Catenary Wooden Roof Structures: Precedent knowledge for future algorithmic design and construction optimisation
Notice bibliographique
Résumé
The timber industry is expanding, including construction wood product applications such as glue-laminated wood products (R. Sikkema et al., 2023). To boost further utilisation of engineered wood products in architecture, further development and optimisation of related tectonic systems is required. Integration of digital design technologies in this endeavour presents opportunities for a more performative and spatially diverse architecture production, even in construction contexts typified by limited means and/or resources. This paper reports on historic precedent case study research that informs an ongoing larger study focussing on novel algorithmic methods for the design and production of lightweight, large-span, catenary glulam roof structures. Given their structural operation in full tension, catenary-based roof structures substantially reduce material needs when compared with those relying on straight beams (Wong and Crolla, 2019). Yet, the manufacture of their non-standard geometries typically requires costly bespoke hardware setups, having resulted in recent projects trending away from the more spatially engaging geometric experiments of the second half of the 20th century. The study hypothesis that the evolutionary design optimisation of this tectonic system has the potential to re-open and expand its practically available design solution space. This paper covers the review of a range of built projects employing catenary glulam roof system, starting from seminal historic precedents like the Festival Hall for the Swiss National Exhibition EXPO 1964 (A. Lozeron, Swiss, 1964) and the Wilkhahn Pavilions (Frei Otto, Germany, 1987), to contemporary examples, including the Grandview Heights Aquatic Centre (HCMA Architecture + Design, Canada, 2016). It analysis their structural concept, geometric and spatial complexity, fabrication and assembly protocols, applied construction detailing solutions, and more, with as aim to identify methods, tools, techniques, and construction details that can be taken forward in future research aimed at minimising construction complexity. Findings from this precedent study form the basis for the evolutionary-algorithmic design and construction method development that is part of the larger study. By expanding the tectonic system’s practically applicable architecture design solution space and facilitating architects’ access to a low-tech producible, spatially versatile, lightweight, eco-friendly, wooden roof structure typology, this study contributes to environmentally sustainable building.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,004 | 0,010 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,004 |
| Communication savante | 0,004 | 0,005 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,003 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,011 | 0,003 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».