219. Volte da pavimento a soffitto
Stiamo cercando una forma della volta del soffitto che possa sostenere un carico vivo sul piano superiore, formare il soffitto della stanza sottostante e generare il meno possibile flessione e tensione in modo che i materiali compressi possano essere utilizzati.
quindi:
Costruire i piani e i soffitti sotto forma di volte ellittiche che salgono tra il 13 e il 20% della luce minore. Usa un tipo di costruzione che ti consente di adattare la volta a qualsiasi forma di stanza dopo che le pareti e le colonne sono state posizionate. Non usare mai una volta prefabbricata.
N.B. Consulta sempre il testo originale per la completa comprensione del pattern.
La forma della volta è governata da due vincoli: il soffitto non può essere più basso di circa 6 piediPiede 0,3048 m (304,8 mm) sul bordo della stanza, tranne che in occasionali stanze mansardate; e il soffitto al centro della stanza dovrebbe variare con la dimensione della stanza (da 8 a 12 piedi per le grandi stanze, da 7 a 9 piedi per le stanze di medie dimensioni e da 6 a 7 piedi per le nicchie e gli angoli più piccoli – vedere CEILING HEIGHT VARIETY (190).
Sappiamo, dalle considerazioni strutturali, che una cupola a guscio circolare genererà praticamente nessun momento flettente quando la sua altezza è almeno del 13 al 20 per cento del suo diametro. (Questo è stabilito in studi e test di strutture a guscio ed è corroborato dai nostri stessi studi al computer.) Per una stanza larga 8 piedi, ciò richiede un’altezza di circa 18 polliciPollice 0,0254 m (25.4 mm), per un’altezza totale di 7 a 8 piedi al centro; per una stanza larga 15 piedi, richiede un’altezza di 2-3 piedi, per un’altezza di 8 a 10 piedi al centro.
Per fortuna, queste altezze di volta sono congruenti con le altezze di soffitto necessarie. Possiamo dire, quindi, che la volta ideale per uno spazio abitato è quella che parte da 6 a 7 piedi sul bordo e si alza dal 13 al 20 per cento del diametro più piccolo.
Ci sono varie possibili modi di fare una volta circolare o ellittica che parte da una stanza quadrata o rettangolare.
- Un tipo di volta è fatto arrotondando le costole diagonali da angolo ad angolo; e poi spaziando elementi a linea retta attraverso le costole.
- Un altro tipo è una cupola pura sostenuta su squinches.
- Un altro si basa su una griglia rettangolare di costole ad arco. Le costole del bordo sono completamente piatte e le costole centrali hanno la maggiore curvatura. Alla fine, ogni parte della volta è curva in tre dimensioni e gli angoli sono leggermente appiattiti.
Ognuna di queste tre volte ha senso in circostanze leggermente diverse. La prima è la più facile da concepire, ma ha un leggero svantaggio strutturale: i suoi pannelli di superficie sono curvi in una sola direzione – perché sono fatti di elementi a linea retta – e non possono quindi raggiungere la resistenza di una volta a doppia curvatura. La seconda è la più difficile da concepire; tuttavia, deriva naturalmente dall’intersezione di una forma sferica e una rettangolare. Se si volesse fare una volta usando un palloncino come forma, spinto all’interno delle travi perimetrali, il secondo tipo sarebbe il più facile da usare. Nella particolare tecnica di costruzione che abbiamo usato, il terzo tipo è il più facile da usare, perché è particolarmente semplice disporre le costole ad arco che forniscono il cassero. Si appiattisce agli angoli, il che potrebbe creare momenti flettenti e richiedere materiali a tensione. Tuttavia, nel calcestruzzo leggero abbiamo scoperto che non richiede altro che il rinforzo per la ritrazione, che è comunque necessario.
[…]