Arquitectura de aprendizaje en el Centro de bienvenida para estudiantes / VUILD Inc.
Descripción textual proporcionada por el arquitecto. La instalación, llamada Arquitectura de Aprendizaje del Estudiante, fue construida como un proyecto en el Recinto de Exposiciones del Centro de Incubación Educativa para promover la colaboración entre la industria, el gobierno y el mundo académico en la Universidad Gakugei de Tokio en Japón.
La estructura es una estructura de hormigón armado que utiliza CLT como encofrado, con vigas y paneles de madera mecanizados por CNC como encofrado para las losas de hormigón, dejando el «encofrado restante» como superficie acabada. Esta es la primera vez en Japón que se utiliza encofrado de hormigón como estructura principal. El modelo CAD se genera automáticamente mediante algoritmos geométricos y el equipo paramétrico de VUILD utiliza el modelo CAD como líneas auxiliares para establecer la ruta CAM para el mecanizado CNC de 5 ejes. Todas las piezas precortadas se producen en la propia fábrica de VUILD utilizando máquinas herramienta CNC de 5 ejes. También se instalarán máquinas herramienta CNC para procesar encofrados en el edificio terminado, que servirá como una instalación abierta donde cualquiera podrá experimentar la tecnología de fabricación avanzada y crear los espacios y lugares necesarios por su cuenta.
proceso de diseño – El desafío del diseño era crear un espacio abierto que sirviera como lugar para implementar una nueva educación pública para la próxima generación, así como un espacio ampliable sin una forma terminada. Además, se requiere una arquitectura experimental extrema como material de aprendizaje por derecho propio. Por lo tanto, VUILD decidió utilizar una fresadora CNC de 5 ejes para crear un espacio multifuncional de gran envergadura. Tomando como restricción la placa CLT con un espesor de corte de 240 mm, se llevaron a cabo repetidas simulaciones para optimizar la forma general y la facilidad de corte. La optimización de materiales y la simplificación formal se llevaron a cabo teniendo en cuenta la construcción.
Método de construcción de la unidad + resto de encofrado- La sección longitudinal del haz CLT está diseñada para ser sinusoidal, con la fase de amplitud desplazándose lateralmente para crear una capa fuerte. En cuanto a la forma, tras repetidas investigaciones, adopta una forma de techo que imita la textura de las hojas en la naturaleza. La profundidad del caparazón se creó creando secciones transversales en zigzag, y la resistencia del caparazón se aumentó dividiendo las etapas de las secciones transversales en zigzag en tres capas. Los paneles CLT tridimensionales se cortaron en unidades en la fábrica interna de VUILD y se fijaron a las vigas en el sitio, con los paneles interconectados mediante accesorios metálicos. Se vertió hormigón en las vigas y la estructura se desarrolló como vigas sobre las vetas y losas que cubrían los espacios entre las vetas. La luz de las vigas de madera es de 25 my el espesor de la losa de hormigón es de sólo 8 cm. Este método de construcción ha solicitado una patente (JP 2021-042568). Como método de construcción altamente versátil, su costo se reduce al 60% del de los métodos de construcción de carcasas ordinarios.
Los datos 3D se comparten con los diseñadores estructurales y se utilizan para análisis, evitando así errores humanos. Estos datos se pueden verificar en todos los aspectos de la inspección del diseño, el análisis estructural y la creación de piezas de fabricación, lo que permite procesos rápidos.
Simplifique el proceso desde la creación de datos de mecanizado hasta la adquisición y construcción de materiales. El mecanizado de 5 ejes tiene características de inclinación y rotación que requieren optimización para tenerlas en cuenta; las trayectorias deben construirse específicamente para el corte de 5 ejes, y el recuento de piezas es complejo, lo que requiere un total de 360 paneles CLT para mecanizar una plantilla de 963 piezas. . El equipo paramétrico interno desarrolló un algoritmo geométrico para superficies de forma libre que puede generar automáticamente archivos CAD. El proceso de creación de trayectorias también está diseñado para reducir la cantidad de procesamiento manual requerido después del mecanizado. En áreas donde el concreto está oculto, la superficie se hace rugosa dentro de las tolerancias apropiadas para reducir los costos de procesamiento.
Coloque los paneles de manera eficiente para reducir costos. Los algoritmos de colocación automatizada de paneles y generación de formas lograron esto en poco tiempo y produjeron múltiples tipos de paneles CLT de hasta 1.350×4.000 mm de tamaño. Los paneles CLT están disponibles en cuatro espesores diferentes entre 60 y 210 mm, y se crea un mapa 3D que indica el espesor con un código de colores. Esto permite colocar fácilmente piezas en paneles CLT de diferentes espesores. Al compartir este proceso con el equipo estructural, pudimos crear un sistema optimizado para facilitar la estructura y la construcción.
