طراحی کف با الهام از اوریگامی استفاده از بتن و فولاد را به نصف کاهش می دهد

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو به نقل از نیواطلس؛ استحکام و یکپارچگی ساختاری بتن نه تنها در خواص مواد آن، بلکه از نحوه قالب گیری آن در طول ساخت نیز ناشی می‌شود. یک دانشجوی معماری روشی هوشمندانه ابداع کرده است تا با استفاده از بتن و فولاد بسیار کمتر از حد معمول، کف‌های طاقدار با طرح قالب‌بندی جدید با الهام از اوریگامی مستحکم بسازد.

Unfold Form ایجاد شده توسط Lotte Scheder-Bieschin، دانشجوی دکترای معماری در ETH Zurich سوئیس – یک چارچوب قابل استفاده مجدد برای قالب گیری بتن خیس تا زمانی که در طبقات طاق دار به شکل نهایی خود سخت شود.

با استفاده از هندسه ساختاری پیچیده، کف‌های طاقدار را با استفاده از ۶۰ درصد بتن کمتر و ۹۰ درصد فولاد کمتر در مقایسه با روش‌های سنتی قالب گیری می‌کند. این امر می‌تواند به طور قابل توجهی انتشار کربن و ضایعات مواد در ساخت و ساز را کاهش دهد، به ویژه با توجه به اینکه تولید بتن به میزان ۷-۸ درصد از انتشار CO۲ در سطح جهان کمک می‌کند.

یک طبقه طاق دار دارای مشخصات منحنی و قوس مانند است و معمولاً از کف تخته‌ای مستحکم‌تر است، زیرا از فشار برای مقاومت در برابر بار‌ها استفاده می‌کند. با این حال، چنین سازه‌هایی می‌توانند به قالب‌های پیچیده‌تری برای ایجاد شکل منحنی نیاز داشته باشند و اغلب به مهارت‌های تخصصی برای اجرای صحیح نیاز دارند.

اینجاست که Unfold Form وارد می‌شود. قالب Scheder-Bieschin از نوار‌هایی از تخته سه لا و لولا‌های نساجی برای شکل دادن و قالب گیری طبقات طاقدار بتنی استفاده می‌کند. قالب خود سبک وزن است، بسته بندی آن آسان است، قابل استفاده مجدد است و برای تولید نیازی به مواد نفتی مانند استایروفوم ندارد. این امر علاوه بر صرفه جویی در مواد، طراحی را به یک انتخاب پایدارتر تبدیل می‌کند.

این قالب از نوار‌های تخته سه لا انعطاف پذیر می‌تواند مانند یک فن باز شود. چهار مورد از آنها را می‌توان در یک قاب چوبی مونتاژ کرد تا یک قالب قوی ایجاد کند که بتن را می‌توان مستقیماً روی آن ریخت. شکل زیگزاگ به قالب - که فقط ۵۲ پوند (۲۴ کیلوگرم) وزن دارد - اجازه می‌دهد تا ۱ تن بتن را تحمل کند و می‌تواند از زیر بتن پخته شده جدا شود تا دوباره مورد استفاده قرار گیرد.

Scheder-Bieschin درک خود را از سازه‌های خمشی فعال، که در آن تغییر شکل مواد الاستیک باعث ایجاد ثبات بدون اضافه کردن وزن می‌شود، برای طراحی قالب استفاده کرد. الگوی زیگزاگی که او برای نوار‌های تخته سه لا ارائه کرد، هم قالب و هم بتن را که از آن پشتیبانی می‌کند، تقویت می‌کند. رویکرد او همچنین شامل یک تکنیک الهام گرفته از اوریگامی به نام تاشو منحنی چین برای افزایش استحکام در قالب است.

Scheder-Bieschin خاطرنشان کرد: قالب Unfold Form را می‌توان بدون دانش تخصصی یا تجهیزات پیشرفته تولید و مونتاژ کرد. تنها چیز‌هایی که علاوه بر مواد مورد نیاز است، یک قالب برای شکل و یک منگنه است.

این آن را به گزینه‌ای مناسب برای پروژه‌های ساختمانی در کشور‌های در حال توسعه تبدیل می‌کند که نیاز به ساخت سریع و ارزان ساختمان دارند.

دو سازه بتنی با استفاده از فرم Unfold تاکنون ساخته شده است: یک طبقه طاق ۹.۸ فوت در ۵.۹ فوت (۳-mx ۱.۸-m) در پردیس Hönggerberg زوریخ و دوقلو آن در کیپ تاون، آفریقای جنوبی. دومی از بتن زیستی استفاده کرد که پوشش گیاهی تهاجمی خرد شده از منطقه را در خود جای داده بود.

Scheder-Bieschin گفت: این اطمینان را به شرکت ساخت و ساز پایدار Noncrete داده است تا از این سیستم قالب بندی نوآورانه برای ساخت مسکن با کیفیت بالا، آبرومند و پایدار در شهرستان‌های آفریقای جنوبی استفاده کند. 

وی پس از اتمام دکترای خود، تجاری سازی Unfold Form و همچنین طراحی یک سالن بازار با استفاده از سیستم خود در کیپ تاون را هدف قرار خواهد داد. چنین پروژه‌هایی و همچنین پروژه‌های دیگری مانند این مفهوم برای آجر‌های توخالی که به‌طور شگفت‌انگیزی سخت هستند، می‌توانند به کاهش مقدار بتن مورد استفاده ما کمک کنند و باعث کاهش انتشار گاز‌های گلخانه‌ای عظیمی شوند که در سراسر جهان به آن کمک می‌کنند.