(De) materializing detail: technology, structure, design. Development of a reinforced glass connection technique

Abstract

This dissertation is motivated by the desire to investigate the impact of innovative materials and construction techniques on the materiality of the architectural object. In particular it intends to question the contribution of the structural use of glass on the redefinition of the constructed limit focusing on the detail of the connection between panels. The recent ability to reinforce glass with metal elements, similarly to what happened with the concrete in the past, offers important advantages, compensating the inevitable brittleness of glass. Contrary to concrete, the transparent qualities of glass determine that both the acts of reinforcing and connecting transcend the simple technical scope. It is considered that a close combination with other materials may provide additional conceptual and phenomenological value if conceived through an integrated approach. This research proposes to extend the concept of reinforced glass to the scope of the connection in order to dematerialize it. The goal is to develop a reinforced glass connecting technique that is structurally efficient and industrially feasible. The investigation is based on an integrated design approach applying two complementary experimental methods - laboratorial and industrial. Developed in parallel, they comprise on one hand a set of laboratorial tests to investigate the structural behaviour of the several load transfer mechanisms, on the other hand a direct contact with the various processing technologies of the materials that compose the system. Among the several sell-supporting structural configurations achievable with the connecting through the reinforcement system (prerequisite to ensure the transparent condition of the solution) the folded typology was selected for development and construction of a full-scale prototype. The final version of the detail results in a visually faded connection, not only for being composed entirely by transparent materials, but also for the rigorous simplicity of configuration and disposition between the parts. It demonstrates the capacity to dematerialize the connection element at the same time that selectively reinforces and materializes the glass panels.

Esta dissertação é motivada pelo desejo de investigar o impacto de materiais e técnicas construtivas inovadoras na materialidade do objecto arquitectónico. Em particular pretende questionar o contributo da utilização estrutural do vidro para a redefinição do limite construído a partir do detalhe de ligação entre painéis. A recente capacidade de reforçar o vidro com elementos metálicos, à semelhança do que aconteceu com o betão no passado, oferece vantagens importantes, compensando a inevitável fragilidade do vidro. Ao contrário do betão, as qualidades transparentes do vidro determinam que ambos os atos de ligar e reforçar transcendem o simples âmbito técnico. Considera-se que uma combinação estreita com outros materiais poderá proporcionar valor conceptual e fenomenológico adicional se concebida através de uma abordagem integrada. A presente investigação propõe estender o conceito de reforço do vidro para o âmbito da ligação com o intuito de a desmaterializar. O objectivo é desenvolver uma técnica de ligação de vidro reforçado que seja estruturalmente eficiente e industrialmente realizável. A investigação baseia-se numa abordagem de design integrado aplicando duas metodologias experimentais complementares - laboratorial e industrial. Desenvolvidas paralelamente, compreendem por um lado um conjunto de ensaios laboratoriais para investigar o comportamento estrutural dos vários mecanismos de transferência de carga, por outro um contacto direto com as várias tecnologias de transformação dos materiais que compõem o sistema. Das várias configurações estruturais autoportantes realizáveis com o sistema de ligação através do reforço (pré-requisito para garantir a condição transparente da solução) foi selecionada a tipologia dobrada para desenvolvimento e construção de um protótipo à escala real. A versão final do detalhe resulta numa ligação visualmente desvanecida, não apenas por ser composta integralmente por materiais transparentes, mas também pela rigorosa simplicidade da configuração e disposição entre as partes. Demonstra a capacidade de desmaterializar o elemento de ligação ao mesmo tempo que materializa e reforça seletivamente os painéis de vidro.