6 hệ kết cấu độc đáo trong kiến trúc

Công nghệ và vật liệu xây dựng đã có bước nhảy vọt trong 60 năm qua, từ những kết cấu đơn giản cho đến sự phát triển nhanh chóng của công nghệ mô phỏng và phần mềm mô hình hóa, cho phép việc xây dựng trở nên dễ dàng hơn. Những thành tựu liên tiếp này đã mở ra nhiều hướng đi mới trong lĩnh vực kiến trúc và xây dựng.

Không chỉ dựa trên hệ thống kết cấu sẵn có, sức sáng tạo của con người đã mở ra chân trời mới cho những thiết kế kiến trúc độc đáo, đòi hỏi nhiều hệ thống đáp ứng. Dưới đây là 6 hệ thống cấu trúc độc đáo, bạn có thể sử dụng cho những dự án thiết kế của riêng mình.

1. Kết cấu hình cây

Kết cấu mô phỏng theo hình dáng thân cây phân cành để làm “giá đỡ” cho bề mặt phía trên. Các cột dựng trên mặt đất giống như thân cây và phân nhánh gần đỉnh để bắc qua một nhịp lớn hơn. Các cột này được sử dụng cho các nhịp lớn hoặc không gian có chiều cao gấp đôi.

Trường Đại học Kiến trúc Clemson – South Carolina, USA | Thomas Phifer and Partners – SOM:

WestendGate – Frankfurt, Đức | Just Burgeff Architekten + a3lab:

Tote – Mumbai, Ấn Độ | Serie Architects:

2. Kết cấu hộp xếp chồng

Hệ thống này tương tự các hộp xếp chồng lên nhau, như một giải pháp “biến tấu” kiến trúc nhà tầng thêm đẹp mắt và sáng tạo hơn. Tuy nhiên, trong thực tế, các hộp xếp chồng lên nhau cần được tính toán cẩn thận để đảm bảo cân bằng. Do vậy, nên có những kết cấu bổ sung hỗ trợ bằng lõi kết cấu bê tông hoặc thép hay công xôn.

Habitat 67 – Québec, Canada | Moshe Safdie:

The Interlace – Singapore | OMA + Ole Scheeren Architect:

3. Kết cấu vỏ mỏng

Mặc dù có bề mặt cong lớn nhưng độ dày của lớp vỏ này mỏng hơn rất nhiều so với chiều dài và chiều rộng. Vì mỏng nên trọng lượng của kết cấu vỏ so với các kết cấu khác cùng khẩu độ nhẹ hơn nhiều, giúp tiết kiệm vật liệu và phân tán đều áp lực trên toàn bộ mặt cong, giúp chịu được tải trọng.

Thông thường, kết cấu vỏ mỏng này được sử dụng làm mái che cho các cấu trúc nhẹ hoặc “ôm” lấy toàn bộ cấu trúc, có thể tiếp xúc với một hoặc nhiều điểm trên mặt đất để truyền tải trọng.

Thính phòng Kresge – Massachusetts, Hoa Kỳ | Eero Saarinen:

L’oceanogràfic – Valencia, Tây Ban Nha | Félix Candela:

4. Kết cấu tấm gấp

Cấu trúc gấp này có thể coi là một dạng của cấu trúc vỏ mỏng nhưng thay vì các đường cong thì ở đây lại chuyển thành những nếp gấp như origami. Các nếp gấp này được sử dụng để bao phủ mặt phẳng, không cần gia cố nhiều như các tấm nằm ngang thẳng. Chúng cũng thực hiện việc kết hợp của các tấm ngang và dầm dọc trong việc truyền tải trọng lên các cột đỡ hoặc truyền trực tiếp xuống đất.

Nhà nguyện Thiếu sinh quân học viện Không quân Hoa Kỳ – Colorado, Hoa Kỳ | Walter Netsch từ SOM:

Nhà ga hành khách quốc tế Yokohama – Yokohama, Nhật Bản | Foreign Office Architects:

5. Kết cấu bong bóng / Weaire – Phelan

Về mặt toán học, Weaire-Phelan là cấu trúc lập thể dạng bọt, bao gồm các bong bóng có kích thước bằng nhau. Ứng dụng nổi bật nhất là Watercube mang tính biểu tượng của Bắc Kinh, nơi diễn ra các cuộc thi bơi và lặn trong Thế vận hội Mùa hè năm 2008.

Trung tâm thể thao dưới nước này bao gồm cấu trúc không gian Weaire-Phelan bằng thép nhẹ, tạo hình bong bóng chứa đầy không khí được làm bằng ETFE, một vật liệu nhựa trong suốt.

Trung tâm thủy sinh quốc gia Bắc Kinh / Watercube – Bắc Kinh, Trung Quốc | PTW Architects:

6. Kết cấu dây kéo

Cấu trúc chịu kéo này được cấu tạo bởi các phần tử ở trạng thái căng, thay vì trạng thái nén. Một ví dụ đơn giản của kết cấu chịu kéo là lều cắm trại. Khi vải, cọc và dây thừng ở trạng thái kéo căng hoàn hảo, lều sẽ chắc chắn hơn. Áp dụng khéo léo giữa kiến trúc và kỹ thuật, kết cấu này sẽ mang nét mềm mại nhưng vẫn chịu được tải trọng lớn và thích nghi với các điều kiện môi trường khác nhau.

O2 / Millenium Dome – London, Vương quốc Anh | Richard Rogers:

Trung tâm giải trí Khan Shatyr – Astana, Kazakhstan | Foster + Partners:

Biên dịch | (Nguồn: arch2o)