Zastosowanie lokalnego kamienia naturalnego w blokach o różnej wielkości sprawia, że zewnętrzna część budynku harmonijnie stapia się z otaczającymi ją czerwonymi skałami, w tym z półkolistą kamienną konstrukcją stanowiącą wejście do domu, której to rezydencja zawdzięcza swoją nazwę. Dom składa się z dwóch półkolistych skrzydeł po obu stronach prostokątnego szklanego holu, którego uzupełnienie wizualne stanowią podwieszane szklane schody.
Szczegóły projektu
Szklane schody w holu, zawieszone na stalowych prętach, są prawdopodobnie najważniejszym punktem i jednocześnie najbardziej niezwykłą konstrukcją w całym domu. Firma Stutzki Engineering z siedzibą w Milwaukee, Wisconsin, USA otrzymała wyjątkowo trudne zadanie. Zakrzywione, krystaliczne stopnie schodów wydają się unosić między masywnymi oknami holu wejściowego a dekoracyjnymi ścianami z czerwonej skały.
Po lewej stronie schodów stopnie są delikatnie, ale w sposób bezpieczny zamocowane do ściany z kamienia. Prawa strona schodów jest jednak w całości zawieszona na cienkich stalowych prętach połączonych w kilku punktach na każdej stopnicy i biegnących do sufitu powyżej. Dzięki temu nie było konieczne zastosowanie żadnych elementów wsporczych pod klatką schodową, i daje to wrażenie, że schody swobodnie unoszą się w powietrzu.
Szczegóły konstrukcji
Konstrukcja, jak widać na zdjęciach, to nietypowy zestaw szklanych stopni, cięgien (kabli), stalowych belek w poziomie sufitu i delikatnych, wykonanych na zamówienie łączników ze stali nierdzewnej. Łączniki, wyprodukowane przez firmę Tripyramid (MA), zapewniają jednocześnie wytrzymałość jak i możliwość regulacji. Łączą one każdą stopnicę ze skalną ścianą po jednej stronie oraz z prętami podwieszającymi wzdłuż wewnętrznego kręgu schodów. Rolą tych elementów jest minimalizacja lokalnych koncentracji naprężeń w szkle. Każdy szczegół został zamodelowany w RFEM zgodnie z jego unikalną funkcją i uwzględniając realistycznie zwolnione w nim stopnie swobody.
Analiza dynamiczna wykazała, że częstotliwość drgań własnych konstrukcji jest na tyle wysoka, że osoby korzystające ze schodów nie będą odczuwać dyskomfortu podczas ich użytkowania. Naciąg cięgien realizowany jest wyłącznie ciężarem szkła, a zatem jest dość niski. Poręcz natomiast została zainstalowana ze względów bezpieczeństwa - nie pełni funkcji konstrukcyjnych.
Wstępna uproszczona analiza została przeprowadzona z wykorzystaniem tylko jednej typowej stopnicy i kilku odpowiadających jej cięgien. Decyzja o wykonaniu kompletnego modelu całej klatki schodowej nie wynikała z nieznajomości analizy konstrukcyjnej. Było to konieczne, aby w pełni zrozumieć stateczność poprzeczną i zachowanie dynamiczne. Program RFEM po raz kolejny udowodnił swoje możliwości w zakresie niezawodnego i dokładnego modelowania jak i możliwości solvera, chociaż model ten był zbudowany z materiałów i elementów, których sztywności znacznie różniły się od siebie.
Jak pokazano w [1], konstrukcja ta jest połączeniem sztuki i technologii, kwalifikując się jako rama przestrzenna z prętami rozciąganymi i ściskanymi.
[1] C. Stutzki: "Steel- and Glass Spaceframes between Art and Technology". W: Proceedings of the IASS Annual Symposium 2019, Barcelona, Spain. ISSN 2518-6582 (online).
| Miejsce | Sedona, Arizona, USA |
| Klient | Właściciel prywatny |
| Obliczenia konstrukcyjne | Stutzki Engineering |
| Architektura | SWABACK pllc www.swaback.com |
| Wykonawca | 180 Degrees Design + Build www.180degreesinc.com |
.png?mw=600&hash=49b6a289915d28aa461360f7308b092631b1446e)
