشی مختلف با استفاده از آزمایش منحنی استفاده می کنیم. ما یک نمونه ساده از

خمش فعال برای آزمایش لوله ها و نتایج ما امیدوار کننده بود زیرا ما قادر به تکرار مدل دیجیتالی بودیم.

در این رویکرد اول، ما با اتصال اجزای طراحی شده به “Fologram” از طریق Rhino-Grasshopper،

واقعیت افزوده را پیاده سازی کردیم. اجرای بر روی دستگاه های تلفن همراه ما به نمایشگرهای هولوگرافی

اجازه می دهد برای هدایت خم شدن لوله ها. “

“ما سپس زبانهای طراحی را فهرست بندی کردیم و انواع مختلفی از نمونه های فعال تاشو را دوباره آزمایش

کردیم. ما به دنبال یافتن راهنمایی بودیم که بتواند به مطالعات قبلی با استفاده از هندسه های بدوی مرتبط شود.

ما اکتشافات چند ضلعی را برای یافتن اشکال هندسی که به عنوان یک چارچوب خمشی محاسباتی کار می کنند،

پیاده کردیم. علاوه بر این ، ما از Karamba ، Kiwi و Kangaroo (پلاگین های Grasshopper) برای

آزمایش ساختاری هندسه های تولید شده با محدودیت های خاص مواد، ارزیابی رفتار لوله ها در شرایط خاص

طراحی استفاده می کنیم. “

گرچه این نتایج بسیار مثبت بود، محققان برخی از مشکلات ساختاری مانند مانند شکنندگی و کمبود قدرت را پیدا کردند.

“به همین دلیل، ما میله های ۴ میلی متری را برای پیشنهاد سیستم ساخت و ساز ارائه دادیم که مقاومت بیشتری را ارائه می دهد.

برای اتصال میله های تقویت کننده به لوله های پی وی سی، ما یک سری اتصالات TPU انعطاف پذیر چاپ سه بعدی را

طراحی کردیم که شکل آنها به مقدار میلگرد بستگی دارد. “

سیستم بسته بندی شامل سه نوع بود:

• ۱ لوله پی وی سی از ۲۰ میلی متر – ۴ میله تقویت کننده (برای مداخلات کوچک)
• ۴ لوله پی وی سی از ۲۰ میلی متر – ۸ میله تقویت کننده (برای مداخلات متوسط)
• ۱۰+ لوله PVC از ۲۰ میلی متر – ۱۲ میله تقویت کننده (برای مداخلات گسترده)

این تیم با تولید الگوریتم های مولد برای تولید منحنی های پیچیده، تجزیه و تحلیل ساختاری خود را برای تولید

هندسه قابل ساخت و همچنین معرفی سیستم بسته بندی، به اکتشافات خود ادامه داد. “ما شبیه سازی های محاسباتی

و اکتشافات فیزیکی پاشش بتن را انجام دادیم تا بفهمیم هندسه های پیشنهادی پس از ریخته گری چه شکلی هستند.

برای ریخته گری موثر لوله ها، از یک تفنگ اسپری برای پوشاندن صفحات آنها استفاده کردیم. برای به حداقل

رساندن روند ریخته گری، چسب را روی پاشیدیم یک سری آزمایشات برای تعیین مقدار بتن، به ۳ لایه برای

سازه های کوچک بتونی و تا ۱۰-۱۲ لایه برای سازه های نوع قابل سکونت که از نظر ساختاری خودکار هستند،

انجام شد. پشتیبانی ما این را روی اشیا structural ساختاری در مقیاس کوچک آزمایش کردیم، مانند ستون ها

و اجزای معماری، دستیابی به انواع مختلف اشکال. به عنوان نمونه ای از پیامدهای تولیدی این روش، ما مثال

های زیر را بر اساس اشکال پیچیده ای بنا کرده ایم که دستیابی به آنها بدون کمک نمایشگرهای هولوگرافی دشوار

است. “

نتایج پروژه

غرفه و یک جز component با شرایطی از مردم اکوادور که هرگز از AR یا سایر وسایل واقعیت ترکیبی استفاده نکرده بودند،

در یک محیط واقعی آزمایش شدند. ساخت هولوگرافی هر دو عنصر موفقیت آمیز بود و آنها فقط در مدت ۲ روز

ساخته شدند و روی هر کدام ۵ ساعت کار کردند. ” سیستم میله ای پی وی سی پی وی سی ابتدا نیاز به ایجاد

یک راهنما با یک مجموعه واحد از لوله ها و سپس” پیروی از شکل “با بقیه عناصر دارد. سرانجام  پاشش بتن

یک فرآیند دقیق تر است؛ پس از لایه دوم، بتن به طور کامل به ساختار می چسبد، و به لایه های باقیمانده

اجازه می دهد تا به طور موثرتری بچسبند. “