Log book- Gabriella Bertazzo

20
INTERM SUBMISSION 21/3/14 CONSTRUCTING ENVIRONMENTS LOG BOOK Gabriella Bertazzo STUDENT #: 698897

description

Gabriella Bertazzo #698897 Assignment 1 Constructing Environments University of Melbourne

Transcript of Log book- Gabriella Bertazzo

Page 1: Log book- Gabriella Bertazzo

     

I N T E R M   S U B M I S S I O N   2 1 / 3 / 1 4  

CONSTRUCTING  ENVIRONMENTS  -­‐  LOG  BOOK  Gabriella  Bertazzo  STUDENT  #:  698897  

08  Fall  

Page 2: Log book- Gabriella Bertazzo

  2  

GLOSSARY      Week  1      Key  criteria  of  materials  _____________________________________________pp.3                              Types  of  loads                                    _____________________________________________pp.4    Mass  activity                                        ____________________________________________pp.5-­‐8        Week  2    Structural  Systems                    _____________________________________________pp.  9    Construction  systems          ____________________________________________pp.  10    ESD                                                                          ____________________________________________pp.  11      Structural  joints                              ____________________________________________pp.  12    Types  of  systems                          ____________________________________________pp.13    Structural  systems  activity            _____________________________________pp.14-­‐18    Terms                                                                  ___________________________________________pp.  19                  Reference  list                                      ___________________________________________pp.  20    

Page 3: Log book- Gabriella Bertazzo

  3  

 LOG  BOOK    Week  1  -­‐  3/3/14    

v Introduction  to  construction    eLearning  Key  elements  of  the  subject:  

• How  do  design  ideas  get  translated  into  the  built  environment?  • The  efficiently  of  structures  and  materials  • The  differences  form  city  to  city,  climate  to  climate  • Construction  as  a  paradox  for  complexity,  simple  and  coherent.    

 Key  criteria  of  materials:  - Strength  à  some  materials  react  differently  to  compression  and  tension  

Eg)  steel  –  strong  material  against  both  compression  and  tension                Brick  –  strong  material  against  compression  only    - Stiffnessà  referring  to  the  flexibility  of  a  material  

Eg)  nylon  rope  –  highly  flexible  Vs  brick  –  rigid/stiff    - Shape  à  3  types  

Mono-­‐dimensional  (linear)  Bi-­‐  dimensional  (planar)  –  eg)  sheet  metal  Tri-­‐  dimensional  (volumetric)  –  eg)  brick    - Material  behavior  à  2  types  

Isotropic  –  similar  characteristics  no  matter  which  direction  the  force  is  applied                (Newton,  2014)  Anisotropic  –  equally  strong  in  compression  and  tension    - Economy/  sustainablyà  relation  to  the  environment/economy  and  how  it  is  

effected.  Factors  needing  to  be  considered:  - How  readily  available  - Cost  - The  impact  the  manufacturing  of  the  material  has  on  the  environment  - Transportation  and  distance  - Efficiency  of  the  material  in  the  construction  process  

 Case  study  1  à  ‘Walking  the  Constructed  City”  (blue  stone)  

Theme:  ‘How  Melbourne’s  natural  environment  has  effected  its  cultural  environment.’(Grose,2014)  Darkness  of  the  bluestone  becomes  and  identifier  for  Melbourne.  Eg)  Melbourne  is  represented  as  dark  whereas  Sydney  is  represented  as  lighter  due  to  the  sandstone  used  throughout  the  city.    Bluestone  as  an  indictor  of  the  past:  evidence  of  horse  and  carriage,  types  of  construction  methods(  rougher  bluestone  bellow  the  surface),  impacts  of  water  and  erosion.    

Page 4: Log book- Gabriella Bertazzo

  4  

Adaption:  blue  stones  strong  structure  is  now  used  as  the  foundation  of  buildings.  Eg)  cathedral      The  Building  Types  of  loads:  

• Static  loadsà  applied  slowly  • Dynamic  loadsà  applied  suddenly  to  the  structure  

• Wind  loads  –  kinetic  energy  in  a  horizontal  direction  with  negative  pressure.  Involves  flutter.  (Ching,  2008)  

• Earthquake  load  -­‐  longitudinal/transversal  vibrations  (Ching,  2008)  Base  shear  is  distributed  to  each  horizontal  structure  equally  to  achieve  equilibrium.  

                         

Tutorial    v Compression  and  response  to  force  

 Loadsà  the  most  direction  route  to  the  ground.  To  be  stable  there  is  a  equal  and  opposite  reaction  against  the  load.    Types  of  loads:  Point  loadà  concentrated  on  one  point  Uniform  load  à  equally  distributed  through  the  entire  structure  Live  loadà  not  permanently  part  of  the  structure  Dead  load  à  part  of  the  structure  system  Impact  loadà  kinetic  energy  of  a  small  period    

 Settlement  loadà  sinking  of  supporting  soil  =  differential  settlement  of  foundations        (Ching,  2008)    

   

Page 5: Log book- Gabriella Bertazzo

  5  

Diagram:  Directionality                      

 Tutorial  activity    MASS  ACTIVITY  Aim:  To  construct  the  tallest  structure  using  MDF  blocks.    Restrictions:  Amount  of  blocks,  time,  must  have  opening  to  fit  size  of  horse.  Type  of  system:  Relatively  even  circular  structure  through  a  weaved  effect.  The  process  consisted  of  evenly  stacking  the  blocks  to  produce  a  consistency  throughout  the  whole  structure.  As  a  group  our  aim  was  to  appropriate  the  system  of  Janga.    Efficiency  of  materials:  Due  to  the  MDF  pieces  been  uniform  the  material  was  easily  adapted  into  a  structure  because  there  was  no  concern  in  different  weights  and  sizes.    The  process:  

 Cut  the  sheet  of  paper  to  represent  the  size  of  the  horse.  First  several  layers  were  closely  stacked  to  ensure  strong  foundations  and  a  proportional  circle.    

 Problem:  we  became  aware  that  we  needed  to  create  a  doorway.  Solution:  adjusted  the  sides  of  the  structure  that  would  be  a  stronger  support  for  the  doorframe.          By  placing  the  blocks  closer  together  it  allowed  us  to  create  a  kind  of  bridge,  where  the  blocks  balanced  out  each  other  to  avoid  a  collapse.            

       

Page 6: Log book- Gabriella Bertazzo

  6  

 After  the  doorframe  was  completed  we  reverted  back  to  the  original  system  of  weaving  the  blocks  to  provide  consistency  to  the  structure.        

   

   

Problem:  We  were  running  out  of  time,  blocks  and  another  groups  tower  was  increasing  in  height  rapidly.  We  couldn’t  decide  on  an  efficient  method  of  increasing  the  towers  height.  Placing  the  blocks  vertical  was  unstable  and  there  we  no  further  direction  once  they  were  stacked.    

 Solution:    We  borrowed  the  idea  from  another  group  to  alternate  in  block  rotation.    However  we  didn’t  believe  that  that  type  of  system  was  sturdy  enough  so  we  reverted  back  to  the  original  way.      

   

 Final  design  included  two  types  of  systems.  The  Janga  type  system  and  side  stack  system.  The  incorporation  of  the  two  allowed  to  structure  to  compensate  for  different  load  types,  as  the  weight  was  distributed  evenly.    By  having  the  door  small  and  close  to  the  ground,  this  meant  the  strength  of  the  building  increased  and  building  upwards  wasn’t  affected.        

                   

Taller  and  thinner  structures  have  greater  force  applied  through  the  same  load  path.  Meaning  greater  opportunity  for  collapse  

Page 7: Log book- Gabriella Bertazzo

  7  

Point  load:    Once  completed  we  were  able  to  stack  3  loads  of  MDF  buckets  onto  the  structure.  Roughly  about  30kg  weighted  on  the  system.  Due  to  safety  reason  we  were  unable  to  continue  loading  onto  the  tower  however  the  evident  sturdiness  and  strength  of  to  tower  the  possibility  of  more  boxes  could  have  been  added.  

   

 Change  of  load:  We  gradually  pulled  away  part  of  the  structure  to  establish  the  collapse  point  of  the  system.  Surprisingly  the  structure  was  able  to  remain  stable  for  quite  some  time  before  collapsing.  In  theory  this  is  because  valid  load  paths  were  still  available  and  able    to  support  the  remaining  system.    

     Other  Groups  structures:    

   Same  sort  of  system  as  our  however  the  shape  is  consistent,  meaning  there  wasn’t  as  much  strength  and  support.        

Used  the  stacking  system  throughout  the  entire  building,  which  creates  certain  strength  within  the  system.  This  group  achieved  the  highest  building  through  the  initiative  of  decrease  the  diameter  of  their  circle  closer  to  the  top.  This  meant  the  height  increased  at  a  quicker  pace  and  fewer  blocks  were  being  used.        

Page 8: Log book- Gabriella Bertazzo

  8  

This  group  worked  on  building  strong  foundation  as  seen  with  the  several  types  of  methods  used.  The  reason  why  the  structure  is  so  short  is  because  they  focused  on  strength  rather  than  height.  The  double  walls  and  size  of  the  base  meant  more  blocks  had  to  be  used,  this  decreasing  the  height  of  the  building.  What  worked:  the  weaving  system  created  a  strong  structure.  Also  the  use  of  a  circular  structure  provided  an  even  building  that  could  withstand  the  point  load  of  the  boxes.  

   What  could  be  done  better?    - When  pulling  part  of  the  structure  out,  the  point  of  collapse  was  the  

doorway.  The  plan  for  the  doorway  could  be  better  conceived  and  structured,  as  we  didn’t  build  in  a  set  way,  we  just  made  our  own  way  up.  This  therefore  created  instability.    

 - To  satisfy  the  brief  of  building  the  tallest  tower,  we  

could  have  created  a  smaller  diameter  or  gradually  built  inwards  in  order  to  achieve  a  greater  height.  However  this  may  have  affected  the  stability  of  the  tower.  

               CONCLUSION:  The  use  of  a  compressive  load  allowed  the  circular  structure  to  evenly  transfer  the  self  load  to  the  ground,  creating  a  much  stronger  system.  This  was  evident  when  our  structure  was  loaded  up  with  large  boxes  of  material.  It  is  evident  that  the  weaved  system  efficiently  was  able  to  distributed  the  point  load.  

   

Uneven  system,  some  blocks  not  even  providing  a  

load  path    

Red:    outer  system  had  clear  load  path  direct  to  the  ground  

Page 9: Log book- Gabriella Bertazzo

  9  

 Week  2  -­‐  12/3/14    

v Structural  systems    

Solid  systems  –  compression  action    Eg)  the  pyramids  or  masonry  bridges        Surface/shell  systems-­‐  usually  composite  but  forms  one  material.  1-­‐2  ways  of  curvature.  Eg)  Sydney  opera  house    

   Skeletal/frame  systems-­‐    clear  indication  of  form.  Clear  example  is  timber  frames  for  residential  housing.    Eg)  Eiffel  tower      Membrane  system-­‐  umatic  structures,  reinforced  by  tension    Eg)  sails    Hybrid  systems-­‐  working  in  unison,  meaning  it  cannot  work  without  the  other  components    

                                           

(Newton,  2014)  

(Newton,  2014)  

Page 10: Log book- Gabriella Bertazzo

  10  

                                                                                                 

Page 11: Log book- Gabriella Bertazzo

  11  

Environmentally  sustainable  design  +  selecting  materials    - Directionality    

                 

(Linden,  2012)        - Green  building  strategies  - Embodied  energyà  total  energy  used  - LCA  of  materials  - Cradle  to  cradle    

o Recyclability:  available  technology,  facilities,  education  o Shorter  travel,  time,  $$  enhances  recycling  

                                             

- Materials  selection  à  eg)  concrete  is  not  recyclable  however  can  be  reused  for  aggregate                                                                        à  New  trends  

   

Page 12: Log book- Gabriella Bertazzo

  12  

EXAMPLE:  Council  House  2  Use  of  local  materials,  material  efficiency,  night  air  purging,  smart  sun  design,  passive  strategy  of  heating  and  cooling.    EXAMPLE:  Wood  Positive  carbon  footprint,  must  be  replaced  =  neutral  carbon  footprint  

 

       

(European  Panel  Foundation,  2014)        Structural  joints      

Roller  joints  –  loads  transferred  in  one  direction.  (Horizontal)  Must  allow  for  movement  to  avoid  strain  on  structure.  Eg)  bridges      Pin  joints-­‐  within  a  truss  system.  (Newton,  2014)  Loads/  actions  can  be  from  two  or  more  directions.  (Horizontal  and  vertical)    Eg)  used  in  buildings      Fixed  joints-­‐  resists  any  movement  Eg)  steel  frames                    

Constantly  been  reused  

Absorbs  +  stores  C02  !  compensates  for  energy  used  in  production  

Page 13: Log book- Gabriella Bertazzo

  13  

Differences  in  joints                          Types  of  systems    

1. Structural    Supports  lateral  loads.  The  superstructure  in  a  vertical  extension  from  the  foundation  (Ching,  2014)  Columns/beams  support  roofs  and  flooring  and  substructure  is  the  underlying  foundations.  

 2. Enclosure  system    

Roof  and  walls  shelter  interior  from  moisture,  heat  etc.  but  also  dampens  noise  provides  security.  

 3. Mechanical  systems  

Provide  essentials  for  the  building  to  function  - Water  supply,  sewage  disposal,  heating/ventilation  

   Lecture:  How  much  force  a  single  material  can  take.  Outcome  been  that  a  cylinder  that  is  vertical  can  hold  a  more  substantial  amount  of  weight  than  a  cylinder  that  is  on  an  angle.    

               

               

Direct  route  downwards,  with  equal  oppositional  force  =equilibrium  

Direct  force  is  applied  however  the  route  is  compromised  by  the  angle  to  the  cylinder.  The  oppositional  fore  is  uneven  with  the  applied  force  causing  a  collapse.  

Page 14: Log book- Gabriella Bertazzo

  14  

Tutorial    How  to  accommodate  lateral  loads                                      Activity:  Structural  systems  Aim:  To  construct  the  tallest  structural  tower  using  20  balsa  wood  strips.  Considering  joining  systems  to  produce  the  strongest  frame.  Material:  Balsa  wood  is  a  soft,  flexible  material.  At  stress  points  can  break  easily  however  when  re-­‐enforced  correctly  can  become  strong.  Initial  ideas:  

1. Problems:  not  enough  material  to  build  with  so  the  structure  was  self  standing  

2. Strong  frame  however  again  to  create  four  sides  with  the  amount  of  materials  the  height  of  the  structure  would  not  have  been  there.    

3. Development  of  the  triangular  form  and  height.  However  knowing  that  balsa  wood  isn’t  that  strong.  One  piece  by  itself  would  not  hold  any  weight.  

4. Incorporation  of  2  triangles.  The  base  having  structure  and  the  top  providing  a  flat  surface  for  any  point  loads,  however  the  center  is  a  clear  point  of  collapse,  as  the  top  triangle  is  only  supported  at  one  small  point.    

Page 15: Log book- Gabriella Bertazzo

  15  

Problems  faced:  As  a  team  communication  lacked  so  a  clear  design  idea  was  not  fully  conceptualized  prior  to  construction.  This  meant  there  was  no  clear  direction  of  how  or  what  we  were  building.  This  created  several  problems  when  trying  to  choose  support  systems  and  structural  shape.  In  the  end  it  came  down  to  trial  and  error.      Process:  

 The  use  of  tape  to  hold  the  materials  together  better  than  pins.  Tape  been  used  to  represent  a  fixed  joint,  therefore  allowing  no  movement.  Use  of  triangle  to  create  the  basis  for  a  pyramid  structure.    

   To  provide  stability  we  inserted  the  vertical  pieces  on  the  inside  of  the  triangle.  This  created  a  point  of  contact  with  the  foundation  allowing  it  to  hold  the  vertical  in  compression.        To  ensure  the  recent  add  on  were  supported  we  attached  horizontal  pieces  around  the  triangle.                To  create  height  we  connected  the  strips  together  by  overlapping  a  centimeter  for  greater  strength.  Another  triangle  in  the  centre  was  added  to  provide  stability  to  the  new  joints  on  the  tall  verticals  pieces.        

 How  we  made  the  joint  stronger  and  why?                          

Page 16: Log book- Gabriella Bertazzo

  16  

Problem:  we  discovered  that  the  vertical  sidepieces  we  separate  to  the  foundation,  meaning  the  strong  foundation  we  had  created  were  doing  nothing  to  support  the  actual  structure.  Solution:  used  connecting  pieces  to  join  both  structures  together.  A  last  triangle  was  added  to  the  top  of  the  frame  to  create  a  flat  space  for  a  load.      

Testing  of  collapse  points:    What:  Force  was  slowly  added  to  the  structure  to  determine  the  weak  points/joints  of  the  system.  This  showed  us  the  errors  in  the  frame  and  to  demonstrate  the  importance  of  good  structural  system  and  the  correct  type  of  joint  method.    Slowed  motion  of  collapse:  

                                           

First  point  of  weakness:  

The  free  standing  verticals  with  no  triangular  support.  

Second  point  of  weakness:  

Small  connectors  to  the  outer  structure.  This  is  because  that  are  slanted  and  

more  inclined  to  be  affected  by  compression.  

Page 17: Log book- Gabriella Bertazzo

  17  

                             Load  path  for  structure:      

                                                       

     

Third  point  of  weakness:  

One  of  the  outer  vertical  pieces  has  completed  

detached  itself  from  the  structure.  This  is  

because  we  used  the  pin  joint,  so  the  structure  is  then  able  to  rotate.  a  

solution  to  this  would  be  to  have  used  tape;  

acting  as  a  fixed  joint.  This  allowing  no  movement.  

 

Page 18: Log book- Gabriella Bertazzo

  18  

What  could  be  improved?    Communication  -­‐  A  clear  design  idea  before  construction.  This  allows  everyone  in  the  team  to  understand  the  common  goal  also  allowing  time  to  be  used  effectively.  The  structure-­‐      More  supporting  pieces  to  outer  vertices.  This  creating  overall  stability  to  the  structure.  Consideration  to  the  type  of  joint  that  best  fits  the  desired  function.  This  will  ensure  the  movement  of  the  building  is  compensated  for  in  the  correct  areas.      What  worked  well?  The  foundation  shape  created  strong  base  for  the  other  elements  to  connect  to.  By  using  triangles  its  helps  to  support  the  structure.  The  places  where  these  we  present  withstood  the  load  for  a  longer  period  of  time  than  the  places  without  them.    CONCLUSION:  when  force  is  applied  to  a  structure,  the  points  of  weakness  are  what  cause  collapse.  This  may  be  due  to  incorrect  use  of  materials,  joints  and  structural  systems.  In  our  frame  the  overall  frame  was  conventional  however  we  used  the  joints  in  the  wrong  places,  this  causing  tension  on  the  joints  and  inevitably  collapse.                                                                  

Page 19: Log book- Gabriella Bertazzo

  19  

TERMS    

Week  1  Load  paths  à  most  direct  route  of  force  to  the  ground.  Achieved  through  equal  and  opposite  reaction.    Masonry  à  building  structures  made  from  individual  units  that  are  bound  together.                                                    Eg)  mortar    Compression  à  application  of  balanced  inward  forces  to  different  points  on  a  material.  (Collins  English  Dictionary.2009)    Reaction  force  à  the  opposite  amount  of  force  that  reacts  to  an  applied  force.    Point  load  à  temporary  part  of  the  structure  concentrated  on  one  point.  (Newton,  2014)    Beam  à  sturdy,  long  metal  or  wood  used  as  foundational  support  in  a  building.  (Google,  2014)    

EXTRA  TERMS    

Flutterà  rapid  oscillation  of  membrane  structure.  (Ching,  2008,  pp.  2.09)  Tall  and  slender  building  subject  to  it.    Base  shear  à  minimal  design  value    Equilibrium  à  achieving  a  balance  through  external  restoring  moment  or  internal  resisting  moment.  (Ching,  2008,  pp.  2.08)    

Week  2      

Structural  joint  à  how  building  structures  bind  together.    Stability  à  resistance  to  change,  deterioration  and  displacement  (Wifflin,  2009)    Tension  à  pulling  force  exerted  by  a  solid  object    Frame  à  rigid  structure  surrounding  something    Bracing  à  serving  as  a  brace  to  a  structure  as  a  kind  of  support  system    Column  à  upright  pillar  supporting  an  arch  or  other  structure.  Or  standing  alone  as  a  monument.            

Page 20: Log book- Gabriella Bertazzo

  20  

   Reference  List  Ching,  F.  (2008)  Building  construction  illustrated.  (4).  (chap.2),(pp.2.02-­‐2.03)  United  states:  John  Wiley  &sons  ,Inc.    Ching,  F.  (2008)  Building  construction  illustrated.  (4).  (chap.2  ),(pp.2.08-­‐2.11)  United  states:  John  Wiley  &sons  ,Inc.    Collins  English  Dictionary.  (2009).  Compression.  Urban  Dictionary.  March  21,  2014.  Retrieved  from  http://dictionary.reference.com/browse/compression?s=t    European  Panel  Foundation.  (2014)  The  carbon  cycle  of  timber  and  wood  based  products.  [photo  illustrated].    http://www.timber.net.au/index.php/environmental-­‐design-­‐carbon-­‐footprint.html    Google.  (2014).  Beam.  Define:  Beam.  March  21,  2014.  Retrieved  from  https://www.google.com.au/search?client=safari&rls=en&q=define:+beam&ie=UTF-­‐8&oe=UTF-­‐8&gws_rd=cr&ei=MvYqU4b0McWNkwXZ1IGQCQ    Grose.  M.[The  University  of  Melbourne].  (2014,  March,6).  Melbourne’s  Bluestone  “Walking  The  Constructed  City”.  https://www.youtube.com/watch?v=CGMA71_3H6o&feature=youtu.be    Linden,  J.E.  (2012)  15  Mojave  River  ranger  Station  -­‐  Sustainable  diagram.  [architectural  diagram].  http://www10.aeccafe.com/blogs/arch-­‐showcase/2012/10/25/mojave-­‐rivers-­‐ranger-­‐station-­‐in-­‐acton-­‐california-­‐by-­‐marcy-­‐wong-­‐donn-­‐logan-­‐architects/15-­‐mojave-­‐rivers-­‐ranger-­‐station-­‐sustainable-­‐diagram-­‐section/    Newton,  C.  (2014)  Structural  systems.  [illustrated  image].  http://www.youtube.com/watch?v=l-­‐-­‐JtPpI8uw&feature=youtu.be    Newton,  C.  [  ENVS10003].  (2014,  March,  5).  W01  m1  Introduction  to  materials.  (YouTube).  http://www.youtube.com/watch?v=s4CJ8o_lJbg&feature=youtu.be                                                                                                                                                                                      Newton,  C.  [ENVS10003].(2014,  March,  9).  W02  s2  Structural  joints.  [YouTube].  http://www.youtube.com/watch?v=kxRdY0jSoJo&feature=youtu.be    Wiffilin.H.  (2009).  Stability.  The  Free  Dictionary.  March  21,  2014.  http://www.thefreedictionary.com/stability