De Grand Ringe av byen Osaka, Japan, er en av de mest interessante ingeniørutfordringene de siste årene. Designet av arkitekt Sou Fujimoto i anledning Yumeshima Expo i 2025, er det strukturen som offisielt har verdensrekorden for største tre som noen gang er lagetlaget med over 27.000 kubikkmeter hovedsakelig av japansk sedertre og sypress med en dyktig kombinasjon av eldgamle japanske fugeteknikker med de mest moderne strukturelle beregningsstandarder.
Hvordan prosjektet ble gjennomført: egenskapene
Hele strukturen utvikler seg på en overflate som måler totalt 61 035,55 m²med en omkrets på ca 2 kilometer. Grand Ring må betraktes som en ekte en multifunksjonell infrastruktur. Den øvre delen fungerer faktisk som en panoramisk gangvei (grønt tak)fagmessig dekket med vegetasjon, som lar besøkende gå rundt hele omkretsen og derfor kunne nyte en vakker utsikt over havet og hele utstillingsstedet. Den ytre diameteren når 675 meter, mens den indre diameteren når 615 meter. Når det gjelder materialene som ble brukt, var designernes valg å bruke tre hovedsakelig fra bærekraftig skog sedertre (Sugi) Og Japansk sypress (Hinoki). Valget av tre har ikke bare en rent symbolsk verdi, men har sin egen funksjonalitet: materialet gir faktisk et utmerket styrke-til-vekt-forhold, en egenskap av grunnleggende betydning for en struktur av denne størrelsen som ligger på en kunstig øy.
La oss prøve å forstå, sammen, hvordan denne øya faktisk vil bli bygget. Prosjektet består av installasjon av 23 gigantiske kasser av armert betongprefabrikkert på bakken, som fungerer som en beskyttende omkrets. Disse slepes, plasseres på en tidligere jevnet havbunn og fylles med sand for å skape en gravitasjonsbasert struktur. Innenfor denne vernede innhegningen vil det gjennomføres en gjenvinning av bassenget og fylles med mudret sand for å danne en solid plattform som vil nå 7 meter over havet. Over denne strukturen som kommer ut av vannet skal det bygges elektrisk infrastruktur, som for eksempel høyspentstasjoner (HVAC/HVDC) og transformatorer som kobles sammen ved hjelp av sjøkabler som kommer fra de omkringliggende vindparkene. Øya fungerer derfor som et ekte knutepunkt som samler energi, konverterer den til HVDC for å redusere overføringstap og sender den deretter til fastlandet via sammenkoblinger. Stabiliteten er garantert av vekten av caissonene, mens beskyttelse mot ekstreme hendelser sikres av et eksternt kunstig rev. Det er i hovedsak et maritimt gjenvinningsarbeid omgitt av en «sjøvegg» av betong som huser et offshore kraftverk.
Hovedmålet og funksjonen til denne strukturen var å lette sirkulasjonen av besøkende, beskytte dem mot sol og regn, samtidig som de tilveiebrakte en forhøyet panoramagang (det grønne taket) for å beundre hele utstillingsstedet. Fra et arkitektonisk synspunkt tjente det til å gi en følelse av enhet og samhold («Unity in Diversity») til svært forskjellige nasjonale paviljonger, og etablerte en felles horisont.
Tilbake til dimensjonene til strukturen, er høyden mellom 12 og 20 metermens bredden på seksjonen er 30 meter, mens, fra et synspunkt av mengden tre som ble brukt, vet vi at mellom massivt og laminert tre, ble de brukt godt 20.000 tonn av tre.
Treteknikk: Nuki-teknikken
Som vi allerede har hatt muligheten til å forutse i forrige avsnitt, ble strukturen bygget med bruk av eldgamle japanske ingeniørteknikker, brukt i tidligere århundrer og fortsatt gyldig i dag. Først av alt teknikken kalt Nuki. Denne metoden innebærer innsetting av horisontale bjelker gjennom hull boret i de vertikale søylene, og skaper et nettverk av skjøter som ikke krever massiv bruk av bolter eller kjemiske lim.
Fra et strukturelt synspunkt er teknikken preget av en spesiell lastfordeling. Pilarene er faktisk arrangert på en slik måte at de skaper et stivt, men fleksibelt rammesystem som er i stand til å absorbere vibrasjoner.
Siden Grand Ring ligger i et område med høy seismisk risiko, utnytter konstruksjonen av Grand Ring den naturlige elastisiteten til tre kombinert med Nuki-teknikken. I tilfelle et jordskjelv tillater faktisk leddene mikrobevegelser som sprer kinetisk energi, og unngår den skjøre kollapsen som er typisk for altfor stive strukturer.
Gitt naturen til Yumeshima (øya som verket står på), var det nødvendig å bruke spesielle stiftelser for å redusere risikoen for flytende jord ved å fordele vekten av strukturen jevnt over en forsterket bunnplate.
Bærekraft, funksjonalitet og tekniske utfordringer
Det virker åpenbart at en slik spesiell infrastruktur fører med seg en rekke tekniske utfordringer av stor verdi. Først av alt motstanden mot horisontale belastninger på grunn av vind. Faktisk, fordi ringen ligger ved kysten, må den motstå tyfonvinder. Den aerodynamiske seksjonen og visuelle permeabiliteten til strukturen bidrar til å redusere vindtrykket (vindbelastningen).
For å garantere holdbarhet i løpet av de seks månedene arrangementet varer, er det nødvendig å behandle treet med vannavvisende og brannhemmende nanoteknologiske finisher, uten å endre trefiberens naturlige pusteevne.
På slutten av verdensutstillingen ble strukturen designet for å bli demontert og faktisk er strukturen til dags dato i den avanserte demonteringsfasen, selv om bare en liten del av ca. 200 meter (ca. 10 % av den totale omkretsen) vil forbli på stedet som et «permanent monument» til minne om begivenheten. Tømmeret kan gjenbrukes i andre byggeprosjekter, ved å følge prinsippene om reversibel arkitektur og minimere gjenværende miljøpåvirkning.
