23-07-2021

Striatus eine 3D-gedruckte Betonbogenbrücke in Venedig

Zaha Hadid Architects,

Tom van Mele, Naaro,

Venedig, Italien,

Brucken,

Stampa 3D,

Anlässlich der Architekturbiennale in Venedig wurde eine 3D-gedruckte Betonbogenbrücke, die erste ihrer Art, in den Giardini della Marinaressa installiert und eingeweiht. Das Projekt wurde von der Block Research Group (BRG) der ETH Zürich und der Abteilung Zaha Hadid Architects Computation and Design Group (ZHACODE) des gleichnamigen Architekturbüros in Zusammenarbeit mit incremental3D (in3D) entwickelt und durch einen von Holcim entwickelten Zweikomponentenbeton ermöglicht.



Striatus eine 3D-gedruckte Betonbogenbrücke in Venedig

Die neue Bogenbrücke, die an den Giardini della Marinaressa in Venedig installiert und eingeweiht wurde, ist die erste ihrer Art, eine gedruckte Bogenbrücke, die komplett aus unbewehrtem 3D-Beton besteht. Das Projekt wurde von der Block Research Group (BRG) der ETH Zürich und der Zaha Hadid Architects Computation and Design Group (ZHACODE) Abteilung des gleichnamigen Architekturbüros in Zusammenarbeit mit incremental3D (in3D) entwickelt und durch den von Holcim entwickelten Zweikomponentenbeton ermöglicht.
Philippe Block, Professor an der ETH, erläuterte, wie es mit diesem 3D-Druckverfahren möglich wurde, die traditionellen Prinzipien der Gewölbebauung mit der digitalen Herstellung von Beton zu verbinden, so dass das Material nur dort eingesetzt wird, wo es strukturell notwendig ist, ohne Überschuss und somit die Umweltbelastung deutlich reduziert wird. Die Brücke funktioniert strukturell wie ein traditioneller Ziegelbogen, sie ist dank ihrer Geometrie stabil und widersteht der Kompression.
Der Name "Striatus" erinnert an die strukturelle Logik des Bauprozesses. Die Brücke besteht in der Tat aus Teilen, die trocken zusammengefügt und durch aufeinanderfolgende “Schichten” aus unbewehrtem Beton gebaut werden. Das 3D-Druckverfahren wurde zusammen mit der Firma Incremental3D unter Verwendung des von der Firma Holcim entwickelten Betons entwickelt. Die spezifischen Winkel, die beim Druckprozess eingehalten werden müssen, wurden mit äußerster Präzision berechnet. Der Beton wurde in Lagen orthogonal zu den wichtigsten auftretenden strukturellen Kräften geformt, was zu einer gestreiften Struktur führt, die der Kompression widersteht und bei der kein Mörtel oder Bewehrung erforderlich ist. Die Teile, aus denen die Brücke besteht, wurden im Labor geformt und vorbereitet und dann vor Ort ohne Mörtel, nur mit provisorischen Rippen, zusammengesetzt. Die verwendete Konstruktions- und Montagemethode bedeutet, dass, wenn die Brücke in Zukunft nicht mehr benötigt wird, die Konstruktion demontiert und an einem anderen Ort wieder aufgebaut oder recycelt werden kann, was dadurch erleichtert wird, dass die Materialien trocken verlegt werden und daher getrennt werden können.
Die 12 mal 16 Meter große, bewehrungsfreie Fußgängerbrücke ist ein echtes Stück Architektur und ermöglicht es den Forschern der ETH Zürich, das Konstruktionspotenzial des 3D-Drucks bei Betontragwerken zu demonstrieren. Dieses Verfahren reduziert die Menge an Material, Stahl und Zement und verringert somit die Umweltbelastung beim Bau. An erster Stelle stehen die CO2-Emissionen, die sowohl mit der Herstellung der Materialien als auch mit dem Bau selbst einhergehen. Tatsächlich wurde errechnet, dass bei diesem System nur 30 % des Zementvolumens und nur 10 % der benötigten Stahlmenge im Vergleich zu einer herkömmlichen flachen Stahlbetonplatte verwendet wird. Eine Methode, die die Art und Weise, wie Betongebäude heute entworfen werden, radikal verändern könnte.

(Agnese Bifulco)

Images courtesy of Zaha Hadid Architects
Bridge: Noora (01-10),
Construction: Tom van Mele (11-12, 15-16), Alessandro dell'Endice (12-14),
Printing: in3d (18-20)

https://www.striatusbridge.com/
https://block.arch.ethz.ch/
https://www.zaha-hadid.com/
https://www.incremental3d.eu/
https://www.holcim.com/

Location: Giardino della Marinaressa, Venice, Italy - 45°25'53.6"N 12°21'09.8"E
Project: Block Research Group (BRG) at ETH Zurich + ZHACODE (Zaha Hadid Architects Computation and Design Group), with incremental3D (in3D).
Made possible by Holcim
Design: ZHACODE (Jianfei Chu, Vishu Bhooshan, Henry David Louth, Shajay Bhooshan, Patrik Schumacher), ETH BRG (Tom Van Mele, Alessandro Dell’Endice, Philippe Block)
Structural engineering - ETH BRG: Tom Van Mele, Alessandro Dell’Endice, Sam Bouten, Philippe Block
Fabrication design: ETH BRG (Shajay Bhooshan, Alessandro Dell’Endice, Sam Bouten, Chaoyu Du, Tom Van Mele), ZHACODE (Vishu Bhooshan, Philip Singer, Tommaso Casucci)
3D concrete printing - In3D: Johannes Megens, Georg Grasser, Sandro Sanin, Nikolas Janitsch, Janos Mohacsi
Concrete material development: Holcim (Christian Blachier, Marjorie Chantin-Coquard, Helene Lombois-Burger, Francis Steiner), LafargeHolcim Spain (Benito Carrion, Jose Manuel Arnau)

Assembly & Construction: Bürgin Creations (Theo Bürgin, Semir Mächler, Calvin Graf), ETH BRG (Alessandro Dell’Endice, Tom Van Mele).

Logistics: ETH BRG (Alessandro Dell’Endice, Tom Van Mele), Holcim Switzerland & Italy (Michele Alverdi), LafargeHolcim Spain (Ricardo de Pablos, José Luis Romero)
Additional partners: Ackermann GmbH [CNC timber formwork], L2F Architettura [site measurements], Pletscher [steel supports], ZB Laser [lasercutting neoprene]
Documentation: ZHACODE (Jianfei Chu, Cesar Fragachan, Vishu Bhooshan, Philip Singer, Edward Meyers, Shajay Bhooshan), ETH BRG (Tom Van Mele, Alessandro Dell’Endice, Philippe Block), In3D (Alexander Gugitscher, Sandro Sanin, Nikolas Janitsch), naaro, LBS Fotografia

Facts Sheet:
Maximum height = 3.5 m
Minimum head height = 2.2 m
Total surface area = 216 sqm
Total covered area = 50 sqm
Longest span = 15.10 m
Shortest span = 4.95 m
Material density of 3D-printed concrete = ~2350 kg/m³
Total mass of the structure:
3DCP blocks = 24.5 ton
footings, tension ties = 5.2 ton


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