God's Architect

FA VUT - Brno University of Technology, Faculty of Architecture

Project idea

V rámci analýzy stavby Sagrada Família a architektury autora Antoni Gaudiho jsme se snažili proniknout do podstaty jeho jazyka, programu a struktury. Následně získané poznatky jsme využili a vytvořili konceptuální skořepinovou strukturu, která reprezentuje zásadní esenci stavby a převádí ji na nový dispoziční tvar získaný promítnutím hyperbolického paraboloidu do roviny.

As part of the analysis of the Sagrada Família and the architectect Antoni Gaudi, we tried to understand the essence of his architecture language, program and structure. Subsequently, we used the acquired knowledge and created a conceptual shell structure, which represents essence of the building and converts it into a new dispositional shape obtained by projecting a hyperbolic paraboloid into a plane.

Project description

Analýza Sagrada Família
Po důkladné analýze Gaudího prací a samotné katedrály jsem začali přemýšlet jak by se dala stavba interpretovat do dnešní doby. Stále jsme vycházeli z gravitačního modelu tak jako Gaudí, ale místo použití jednoduchých konstrukčních systémů (sloup, klenba) jsme systém nahradili komplexním skořepinovým systémem, který jak přenáší váhu konstrukce a roznáší ji do podpor, ale zároveň tvoří samotné podpory a stropní systém nad nimi.
Způsob vytvoření skořepiny je velice jednoduchý, stejně jako Gaudí spojujeme jednotlivé sloupy a skořepina ve formě podobné látce se natáhne směrem k povrchu v místě velkého zatížení a odtáhne v místě malého zatížení, taková byla hlavní myšlenka, kterou jsme znázornili ve skicách. Kotvícími body jsou vždy sloupy a v místech schodišť je skořepina narušena otvorem, proto dochází k roznesení sil do okolí a odtažení skořepiny.
Parametricky jsme rozdělili síly na půdoryse do kotvících bodů, ze kterých vychází vektory o přesných parametrech, stejně jako u Gaudího a jeho gravitačního modelu. Danné parametry by se později spojovaly a vytvářeli nosné prvky nebo „žebra“ nové skořepiny.
Tato metoda se však ukázala být velice pracnou a časově náročnou z hlediska programovatelnosti všech prvků. Parametrickou metodou bychom dosáhli přesného strukturálního modelu, avšak takový model by byl náročný pro další interpretaci z hlediska chybějících dat u nové (naší) modelové interpretace, proto pro naši myšlenku byl dostačující model vytvořený pomocí kotvících bodů a „látky“ zastupující funkci skořepiny.
Vzniklý model proto není strukturální ale pouze konceptuální, což je pro naši práci dostačující a vhodnější. Po vytvoření konceptuálního modelu a zjištění esence stavby, kterou jsme pak využili k dalšímu návrhu, jsme přistoupili k vlastnímu návrhu na základě konceptu. Hlavní esencí stavby se ukázalo ukotvení a řetězovitý průběh tahu a vytvoření vazby mezi sloupem a překlenutím, které bylo hlavní myšlenkou pro stavbu Sagrady Familie.
Půdorysné rozvržení našeho návrhu vychází z přenesení průniku hyperboloidu na rovinu. Vzniká teda hvězdicovitý tvar, který byl pro nás ideální. Hlavnímu návrhu předcházely série testů a různých možných výstupů na půdoryse hyperboloidu. Vždy se pouze měnila nastavení kotvících bodů či způsob jakým skořepina přenáší roznesené tahy od zakotvení
Návrh byl slibný ale nevyhovující, kvůli značným ostrým úhlům a nepředvídatelnému procesu, který jsme se snažili pochopit a především uchopit, abychom docílili žádaného výsledku. Velice se nám však zamlouvaly rohové části díky svým umírněným úhlům a realizovatelnosti, která byla pro nás zásadní. Ostré hrany středových částí společně s nekontrolovatelným vrstvením proto byly nedostačující.
Tiskové zkoušky a další pročišťovací editace později ukázaly slabé body danného modelu, které jsme se snažili eliminovat a celkový proces modelace a kontroly skořepiny tzv. „uchopit do vlastních rukou“.
Finální návrh je inspirován Sagradou famílií, jedná se o komplexní skořepinový systém na půdorysném průmětu roviny s tvarem hyperboloidu, vytvářející hvězdicový tvar. Síť skořepinového pláště je zvedána od kotvících bodů po tvaru parabol. Střed skořepiny vytváří sadu křížů, organický tvar jetelového či kotvicového kříže spojující stavbu se sakrální myšlenkou Gaudího.
Stavba zachovává monumentalitu a také spojitost s původní katedrálou obohacenou o moderní řešení celého konstrukčního typu.

Analysis of the Sagrada Família
After a thorough analysis of Gaudí's work and the cathedral itself, we began to think about how the building could be interpreted to this day. We still used the gravitational model as Gaudí, but instead of using simple structural systems (column, vault), we replaced the system with a complex shell structure that both transfers the weight of the structure and distributes it to the supports, but also forms the supports themselves and the ceiling system above them.
The method of creating the shell is very simple, just as Gaudí we connects the individual columns and the shell, similarly the structure stretches towards the surface at the place of high load and pulls away at the place of low load, such was the main idea, which we illustrated in sketches. The anchoring points are always columns and in the places of stairs the shell is disturbed by an opening, therefore the forces are distributed to the surroundings and the shell is pulled away.
We divided the forces on the floor plan parametricaly into anchor points, from which the vectors with exact parameters are derived, as in the case of Gaudí and his gravitational model. The given parameters would later combine to form load-bearing elements or "ribs" of the new shell. However, this method proved to be very laborious and time consuming in terms of programmability of all elements. A parametric method would achieve an accurate structural model, but such a model would be difficult for further interpretation in terms of missing data in the new (our) model interpretation, so for our idea was sufficient created model using anchor points and "cloth" representing the shell function.The resulting model is therefore not structural but only conceptual, which is sufficient and more suitable for our work. After creating a conceptual model and finding out the essence of the building, which we then used for further design, we proceeded to our own design based on the concept. The main essence of the construction was the anchoring and chain-like course of the pull and the creation of a connection between the column and the bridgeing between them, which was the main idea for the construction of the Sagrada Familie.The floor plan of our design is based on transferring the penetration of a hyperboloid to a plane. So a star-shaped shape is created, which was ideal for us. The main design was preceded by a series of tests and various possible outputs on the hyperboloid floor plan. Only the settings of the anchor points or the way in which the shell transmits the load was changing.
The design was promising but unsatisfactory, due to the considerable sharp angles and unpredictable process that we tried to understand in order to achieve the desired result. However, we really liked the corner parts due to their moderate angles and feasibility, which was essential for us. The sharp edges of the central parts together with the uncontrollable layering were therefore insufficient. Press tests and other cleaning edits later showed the weak points of the model, which we tried to eliminate and the overall process of modeling and control of the shell, was so-called "grab into our own hands".The final design is inspired by the Sagrad family, it is a complex shell system on the plan projection of a plane with the shape of a hyperboloid, creating a star shape. The shell mesh is lifted from the anchor points to the shape of the parabolas. The center of the shell creates a set of crosses, the organic shape of a clover or anchor cross connecting the building with Gaudí's sacred idea.The building preserves the monumentality and also the connection with the original cathedral enriched with a modern solution of the whole construction type.

Technical information

Projekt byl proveden simulací tkaniny v Maya, po analýze struktury a esence původní stavby Sagrady Familie. Vizualizace jsou ilustrační a konceptuální.

Project was created using cloth simulation in Maya, after tedious analysis the structure of Sagrada Familia. Visualisations are only for reference and conceptual.

Documentation

Show PDF 1Show PDF 2Show PDF 3Show PDF 4Show PDF 5Show PDF 6Show PDF 7Show PDF 8Show PDF 9Show PDF 10Show PDF 11Show PDF 12Show PDF 13Show PDF 14