Logbook interim submission

13
Constructing Environments ENVS10003 Juhyun Son354978 Logbook Interim submission LOGBOOK WEEK1(Page27) LOGBOOK WEEK2(Page812) REFERENCE (Page13)

description

 

Transcript of Logbook interim submission

Page 1: Logbook interim submission

 

Constructing  Environments  ENVS10003  

Juhyun  Son-­‐354978  

 

Logbook  Interim  submission  

 

 

 

 

 

 

 

LOGBOOK  WEEK1(Page2-­‐7)  

LOGBOOK  WEEK2(Page8-­‐12)  

REFERENCE  (Page13)  

     

Page 2: Logbook interim submission

LOGBOOK   2    

Ju  Hyun  Son-­‐354978   2    

CONSTRUCTION    The  meaning  of  building  construction  is  the  process  of  preparing;  planning,  design  and  financing.  In  the  first  week,  we  have  studied  about  materials  for  the  construction,  basic  structural  forces,  site  analysis,  load  path  diagrams  and  bluestone  that  often  used  in  construction  in  Melbourne.  Moreover,  we  construct  a  tower  by  using  MDF  (Medium  Density  Fibreboard)  to  understand  the  nature  and  behaviour  of  modular  mass  construction  and  how  loads  can  be  transferred  through  the  compression  structures.    

 Figure  1  Construction  site  

 Figure  2  knowledge  map  of  construction  

Materials-­‐Melbourne’s  bluestone  Bluestone  is  the  material  of  cultural  or  commercial  or  building  stone  varieties.  It  is  often  used  in  Melbourne’s  construction.  Building  stone  of  bluestone  is  basalt  that  can  easily  found  in  volcanoes  around  Melbourne  area.  Basalt  is  used  in  construction  because  it  is  easy  to  find  near  Melbourne,  however,  sandstone  is  normally  used  in  Sydney  and  clay  for  bricks  and  limestone  is  used  in  Perth.  Basalt  is  commonly  dark  colouring,  therefore,  it  makes  city  dark.  

 Figure  3  bluestones  (basalt)  with  bubbles  

 Figure  4  knowledge  map  of  Melbourne's  bluestone  (basalt)  

Page 3: Logbook interim submission

LOGBOOK   3    

Ju  Hyun  Son-­‐354978   3    

Basic  structural  forces  The  change  in  the  shape  or  movement  of  a  body  can  be  determined  as  a  Force.  Both  magnitude  and  direction  need  to  be  considered  as  a  vector  function  by  an  arrow  whose  length  is  proportional  to  the  magnitude  and  whose  orientation  in  space  represents  the  direction.  In  the  construction,  the  force  can  be  divided  into  tension  forces  and  compression  forces.        

 Figure  5  Force  diagram  

 

 Figure  6  force  diagram  with  description.  

Tension  forces  Tension  force  is  pulling  force.  For  example,  when  a  structural  member  is  pulled  over  by  an  external  load,  it  is  moving  apart  and  undergoes  tension.  It  will  cause  the  extension  on  a  member  depending  on  the  stiffness  of  the  material,  cross  sectional  area,  and  the  magnitude  of  the  load.  Tension  can  be  determined  as  opposite  of  compression.    Tension  force  on  a  structural  member  is  most  often  used  as  it  can  span  large  distances.          

 Figure  7  tension  force  described  by  green  colour  

 

 Figure  8  the  changes  of  member  shape  after  applied  tension  force  

Page 4: Logbook interim submission

LOGBOOK   4    

Ju  Hyun  Son-­‐354978   4    

Compression  forces  Compression  forces  on  a  structural  member  are  pressed  from  each  end  of  a  member.  It  is  the  opposite  effect  of  a  tension  force  as  mentioned  above.  It  will  cause  the  compaction  of  a  member  and  the  material  will  be  shortened  by  compression  force.  Compression  members  are  commonly  used  in  columns.          

 Figure  9  A  compression  force  is  pushing  outward  along  the  curve  

 Figure  10  the  shape  changes  after  applied  compression  force  

 Load  path  diagram  For  this  part  of  studies,  live  load  is  the  only  one  has  to  be  considered.  Live  load  is  an  applied  load  and  it  has  to  be  considered  how  it  transfers  to  the  ground.  When  an  applied  load  is  placed  on  the  beam,  it  only  transfers  to  the  column  and  reaction  forces  from  the  ground  to  stable  the  structure  will  support  it.    

 Figure  11  Examples  of  the  load  path  diagram  on  a  structure  

 

 Figure  12  Load  path  diagram  of  simple  structure  and  description  

Page 5: Logbook interim submission

LOGBOOK   5    

Ju  Hyun  Son-­‐354978   5    

Site  analysis  One  of  the  most  important  thing  in  construction  is  site  planning.  It  includes  the  boundaries  of  architecture,  landscape  architecture,  engineering,  real-­‐estate  development,  urban  planning  and  economics.  There  are  several  points  that  significantly  important  for  site  analysis;  location,  neighborhood  context,  site  and  zoning,  legal  elements,  natural  physical  features,  utilities,  human  and  cultural.  Also,  the  climate  is  really  important  issues  in  construction,  therefore,  it  is  considered  well  by  engineer’s  site  analysis.      

 Figure  13  Examples  of  site  analysi  

 Figure  14  Examples  of  site  analysis  2  

Studio  session-­‐Mass  Construction  Tower  (Pavilion)  Build  a  Mass  Construction  Tower  as  high  as  possible  using  the  least  amount  of  MDF.  There  are  two  methods  of  constructing  the  MDF  blocks;  Stack  Bond  and  Stretcher  Bond.  One  of  these  methods  has  to  be  decided  to  construct  a  tower  as  high  as  possible.  Our  group  has  chosen  the  stretcher  bond  method  because  the  force  from  upper  block  can  be  transferred  to  two  different  blocks  that  placed  below.  It  will  make  the  tower  more  stable.  Furthermore,  it  will  prevent  the  collapse  of  the  tower  even  if  we  remove  the  blocks  in  the  middle  of  the  construction.  

 Figure  15  Stretcher  Bond  method    

 Figure  16  how  the  load  transfer  to  the  ground  for  each  structure  method  

Page 6: Logbook interim submission

LOGBOOK   6    

Ju  Hyun  Son-­‐354978   6    

One  side  of  the  tower  should  be  open  with  the  gate  to  obtain  the  object  the  size  of  17blocks  for  the  height  11  blocks  for  the  width;  however,  our  group  has  decided  to  construct  a  tower  with  one  side  open  from  the  bottom  to  the  top  as  shown  in  figure  17.  Actually,  the  first  designed  tower  was  with  the  gate  at  the  bottom.  But  the  purpose  of  this  workshop  is  to  build  a  tower  as  high  as  possible  with  the  least  amount  of  blocks.  Therefore,  to  obtain  the  object  and  build  a  tower  as  high  as  possible,  the  design  has  been  changed  as  shown  in  following  figures.  Furthermore,  the  rubber  band  which  makes  the  top  of  the  gate  stable  makes  the  tower  unstable  when  it  gets  higher.  

 Figure  17  A  tower  with  whole  side  open  

 Figure  18  original  design  of  our  tower  

The  material  that  we  used  in  this  workshop  is  MDF  (Medium-­‐density  fibreboard).  The  material  is  very  strong  and  much  more  dense  that  particle  board,  therefore,  it  is  often  used  as  a  building  material  similar  in  application  to  plywood.  To  test  the  stability  of  the  tower,  the  blocks  in  the  middle  of  the  tower  had  been  removed.  The  construction  method  was  stretcher  bond;  therefore,  the  tower  was  really  stable  even  if  many  blocks  were  removed  in  the  middle.  (Shown  in  the  following  figures)  

 Figure  19  The  stability  of  the  tower  when  the  blocks  are  removed  in  the  middle

 

Figure  20  Load  path  diagram  shows  the  stability  of  the  tower  by  transffering  the  load  through  the  hole  

Page 7: Logbook interim submission

LOGBOOK   7    

Ju  Hyun  Son-­‐354978   7    

By  comparing  the  project  with  other  group,  the  tower  that  we  constructed  was  the  highest  and  used  the  least  amount  of  blocks.  Nevertheless,  all  other  groups  had  the  gate  at  the  bottom  or  in  the  middle  of  the  tower.  It  causes  other  groups  to  take  more  time  to  get  higher  towers.  Our  group  has  chosen  not  to  have  a  gate  at  the  front,  but  the  purpose  of  the  constructing  mass  tower  was  to  build  a  tower  as  high  as  possible  by  using  the  least  amount  of  blocks.        

Page 8: Logbook interim submission

LOGBOOK   8    

Ju  Hyun  Son-­‐354978   8    

Structural  Loads  and  Forces  To  understand  the  structural  loads  and  forces,  we  have  studied  structural  systems  &  forms,  construction  systems,  ESD  (Environmentally  Sustainable  Design)  considerations  &selecting  materials,  structural  connections  and  a  framework  for  analyzing  form.  For  the  workshop,  we  construct  a  skeletal  structure  to  understand  how  the  structure  can  be  stable  by  connecting  the  frame,  bracing  and  column.    

 Figure  21  Examples  of  skeletal  structure  

   

 

 Figure  22  knowledge  maps  of  structural  loads  &  forces  

       Structural  systems  &  Forms      There  are  several  different  ways  of  structural  systems  &  forms;  solid  systems,  shallow  surface  systems,  frame  systems  (skeletal  system),  Membrane  system  and  Hybrid  systems.  In  this  week’s  activity,  we  use  balsa  wood  to  construct  a  stable  tower  by  using  frame  system  (skeletal  system).      

 Figure  23  Examples  of  several  structural  systems  

       

 Figure  24  Knowledge  map  of  structural  systems  &  forms  

   

Page 9: Logbook interim submission

LOGBOOK   9    

Ju  Hyun  Son-­‐354978   9    

Construction  systems  Construction  systems  include  structural  system,  enclosure  system,  Mechanical  system  (service  system).  During  the  construction,  there  are  significant  issues  that  we  need  to  consider  about;  Performance  requirements,  Aesthetic  qualities,  Economic  Efficiencies  and  Environmental  impacts.            

 Figure  25  knowledge  map  of  construction  system  

   

 

 Figure  26  Examples  of  Construction  system  

ESD  and  Selecting  Materials  Nowadays,  construction  must  consider  the  impact  on  environmental  issue.  In  addition,  selecting  material  for  the  construction  should  be  really  important  issues  to  consider  about  ESD  (environmentally  sustainable  design).  When  the  material  is  selected  for  the  construction,  life  cycle  needs  to  be  considered  as  well.  Because,  the  extraction  of  raw  materials  from  the  earth  and  ends  with  the  disposal  of  waste  products  back  to  the  earth  or  it  can  be  recycled  into  other  products.  

   

 Figure  27  life  cycle  analyses  for  ESD  

 Figure  28  knowledge  map  of  life  cycle  analysis  

Page 10: Logbook interim submission

LOGBOOK   10    

Ju  Hyun  Son-­‐354978   10    

Structural  Connections    There  are  3  basic  connections  that  engineers  need  to  consider  about.  These  are  roller  joints,  pin  joints  and  fixed  joints.  These  3  different  joints  are  used  in  different  structure.  In  this  week’s  study,  we  have  to  construct  a  frame  structure.  To  construct  this,  we  must  use  truss  and  bracing  to  make  the  structure  stable.  For  this  kind  of  structure,  we  use  pinned  joints  by  connecting  them  with  truss  and  bracing.    

 Figure  29  Truss  (triangular  shape)  in  frame  structure  

 

 Figure  30  symbols  of  joints  

 A  Framework  for  Analyzing  Form  A  framework  can  be  simply  supported  by  two  columns  is  not  strong  enough  to  prevent  collapsing  by  lateral  forces  unless  it  is  braced.  Therefore,  wall  and  a  column  on  the  other  side  can  support  a  framework.  There  are  also  several  frameworks  for  the  structure;  fixed  frame,  hinged  frame  and  three-­‐hinged  frame.  These  frameworks  have  their  own  advantages  and  it  will  be  chosen  and  used  by  considering  climate  issues,  the  place  to  built  and  etc.  

 Figure  31  Example  of  framework

 

Figure  32  how  truss  system  transfer  the  force  into  the  ground  

Page 11: Logbook interim submission

LOGBOOK   11    

Ju  Hyun  Son-­‐354978   11    

ACTIVITY:  FRAME  The  material  that  we  used  in  this  activity  is  balsa  wood.  To  understand  the  nature  and  behavior  of  frame  construction,  a  tall  stable  tower  need  to  be  constructed  by  cut  balsa  wood  strings.  The  purpose  of  this  construction  is  the  same  as  previous  workshop.  A  stable  skeletal  construction  should  be  built  as  high  as  possible.  To  make  the  construction  stable,  the  truss  and  bracing  might  be  used  between  columns.  

 Figure  33  Frame  structure  with  triangular  base  

 Figure  34  Designed  frame  structure  

 The  diagonal  string  that  connects  column  and  the  base  was  too  long.  The  basic  concept  that  our  group  has  designed  was  not  correct.  The  column  should  be  trussed  to  each  base  to  make  it  more  stable.  Also,  the  length  of  the  column  is  too  long;  therefore  the  structure  wasn’t  standing  properly.  When  the  construction  gets  higher,  our  group  realizes  that  the  column  should  not  be  that  long.  Furthermore,  our  structure  needs  more  trusses  to  make  it  stabilize.      

 Figure  35  zoomed  in  the  column  and  truss  

 

Figure  36  designed  developed  in  2-­‐D  plane  

Page 12: Logbook interim submission

LOGBOOK   12    

Ju  Hyun  Son-­‐354978   12    

 The  group  next  us  have  reached  the  ceiling.  Their  column  was  also  long  but  they  have  more  trusses  system  at  each  columns  and  bases.  It  makes  the  structure  more  stable  and  their  structure  may  even  hold  the  textbook.  At  certain  weight  point,  their  structure  also  collapsed,  however,  their  structure  was  stable  enough  to  carry  some  amount  of  weights  and  it  also  reached  the  ceiling.  It  is  showing  that  their  structure  was  connected  well  and  their  truss  system  could  transfer  the  force  to  the  ground  safely.  

 Figure  37  Best  designed  2-­‐D  plane  including  load  path  diagram  and  reaction  forces  acting  on  

 Figure  38  the  best  stable  tower  in  the  studio  session  

       

Page 13: Logbook interim submission

LOGBOOK   13    

Ju  Hyun  Son-­‐354978   13    

Reference  http://en.wikipedia.org  Building  Construction  illustrated  Forth  Edition.  Francis  D.K.  CHING