WEJŚCIE DO STACJI KOLEJKI YURAKUCHO, TOKIO (1996)

W 1996 roku w Tokio powstała wymagająca konstrukcja szklanego przekrycia nad wejściem do podziemnej stacji kolejowej, autorstwa architekta Rafaela Vinoly przy współpracy Dewhurst Macfarlane and Partners.

Wspornikowa konstrukcja o długości 10,6 m i szerokości 4,8 m wznosi się na wysokość 4,8 m ponad poziom terenu. Na główny element nośny składają się trzy równoległe wspornikowe belki złożone z kilku trójkątnych płyt ze szkła klejonego 2x19 mm. Trój­kątne płyty połączone są ze sobą za pomocą połączeń śrubowych w taki sposób, że kolejne elementy „zakleszczają" się tworząc samonośny układ. Zgodnie z wykresem momentu zgi­nającego dla wspornika, zebro charakteryzuje się zmienną sztywnością. Przy podporze na zebro składają się cztery trójkątne płyty, a na końcu pozostaje jedna płyta 2 x 19 mm. Na głównych zebrach oparte są płyty ze szkła klejonego 2 x 15 mm o wymiarach 1,9-2,5 m długości i 4,8 m szerokości.

Konstrukcja była wielkim wyzwaniem dla konstruktorów. Koncepcja architektoniczna powstała w niecały tydzień, za to projekt konstrukcyjny zajął prawie pięć miesięcy. Spo­wodowane było to lokalizacją przekrycia w Tokio, gdzie jest ono narażone na trzęsienia ziemi oraz huraganowe wiatry.

Wszystkie płyty są skręcane śrubami, co powoduje powstanie znacznych koncentracji naprężeń, zwłaszcza, że są one prostopadłe do kierunku głównych naprężeń rozciągają­cych. Stąd, pojawiło się pytanie, w jakiej odległości można wykonać takie połączenie. Na potrzeby projektu przeprowadzono testy próbek z trzema różnymi średnicami otwo­rów: 36,5, 55 i 68 mm. Okazało się, ze większe otwory nie spowodowały zmniejszenia wartości naprężeń, jeśli umiejscowione były (środki otworów) w odległości większej niż 180 mm.

Najbardziej wytężone żebro było badane w pełnej skali. Badano naprężenia w okoli­cach otworów pod obciążeniem, jakie wynikało z zestawienia obciążeń. Okazało się, że naprężenia są nieznacznie większe od tych wynikających ze zginania.

Przed montażem konstrukcji każde żebro było wcześniej próbnie obciążane. Wartość obciążenia powodującego utratę nośności żeber oszacowano na ponad 2,6 razy większą, na jakie obciążenia żebro było wymiarowane. Dodatkowo, w ostatniej fazie projektu, aby zwiększyć odporność na awarię, wprowadzono dodatkowe płyty z pleksiglasu mające chro­nić konstrukcję.