The innovative structural conception in Stéphane du Château’s work: from metallic trusses to the development of spatial frames

Introduction

The 20

century architecture has a vast repertoire of

innovative and extraordinary structures. In every place ar-

chitects create structures but few develop them. It can be

said, that creation is not the outcome of human inspiration

but on the contrary: an original structure can only come

from a meticulous and constant work.

The end of 1940 and beginning of 1950 presented

the outbreak of the ﬁ rst spatial structural systems in the

world, such as the German Mero system (1942), the Eng-

lish Space Deck system (1954), the Canadian Triodetic

system (1955) and the American Unistrut system (1955).

The nodes in these systems distribute the centered load

actions and permit a lighter construction.

Continuing in this research line, Stéphane du Château

(1908–1999) who was born in Solvychegodsk (present-

day Siberia, Russia) in a Franco-Polish family. He gradu-

ated in 1936 from the Polytechnic School of Lwow, Po-

land (present-day Lviv, Ukraine) and is a brilliant example

of a creator of such innovatory forms. He is one of the rare

engineer-architects who knew how to combine practice

and theory and was interested especially in the problems

regarding industrialization and pre-fabrication of spatial

structures, thus with time he became a leader in the ﬁ eld

of spatial module structures.

It may be noticed that the spatial structures’ efﬁ ciency –

due to a new way of placing the tensioned and compressed

elements to stabilize the construction – counterbalances

the inconvenience of the connections’ complexity, which

2014

4(40)

DOI: 10.5277/arc140405

Cláudia Estrela Porto*

Strukturalna innowacyjność w pracach Stefana du Château:

od metalowych kratownic do ram przestrzennych

The innovative structural conception in Stéphane du Château’s work:

from metallic trusses to the development of spatial frames

Wprowadzenie

Architektura XX w. prezentuje szeroki repertuar in-

nowacyjnych i zarazem niezwykłych systemów konstruk-

cyjnych. Architekci tworzą wiele konstrukcji, ale niewie-

lu z nich je rozwija. Można powiedzieć, że tworzenie nie

jest wynikiem ludzkiej inspiracji, ale wręcz przeciwnie:

oryginalne rozwiązanie może powstać jedynie z mozolnej

i uporczywej pracy.

Pod koniec lat 40. i na początku lat 50. XX w. poja-

wiło się na świecie wiele pierwszych systemów struktur

przestrzennych, takich jak niemiecki system Mero (1942),

an gielski system Space Deck (1954), kanadyjski system

Trio detic (1955) czy też amerykański system Unistrut

(1955). Zastosowane w tych systemach węzły rozkładają

działanie skupionych obciążeń i umożliwiają budowanie

lżejszych konstrukcji.

Stefan du Château (1908–1999), który urodził się

w Sol wyczegodzku (na Syberii) w Rosji we francusko-

-polskiej rodzinie, a studia ukończył w 1936 r. na Poli-

technice Lwowskiej w Polsce (na terenie dzisiejszej

Ukrai ny), jest wspaniałym przykładem twórcy tego ro-

dzaju nowatorskich form. Jest on rzadkim przykładem

architekta i konstruktora jednocześnie, który wiedział, jak

łączyć praktykę z teorią. Szczególnie interesował się pro-

* Wydział Architektury i Urbanistyki Uniwersytetu w Brasílii,

Brazylia/Faculty of Architecture und Urbanism, University of Brasília,

Brazil.

52 Cláudia Estrela Porto

blemami dotyczącymi uprzemysłowienia i prefabrykacji

struktur przestrzennych i z czasem stał się liderem w dzie-

dzinie przestrzennych struktur modułowych.

Można zauważyć, że efektywność zastosowania struk-

tur przestrzennych – ze względu na nowy sposób roz-

mieszczania elementów rozciąganych i ściskanych w celu

ustabilizowania konstrukcji – jest odpowiednią przeciw-

wagą dla złożoności ich połączeń, co wpływa na osta-

teczny koszt produktu. Aby zapewnić stałą obecność na

rynku, konieczne jest ciągłe rozwijanie istniejących syste-

mów, co realizował Stefan du Château, prowadząc liczne

badania.

Stefan du Château, jako pionier w dziedzinie konstruk-

cji rurowych, rozumiał znaczenie organizacji i rewolu-

cji tej nowej technologii. Tworzył on stale ewoluującą se-

rię opatentowanych systemów, takich jak: trójkierunkowy

system SDC (1957), Pyramitec (1960), Circotec (1963),

Bacotec (1965), Tridimatec (1965), Unibat (1968), Sphe-

robat (1979), Tridibalu i Flotalu (1984), Pyramibat (1984),

Bamboutec (1984) i Dodecavis (1985), które badał pod

względem ich przemysłowego wykorzystania.

W szerokiej dziedzinie struktur przestrzennych prace

Stefana du Château kwaliﬁ kuje się jako konstrukcje me-

talowe należące do struktur siatkowych

. W tworzonych

systemach przestrzennych dążył on do perfekcji for-

my, umożliwiającej powstawanie śmiałych konstrukcji,

w któ rych technika jest służebna wobec koncepcji prze-

strzennej. Jego systemy, spełniające wymogi przemys-

łowych pro cesów prefabrykacji, spełniają również odpo-

wiednie wyma gania dla obiektów architektury publicznej

o dużej rozpiętości, na przykład sal gimnastycznych, pa-

wilonów przemysłowych i basenów pływackich. Rozpo-

wszechnienie tych systemów umożliwia również makro-

strukturalną organizację przestrzeni miejskiej.

Szkolenia zawodowe i system HBR Tubetal

Działalność Stefana du Château jest naznaczona spot-

ka niami i wydarzeniami, które w znaczący sposób po -

kie rowa ły rozwojem jego koncepcji systemów struktu-

ralnych.

Podczas II wojny światowej był on więźniem niemiec-

kie go obozu koncentracyjnego w Hoyerswerda (Oﬂ ag

IV D), gdzie przebywał do marca 1945 r. Był to obóz dla

oﬁ cerów francuskich mających jakieś szczególne umie-

jętności zawodowe.

Stefan du Château korzystał z okazji i współpraco-

wał z 42 innymi architektami z Extraterritorial Atelier

Zygmunt Stanisław Makowski (1922–2005), Polak, jeden z naj-

większych teoretyków struktur przestrzennych XX w. (z University of

Surrey w Guildfordzie, w południowo-wschodniej Anglii) wyróżnia trzy

kategorie struktur przestrzennych [1]:

a) struktury siatkowe (trejażowe) wykonane przy użyciu serii prę-

tów połączonych ze sobą w węzłach. Siatki mogą tworzyć wiele ukła-

dów geometrycznych o różnym stopniu regularności (kopuły z siatek,

sklepienia kolebkowe, sieci dwuwarstwowe);

wszelkiego rodzaju konstrukcje wiszące (przekrycia na cięg nach);

struktury z zastosowaniem metalowych membran, w których ele-

menty pokrycia rozkładają obciążenia (konstrukcje półskorupowe, kon-

strukcje fałdowe).

reﬂ ects on the product’s ﬁ nal pricing. In order to be al-

ways on the market, a constant evolution of the invented

systems is necessary which Stéphane du Château realized

through applied study and research.

As a pioneer in tubular construction, Stéphane du Châ-

teau understood the relevance of this new technology’s

organization and revolution. He created an evolving se-

ries of patents, such as: Tridirectional SDC system (1957),

Pyramitec (1960), Circotec (1963), Bacotec (1965), Tri-

dimatec (1965), Unibat (1968), Spherobat (1979), the

Tridibalu and Flotalu principles (1984), Pyramibat system

(1984), Bamboutec (1984) and Dodecavis (1985), which

he studied with regard to their industrial use.

In the vast area of spatial structures, the works of Sté-

phane du Château are qualiﬁ ed as metallic mesh struc-

tures

. In the created spatial systems he aimed at con-

structive perfection providing the necessary substance to

an audacious construction where the technique is in the

service of a new spatial conception. His systems guided

by industrialized modular processes answer well the ne-

cessity of a public architecture of large spans, as in gyms,

industrial pavilions and swimming pools. The prolifera-

tion of these systems also allows the urban space’s macro-

structural organization.

Educational training and the HBR Tubetal System

Stéphane du Château’s activity is marked by encoun-

ters and facts that will signiﬁ cantly direct the develop-

ment of his structural systems.

During the II World War he was a prisoner of a German

concentration camp in Hoyerswerda (Oﬂ ag IV D), where

he stayed until March 1945. It was a camp for French

ofﬁ cials with the particularity of professional training.

Stéphane du Château took advantage of this opportu-

nity and cooperated along with 42 other architects with

the Extraterritorial Atelier of l’ENSB

, participating in the

École de Beaux-Arts and Institut d’Urbanisme de Paris

programs.

When the war was over he continued his specializa-

tion at the Institut d’Urbanisme of Paris University and

in 1946 by taking part in a competition he received the

title of “Urban Plans Composer”. He formally completed

his qualiﬁ cation as an architect at the Polish University

College (PUC) of London where in 1947 he also obtaind

a diploma that would only be notarized 20 years later.

As his London diploma wasn’t valid in France, Sté-

phane du Château overcame great difﬁ culties in the

Zygmunt Stanisław Makowski (1922–2005), Polish, one of the

greatest theorist (from University of Surrey located in Guildford, Surrey,

in the South East of England) of spatial structures of the 20

century,

classifies spatial structures in three categories [1]:

a) the mesh structures (trellis), made by a series of bars united

among themselves by nodes. The meshes can be a product of many

geometric bodies or the repetition of one of them (domes in meshes,

barrel vaults, two layered grids);

b) the suspended constructions of all kinds (covers over cables);

the structures in metallic membranes where the cover elements

par ti cipate in the loads (construction in membranes, pleated constructions).

École Nationale Supérieure des Beaux-Arts of Paris.

Strukturalna innowacyjność w pracach Stefana du Château /The innovative structural conception in Stéphane du Château’s work 53

beginning of his career as an autonomous architect. Only

in 1967 due to student pressure and to the recognition of

his professional and pedagogical success, the Chamber

of Architects invites him to apply and solve deﬁ nitively

his professional situation although he has been very well

accepted at the French Chambre des Ingénieurs Conseils

as a member since 1958.

The beginning of his activity in France does not show

what the future has prepared for him. From 1945 to 1949 he

elaborated, in Marc Briaud de Laujardière’s ofﬁ ce (Grand

Prix of Rome), the rebuilding plan of Caën and Saint-Ma-

lo cities which allowed him to show his innovative ideas

for urban conception.

At the same time he started to research on tubes, which

then, were only used in scaffolding. Stéphane du Château

carried out research on metallic triangular beams built

with this material. During time spent in London in 1947

he discovered that the English already knew this system

and used it in constructions in their colonies.

While examining a tubular scaffolding patent bought by

Paul Bandow, also a friend from the concentration camp,

Stéphane du Château noticed that the tubes connec ted by

“knee joints” could bear 700 kgf each. A simple calcula-

tion led him to the conclusion that welding these connec-

tions and exploring the characteristics of hollow cylinders

it was possible to multiply by ten (so, up to 7 tons!) the ap-

plied load. This he demonstrated by experiments done at

the Centre Expérimental du Bâtiment et des Travaux Pub-

lics (Experimental Center of Building and Public Works).

By not being able to work as an architect due to his

non-notarized diploma, Stéphane du Château was forced

to leave Marc Brillaud de Laujardière’s ofﬁ ce in 1949.

From that point he carried out his work alone as an auton-

omous professional “maintaining an ofﬁ ce of architectural

projects”. He gained French nationality in 1953.

During this time he associated with Paul Bandow to

create the Tubetal Society and during 4 years (from 1949

to 1953) as technical director he developed a series of mo-

du lar tubular metallic trusses (HBR Tubetal system) easily

adaptable to allow diverse construction solutions, as in

hangars with two water planes and porticos. This system

is able to span along 20 m with 14 kg/m

of steel; the same

solution in rough iron (in I-section) would be in 40 kg/m

The HBR Tubetal and Vitrex (1953) systems, in tubular

truss and tensed cover, used by Stéphane du Château to

cover a 2000 m

stand at fairs in Paris and Lyon already

showed the ﬁ rst satisfactory conclusions for a better usage

of the tube: there is a 30 to 40% economy of the material

using the tubular proﬁ le.

Two projects among many built using the HBR Tubetal

system (1950) that allows making trusses by the connec-

tion of standard unique elements in welded mesh, are

Bungalow Tropical accomplished by Stéphane du Châ-

teau in 1956 for Cameroon, Africa, and the Chartres Pool,

France (1960–1962, architect J. Rédreau) [2].

Projects, studies and test continued to succeed. The

Tubetal experience gained during ten years contributed to

welded tube credibility as a construction material. Welded

tubes only represent one of the phases in the research on

direction leading to the tridimensional. To create a mar-

of l’ENSB

, uczestnicząc w programach École de Beaux-

-Arts i Institut d’Urbanisme de Paris.

Po zakończeniu wojny kontynuował swoją specjaliza-

cję w Institut d’Urbanisme na Uniwersytecie Paryskim,

a w 1946 r., biorąc udział w konkursie, zdobył tytuł

„Twórcy planów urbanistycznych”. Formalnie kwaliﬁ ka-

cje architekta uzyskał na polskiej uczelni Polish Univer-

sity College (PUC) w Londynie, gdzie w roku 1947 otrzy-

mał też dyplom, który jednak został uznany we Francji

dopiero 20 lat później.

Ponieważ jego dyplom londyński nie był ważny we

Francji, na początku swojej kariery niezależnego archi-

tekta Stefan du Château napotykał olbrzymie trudności.

Mimo że French Chambre des Ingénieurs Conseils przy-

jęła go w poczet swoich członków już w 1958 r., Izba Ar-

chitektów dopiero w roku 1967, w wyniku nacisków stu-

denckich oraz ze względu na powszechne uznanie jego

osiągnieć zawodowych i pedagogicznych, zaprosiła go do

złożenia aplikacji członkowskiej, aby deﬁ nitywnie roz-

wiązać jego sytuację zawodową.

Początek jego aktywności we Francji nie wskazywał

na to, co miała przynieść mu przyszłość. W latach 1945–

1949 w biurze Marca Brillauda de Laujardière (laureata

Grand Prix de Rome) opracował plan odbudowy miasta

Caën i Saint-Malo, co umożliwiło mu przedstawienie in-

nowacyjnych koncepcji urbanistycznych.

W tym samym czasie zaczął badania nad rurami, któ-

re były wtedy używane jedynie do rusztowań. Stefan du

Château prowadził badania nad metalowymi belkami

o prze kroju trójkątnym. Podczas swojego pobytu w Lon-

dynie w roku 1947 odkrył, że Anglicy znają już ten sys-

tem i używają go w konstrukcjach w swoich koloniach.

Podczas badań nad patentem rusztowania rurowego,

wykupionym przez przyjaciela z obozu koncentracyjnego

– Paula Bandowa, Stefan du Château zauważył, że rury

połączone tak jak „stawy kolanowe” mogą wytrzymy -

wać obciążenie 700 kG każda. Prosta kalkulacja dopro-

wa dziła go do wniosku, że wykonując te połączenia

jako spawane i wykorzystując cechy charakterystyczne

pustych w środku cylindrów, można było dziesięcio-

krotnie zwiększyć działają

ce obciążenie (czyli do 7 ton!).

Zademon strował to w doświadczeniach przeprowadzo-

nych w Centre Expérimental du Bâtiment et des Travaux

Publics (Centrum Doświadczalne Budownictwa i Robót

Publicznych).

Ze względu na to, że nie mógł pracować jako archi-

tekt (z nieuznanym dyplomem), Stefan du Château mu-

siał opuścić biuro Marca Brillauda de Laujardière w roku

1949. Od tego czasu pracował dalej sam jako niezależny

profesjonalista, prowadząc „biuro realizacji projektów

architektonicznych”. W roku 1953 uzyskał obywatelstwo

francuskie.

W tym czasie współpracował z Paulem Bandowem

przy utworzeniu Towarzystwa Tubetal i przez cztery lata

(1949–1953) jako dyrektor techniczny rozwijał serię mo-

dularnych kratownic z rur metalowych (system HBR Tu-

betal), które można łatwo dostosowywać, aby otrzymać

École Nationale Supérieure des Beaux-Arts w Paryżu.

54 Cláudia Estrela Porto

różnorodne rozwiązania konstrukcyjne np. w hanga rach

na dwa hydroplany i w portykach. System ten umoż li-

wia uzyskiwanie przęseł o rozpiętości 20 m przy zuży-

ciu stali 14 kg/m

; takie samo rozwiązanie z proﬁ li wal-

cowanych (o przekroju dwuteowym) dawałoby zużycie

40 kg/m

System HBR Tubetal i Vitrex (1953), w formie kratow-

nicy rurowej i rozciąganego pokrycia, wykorzystany przez

Stefana du Château do przekrycia stoiska o powierzch -

ni 2000 m

na targach w Paryżu i Lyonie stanowi pierw-

sze udane zastosowanie konstrukcji rurowych: mniejsze

o 30–40% zużycie materiału. Dwa spośród wielu projek-

tów zrealizowanych w systemie HBR Tubetal (1950), któ-

ry umożliwia wykonanie kratownic przez łączenie stan-

dardowych pojedynczych elementów w spawaną siatkę,

to Bungalow Tropical wykonany przez Stefana du Châ-

teau w 1956 r. dla Kamerunu w Afryce oraz Chartres Pool

we Francji (1960–1962, architekt J. Rédreau) [2].

Projekty, badania i próby nadal przynosiły pozytywne

rezultaty. Doświadczenie zdobyte przez dziesięć lat pra-

cy przy systemie Tubetal spowodowało, że rury spawa-

ne sprawdziły się jako materiał konstrukcyjny. Zastoso-

wanie rur spawanych stanowi jedynie jedną z faz badań

prowadzących do trójwymiarowości. W celu stworzenia

rynku i przekonania klientów do użycia rur przy pracach

rekonstrukcyjnych, Stefan du Château stał się wynalazcą,

dyrektorem technicznym i przedsiębiorcą. Na początku

swoje prace mógł prowadzić dzięki projektom zaprzyjaź-

nionych architektów. Próbując rozwiązać problemy zwią-

zane z montażem i przęsłami, projektował metalowe

struktury składające się z dwóch prostych warstw monto-

wanych ostatecznie w trzech kierunkach.

Systemy przestrzenne

Od roku 1956 du Château tworzył swój pierwszy sys-

tem struktury przestrzennej – trójkierunkowy system SDC

(il. 1a). W 1957 r. uzyskał patent, a niedługo później zna-

lazł dla niego pierwsze zastosowanie: kopułę o średnicy

42 m pokrywającą halę elektrowni przy zaporze Grandval

Dam (1957–1958, architekt H. Marty) (il. 1b).

W systemie tym elementem pracującym są stalowe

rury, a techniką łączenia jest spawanie wszystkich częś -

ci składowych. Ma on węzeł składający się z dwóch lek-

kich powłok odlanych ze stali, do którego wsunięte są

ket and persuade the tube’s usage in reconstruction, Sté-

phane du Château became an inventor, technical director

and entrepreneur. At the beginning he could carry out his

work due to his architect friends’ projects. Trying to solve

assemblage problems and overcome spans he designed

metallic structures in simple double layers ultimately

assembled in three directions.

Spatial systems

Du Château created his ﬁ rst spatial structure system

– the Tridirectional SDC (Fig. 1a) – since 1956. He ob-

tained a patent in 1957 and soon after found its ﬁ rst appli-

cation: a 42 m diameter dome covering the power station

hall at the Grandval Dam (1957–1958, architect H. Marty)

(Fig. 1b).

This system uses steel tubes as a working element and

the weld as a connection technique of all its components.

It has a composite node of two shells, two lightweight

shells cast in steel where the tubes penetrate and are then

ﬁ xed. Having the advantage of not needing the ﬁ nishing

of the tube’s extremity, this system is used tridimension-

ally at the French Stadium’s Swimming Pool in Boulogne

(Stade Français) (1961–1962, architects H.P. Maillard and

P. Ducamp) (Fig. 2).

The Tridirectional SDC exploiting the welding of

nodes enables the building of domes up to a 70 m diameter

and proves the auto-stability of the tridirectional layer in

spherical surface – due to the node absorption (by penetra-

tion) of the geometric irregularities of the dome that are

accentuated the more often the farther they are situated

from its polar center. The structure’s spherical form gives

it spatial stability; the circumferential tensioned ring takes

on to the circumference the strengths coming from the

supported dome, due to which all its rods are compressed.

The SDC system’s importance has provided many ar-

ticles even before the dome was built and raised the cu-

riosity of one of the greatest spatial structure theorists of

this century: Prof. Z.S. Makowski.

In 1959 Stéphane de Château participated in a study

trip to the United States of America and met Richard

Buckminster Fuller at an exhibition in Boston, where

Fuller created some spatial structures domes.

Acknowledging the work of Robert Le Ricolais was

universally decisive. This permited Stéphane du Château

Il. 1. System SDC:

a) detale,

b) kopuła w hali elektrowni

przy zaporze Grandval Dam

Fig. 1. SDC System:

a) details,

b) dome of the power station hall

of the Grandval Dam

Strukturalna innowacyjność w pracach Stefana du Château /The innovative structural conception in Stéphane du Château’s work 55

to give another conceptual and operational dimension to

his research. While searching for a solution of a particu-

lar case, he discovered a new system which led to four

construction patents, many realizations and publications

in the years of 1960.

Noticing the difﬁ culty of welding at the construction

site, Stéphane du Château proposed the Pyramitec sys-

tem (Fig. 3), where connections are made using bolts.

This system which is characterized by applying pre-fabri-

cated pyramids determining the structure’s inertia enabled

the realization of the National Exhibition Fair in Nancy

(1963–1964, architects M. Kruger and M. Pierron):

1,700 m

distribuited in ﬁ ve exhibition pavilions built in

ten months and having a structure weight of 32 kg/m

The pyramids cannot exceed three meters due to trans-

port therefore Stéphane du Château proposed the Tridi-

matec system, constituted by using in-plane beams in

meshes, where their extremities are connected in a way to

form a crossed beam system

(Fig. 4).

Some gymnasiums are built using this system, as Ca-

vaillon (1964–1965, architects Grégoire, Choquart and

Brodovitch). In order to cover a surface of 20 × 40 m with

steel weight of 30 kgf/m

, the beams are interspersed in

such a way as to have only one node in the middle of the

bar, consequently reducing by half the bending moment

and the bar’s thickness.

The same crossed beam system can be done by pre-

fabrication in a double method allowing the realization of

macrostructures in a habitable scale. The Z.U.P. (Priority

Urbanization Zone) Social Center in Rennes (1973–1978,

architect E. Le Berre) is the ﬁ rst such habitable structure.

The structure’s pyramids and tetrahedrons are its habit-

able layers (the modular mesh is of 3.6 m which provides

2.54 m in height) and are perfectly stable.

Z.S. Makowski classifies the two layer grids in two types:

a) the meshed grids (grilles treillis) – vertical intersection of

trussed beams,

b) the spatial grids (grilles spatiales) – combination of tetra-

hedrons, octahedrons or pyramids with squared or hexagon base.

From the structural point of view, the spatial grids are superior to the

meshed grills because of greater rigidity. Although the transport and

construction of meshed grilles is simpler because they consist of trussed

beam units that can be stocked and transported easily (as in the case of

Tri di matec system).

i następnie połączone rury. Dzięki temu, że niepotrzeb-

na jest obrób ka zakończeń rur, system ten wykorzystano

w trójwarstwowym ruszcie konstrukcji basenu w Bou-

logne (1961–1962, architekci H.P. Maillard i P. Du camp)

(il. 2).

Trójkierunkowy system SDC, wykorzystujący spawa-

nie w węzłach, umożliwia konstrukcję kopuł o średnicy

do 70 m i zapewnia stabilność trójkierunkowej warstwy na

powierzchni sferycznej – dzięki możliwości eliminowa -

nia nieregularności geometrycznych kopuły, pojawiają-

cych się częściej w miarę oddalania się od jej bie gunów,

w węz łach (poprzez ich odpowiednie w nich „chowanie”).

Sferyczny kształt struktury nadaje jej sztywność przes-

trzen ną; obwodowy pierścień rozciągany przejmuje na

obwodzie siły pochodzące od podpieranej kopuły, dzięki

czemu wszystkie jej pręty są ściskane.

Znaczenie systemu SDC było tematem wielu artyku-

łów nawet przed wybudowaniem kopuły i wywołało zain-

teresowanie jednego z największych teoretyków struktur

przestrzennych tego wieku: profesora Z.S. Makowskiego.

W roku 1959 Stefan du Château uczestniczył w wy-

prawie badawczej do Stanów Zjednoczonych i poznał Ri-

charda Buckminstera Fullera na wystawie w Bostonie, na

której Fuller wykonał kilka kopuł.

Przełomowe znaczenie miało powszechne docenienie

prac Roberta Le Ricolais’go. Dzięki temu badania Stefa-

na du Château uzyskały inny wymiar koncepcyjny i ope-

racyjny. W trakcie poszukiwań konkretnych rozwiązań

odkrył on nowy system, co w następstwie doprowadziło

do uzyskania czterech patentów konstrukcyjnych, wielu

realizacji i publikacji w latach 60. XX w.

Zauważywszy trudności związane ze spawaniem kon -

strukcji na placu budowy, Stefan du Château zapropo no-

wał system Pyramitec (il. 3), w którym połączenia są wy-

konane przy użyciu śrub. System ten, charakteryzujący się

wykorzystaniem prefabrykowanych piramid, nadających

konstrukcji bezwładność, umożliwił realizację Wystawy

Krajowej w Nancy (1963–1964, architekci M. Kruger

i M. Pierron): 1700 m

w pięciu pawilonach wystawienni-

czych wybudowanych w dziesięć miesięcy (zużycie stali

w konstrukcji wyniosło 32 kg/m

Ze względów transportowych wymiary piramidy nie

mogą przekraczać 3 m, więc du Château zaproponował

sy stem Tridimatec, składający się z płaskich kratownic

Il. 2. Basen przy Stade Français

w Boulogne, Francja

Fig. 2. French Stadium’s

Swimming

Pool

in Boulogne, France

56 Cláudia Estrela Porto

Pyramitec system’s great application ﬂ exibility along

with its different geometries of constructive elements en-

dorsed the evolution to the Unibat system. In the Pyra-

mitec system its bottom node composition is based on

a vertical high strength bolt allowing rotary positions

on the bottom members and consequently the layer’s in -

version. Thus constituting a structure with its layers in -

verted in 45° and so the Unibat system originates. The last

struc ture can be considered as a variant of the Pyramitec

sys tem, only differentiated by its ﬁ xation mode: usage of

bolts on the angles of the base pyramids. It also allows

a ra tional utilization of the high strength bolt (3.5 per

modular surface), which is not the case in the Pyramitec

system using 11 bolts per modular surface.

The Unibat geometry is formed by a board of emp-

ty pyramids and squares and it only covers 50% of the

surface with pyramids – proving to be more economic.

Square based pyramids are connected two by two using

one of their base angles and bars connect their tops.

This connection corresponds to a tridimensional struc-

ture with two parallel layers. The upper layer meshes are

con stituted by the pyramid bases and are oriented 45°

in relation to the bottom layer meshes, constituted by

bars uniting the pyra mids’ tops. This system can serve,

accor ding to its scale, to make slabs, covers or urban ma-

cro structures.

The Unibat structure can be crossed in four different

directions without encountering any obstacle: the 120 mo -

dule and 60 of height allows the creation of technical ﬂ oors

necessary to the ofﬁ ces and other accomo dations, the

120 module and 38 of height permits sufﬁ cient technical

po łączonych w taki sposób, że tworzą ruszt

(il. 4). Przy

użyciu tego systemu budowane są niektóre sale gimna-

styczne, np. Cavaillon (1964–1965, architekci Gré goire,

Choquart i Brodovitch). Aby przykryć po wierzch nię

20 × 40 m, przy zużyciu stali 30 kg/m

, belki są tak rozsta-

wione, żeby powstał tylko jeden węzeł w środ ku pręta, co

w konsekwencji obniża o połowę moment zginający oraz

grubość pręta.

Ten sam system skrzyżowanych belek może być wyko-

nany z prefabrykatów metodą podwójną, umożliwiającą

realizację makrokonstrukcji możliwych do zamieszka-

nia. Centrum Socjalne w Z.U.P. (Zone de Urbanisation

Priorité – Strefa Urbanizacji Priorytetowej) w Rennes

(1973–1978, architekt E. Le Berre) jest pierwszą taką

kon strukcją mieszkalną. Piramidy i czworościany są jej

warst wami mieszkalnymi (siatka modularna ma 3,6 m, co

daje 2,54 m wysokości) i mają one znakomitą stabilność.

Duża elastyczność zastosowania systemu Pyramitec

oraz zróżnicowana konﬁ guracja elementów konstruk-

cyjnych sprzyja

ły ewolucji systemu Unibat. W systemie

Pyramitec budowa węzła dolnego opiera się na śrubie

Z.S. Makowski wyróżnia dwa rodzaje sieci warstwowych:

a) sieci siatkowe (grilles treillis) – pionowo przecinające się belki

kratownicowe,

b) sieci przestrzenne (grilles spatiales) – połączenie czworościanów,

ośmiościanów czy też piramid o podstawie kwadratu lub sześcioboku.

Ze strukturalnego punktu widzenia sieci przestrzenne są lepsze niż sieci

siatkowe ze względu na ich większą sztywność. Transport i konstrukcja

sieci siatkowych jest prostsza, ponieważ składają się one z elementów

belek kratownicowych, które mogą być układane w stosy i można je

łat wo transportować (przykład – system Tridimatec).

Il. 3. Prostokątny system Pyramitec (piramida o kwadratowej podstawie):

1) struktura ciągła, 2) belki skrzyżowane równolegle,

3) belki przekątniowo skrzyżowane, 4) konstrukcja odwróconej siatki,

5) konstrukcje podparte, 6) konstrukcje zawieszone

Fig. 3. Pyramitec Orthogonal System (pyramid with square base):

1) continuous structure, 2) crossed parallel beams,

3) diagonally crossed beams, 4) structure in inverted mesh,

5) supported structures, 6) suspended structures

Il. 4. Rysunki detali systemu Tridimatec

– widok od strony łącznika w stronę dwu- i trójkierunkowych sieci

Fig. 4. Drawings of details of the Tridimatec system

– view from the connector to the bi- and three dimensional grids

ruszt trójkierunkowy

three dimensional grid

tridirectionelle

ruszt dwukierunkowy/bidirectional grid

bidirectionelle

widok

w rzucie

plan view

vue en plan

widok z boku

side view/vue latérale

szczegół A

detail A

détail A

przekrój B-B

section B-B/coupe B-B

Strukturalna innowacyjność w pracach Stefana du Château /The innovative structural conception in Stéphane du Château’s work 57

pionowej o dużej wytrzymałości umożliwiającej obroto-

we uk ła danie elementów dolnych oraz w konsekwencji

odwrócenie war st wy. Powstająca w ten sposób struktura

z od wróconymi o 45° warstwami daje początek systemo-

wi Unibat. Tę ostatnią strukturę można uważać za wa-

riant sy stemu Pyramitec, od którego różni ją tylko sposób

monta żu: użycie śrub w narożach dolnych piramid. Taki

sposób umo żliwia również racjonalne wykorzystanie śrub

o dużej wytrzymałości na ścinanie (3,5 szt. na moduł po-

wierzchni), co wygląda inaczej w systemie Pyramitec wy-

korzystującym 11 śrub na moduł powierzchni.

Geometria systemu Unibat, która ukształtowana jest

przez warstwę pustych piramid i kwadratów, pokrywa

zaledwie 50% powierzchni piramidami – co potwierdza

jej większą ekonomiczność. Piramidy o podstawie kwa-

dratowej są łączone w taki sposób, że dwie z nich mają

wspólny tylko jeden węzeł podstawy z zastosowaniem

dodatkowych prętów łączących ich wierzchołki. Połą-

czenie to odpowiada trójkierunkowej strukturze z dwo-

ma warstwami równoległymi. Siatki warstwy górnej two-

rzą pod stawy piramid ustawione pod kątem 45° do siatek

warstwy dolnej, zbudowanej z prętów łączących wierz-

chołki piramid. System ten, w zależności od swojej skali,

służy do wykonywania płyt, przekryć i makrostruktury

miejskiej.

Struktura systemu Unibat może być krzyżowana w czte-

rech różnych kierunkach bez żadnych przeszkód: moduł

120 cm o wysokości 60 cm pozwala utworzyć podłogi

techniczne niezbędne dla biur i lokali użytkowych; moduł

120 cm o wysokości 38 cm daje wystarczającą przestrzeń

techniczną dla mieszkań. Struktura o podwojonym mo-

mencie bezwładności (dwie piramidy połączone wierz-

chołkami) daje rozpiętość 100 do 150 m, przy dwukrot-

nie mniejszym ugi

ęciu prętów. System ten jest dobrym

rozwiązaniem przy projektach wymagających dużej ela-

styczności i głównie w latach 70. XX w. zdobył dużą po-

pularność, czego dowodem realizacja 50 projektów we

Francji i innych krajach.

W roku 1967 Europejska Wspólnota Węgla i Stali

(EWWiS) ogłosiła międzynarodowy konkurs, którego ce-

lem było zbadanie zastosowania stalowych struktur trój-

wymiarowych w budownictwie. System Unibat był zasto-

sowany w drugim etapie przy kontynuacji nagrodzonego

projektu grupy TETRA z Luksemburga (architekci: Marc

Ewen, Paul Kayser, Leonard Knaff, Jean Lanners), która

pierwotnie zaproponowała wykorzystanie systemu Mero.

Ewo lucyjny dom, dający możliwości aglomeracyjne, skon -

struowany był na początku w systemie Pyramitec, a na -

stępnie wyewoluował w dwupoziomowy prototypowy

budynek mieszkalny i biurowy o konstrukcji Unibat.

Momentem kulminacyjnym badań z zakresu uprzemy-

słowienia budownictwa mieszkalnego wykorzystującego

struktury trójwymiarowe było badanie ogniowe przepro-

wadzone na prototypie. Jego wynik przekroczył wszelkie

przewidywania. Płyta Unibat po 4 godzinach oddziaływa-

nia temperatur pożarowych wykazała odkształcenie jedy-

nie 9 mm.

Stosując ten system w budynkach, Stefan du Château

chciał udowodnić, że uprzemysłowienie nie niszczy archi-

tektury, a wręcz przeciwnie – daje architekturze moż-

space for housing. Organized in double inertia (uniting two

pyramids by their tops), the structure allows spanning of

100 to 150 m with buckling length of the bars reduced by

half. This system responds well to an immense variety of

programs and, mainly during the 1970, proved its efﬁ cien-

cy by realizing ﬁ fty projects in France and other countries.

In 1967 an international competition was releazed by

the European Committee of Coal and Steel (ECSC) aimed

at studying the application of steel tridimensional struc-

tures in the building industry. The Unibat system was used

to continue the second phase of the prized project of the

TETRA group from Luxembourg (architects Marc Ewen,

Paul Kayser, Leonard Knaff, Jean Lanners), which initial-

ly proposed using the Mero system. The evolutional house

that gives agglomeration possi bilities, was structured at

the beginning in Pyramitec system and subsequently ad-

vances to a two-ﬂ oor prototype building of residential and

ofﬁ ce structure in Unibat.

The apex of these researches on residential building

industrialization using tridimensional structures was the

testing by using ﬁ re on a prototype, the result of which

surpassed any forecast. The Unibat slab during ﬁ re condi-

tions only showed of 9 mm after four hours under ﬁ re.

Applying this system to buildings, Stéphane du Château

wanted to prove that industrialization does not eliminate

architecture, but on the contrary, it can give architecture

the possibility of adapting and modelling space to answer

the program’s necessities – now and in the future. With the

Unibat system and three facade panels of multiple com-

binations it is possible for the user to conceive, together

with the architect, his own residence. The ﬁ rst two proto-

types were proposed for use in national education, thus

two HLM (Habitation à Loyer Modéré – Mode rate Rental

Residences) buildings were built in 1969–1970 (architect

F. D’Arcier) in Gonesse and Thiais.

These realizations took Stéphane du Château to think

of industrialization in a larger context, that of urbanism.

The urbanism concept was widely broadcast in the six-

ties by the GEAM group (Grupe d’Études d’Architecture

Mobile – Mobile Architecture Study Group) when such

architects as Yona Friedman, Maymont, Emmerich, Ota-

ka, among others, presented future cities using growing

spatial structures.

Using these ideas together with the Unibat system,

Stéphane du Château developed some urban space re-

ordering proposals in 1973. Along with architect Jean

Maneval he researched for the SCIC (Central Real Estate

Society for the Bank of Deposits and Assignments) on an

urban center structure. He proposed more than industrial-

ized residence cells, but also the skeleton to receive them.

Moreover, Stéphane du Château studied urban space or-

ganization in macrostructures for the Equipment Ministry

(Construction Plan’s Project) where he proposed an artiﬁ -

cial ground for a city of 2,000 to 2,500 inhabitants where

the Unibat geometry allowed organizing the urban space

above the natural level surface.

Along with these realizations while trying to put the

constructions methods in harmony with new materials,

Stéphane du Château showed that spatial structure forms

favour the application of plastic on the covers of large

58 Cláudia Estrela Porto

liwość przystosowywania i kształtowania przestrzeni

w od powiedzi na wymagania danego projektu – teraz

i w przyszłości. Przy użyciu systemu Unibat i trzech pa-

neli elewacyjnych w różnych kombinacjach możliwe jest

stworzenie przez użytkownika (razem z architektem)

własnego domu. Pierwsze dwa prototypy zostały zapro-

ponowane do wykorzystania w systemie edukacji narodo-

wej i tak w latach 1969–1970 wybudowano dwa budynki

HLM (Habitation à Loyer Modéré) (architekt F. D’Arcier)

w Gonesse i Thiais.

Te realizacje spowodowały, że Stefan du Château za-

czął myśleć o uprzemysłowieniu w szerszym kontekś-

cie – w skali urbanistycznej. Koncepcja urbanizacji była

szeroko propagowana w latach 60. przez grupę GEAM

(Grupe d’Études d’Architecture Mobile), kiedy architek-

ci tacy jak Yona Friedman, Maymont, Emmerich, Otaka

i inni prezentowali miasta przyszłości, wykorzystując co-

raz popularniejsze struktury przestrzenne.

Łącząc te pomysły z systemem Unibat, Stefan du

Château opracował w 1973 r. pewne propozycje nowego

uporządkowania przestrzeni miejskiej. Razem z archi-

tektem Jeanem Manevalem prowadził badania dla SCIC

(Centralne Towarzystwo Nieruchomości dla Banku Depo-

zytów i Cesji) nad konstrukcją dla centrum miasta. Zapro-

ponował oprócz uprzemysłowionych komórek mieszkal-

nych także szkielet, na którym miałyby się one opierać.

Oprócz tego Stefan du Château badał organizację prze-

strzeni miejskiej w makrostrukturach dla Ministerstwa

Infrastruktury (Projekt Planu Realizacji) i zaproponował

sztuczną

powierzchnię zabudowy miasta dla 2000–2500

mieszkańców, gdzie geometria systemu Unibat pozwala

zorganizować przestrzeń miejską powyżej naturalnego

po ziomu powierzchni.

Oprócz tych realizacji, próbując dopasować w spo-

sób harmonijny metody budowlane do nowych materia-

łów, Stefan du Château pokazał, że struktury przestrzenne

sprzyjają zastosowaniu tworzywa sztucznego na pokry-

cia dużych przęseł. W tym kontekście zaproponował sys-

tem Circotec (il. 5) jako zaokrąglone zamknięcie z suﬁ tem

uformowanym z wiszącej struktury utrzymującej element

nadmuchiwany, umożliwiające szybki montaż pomiesz-

czeń tymczasowych o średnicy 40 m, bez fundamentu.

Trójkierunkowa siatka cięgien zamontowana do pier-

ścienia ściskanego ze stalowych rur tworzy pokrywę

w kształcie nadmuchanego, dwustronnie wypukłego ziar -

na soczewicy. Jej dwie ułożone nad sobą membrany two-

rzą ściany plastikowej powłoki. Powietrze pod ciśnieniem

jest wprowadzane do pokrywy i pomiędzy te dwie mem-

brany, gdy tylko siłowniki pneumatyczne, rozmieszczo -

ne na obwodzie, pomiędzy słupami w kształcie litery

„V”, podniosą konstrukcję. W celu demontażu konstruk-

cji trze ba tylko wykonać czynności montażu w odwrotnej

ko lejności.

Unikatowa jest również pokrywa konstrukcji trybun

Laval Stadium (1965–1969, architekt J. Saint Arroman)

(il. 6), gdzie pokrycie z polycorolles (półprzeźroczyste

elementy z wielowarstwowego poliestru w kształcie pa-

raboloidy hiperbolicznej ograniczonej czterema prostoli-

niowymi brzegami) autorstwa Yves’a Chaperota odpo-

wiada systemowi Tridimatec Stefana du Château [3].

spans. In this context, he proposed the Circotec system

(Fig. 5), as a rounded enclosure with a ceiling formed by

a suspended structure bearing an inﬂ atable element and

allowing fast assemblage of temporary rooms of 40 m

diameter without foundation.

A tridimensional mesh in cables ﬁ xed to the steel tube

compression ring receives a cover made by an inﬂ atable

biconvex lentil, where two membranes superimposed

make its walls in plastic canvas. The air under pressure

is transferred to the cover and penetrates between the two

membranes as soon as the pneumatic actuator that uplifts

the structure is positioned under the peripheral “V” pil-

lars. To disassemble the structure only needed is the pro-

cesses inversion.

Unique is also the cover structure of the tribunes of

La val Stadium (1965–1969, architect J. Saint Arroman)

(Fig. 6), where a polycorolles (a trans-lucid stratiﬁ ed po-

ly ester cover element with the form of a hyperbolic para-

bo loid, limited by four rectilinear boundaries) cover de-

veloped by Yves Chaperot is corresponds to the structure

system in Stéphane du Château’s Tridimatec [3].

Not being able to be called an architect making ar-

chitecture, Stéphane du Château was obliged to develop

structural architecture for an architectural structure. His

structures organize the architectural volume, determining

its form and deﬁ nitive character.

Thus he left the established systems, especially ﬂ at

forms, two layer bi- or tridimensional structures to elabo-

rate more notable projects, unique in their ﬁ eld. In this

context, the Exhibition Pavilion in the form of a giant

turtle – a housing emblem – was built at the Brussels Hall

of Building and Decorative Arts (1970–1971, architects

J. Ballenstedt, P. Frebourg, S. du Château) (Fig. 7), and

largely surpasses its publicity goal and also to become

a technical progress symbol, and a testimony of the archi-

tectural structure’s ability.

Steel, aluminum, glass, and neoprene joints are mod-

eled by Stéphane du Château in such a way as to create

three different but juxtaposed parts in a metallic skeleton.

The Exhibition Pavilion volume, a dome with geodesic

divisions (hexagons and pentagons) of 15 m dia meter and

14 m in height rests upon a base that ensures stability and

Il. 5. System Circotec

Fig. 5. Circotec System

Strukturalna innowacyjność w pracach Stefana du Château /The innovative structural conception in Stéphane du Château’s work 59

Stefan du Château, który nie mógł siebie nazywać ar-

chitektem tworzącym architekturę, zmuszony był tworzyć

architekturę strukturalną dla struktury architektonicznej.

Jego struktury organizują przestrzeń architektoniczną, na-

dając jej formę i deﬁ nitywny charakter.

W ten sposób odszedł on od ustalonych systemów, szcze-

gólnie form płaskich, dwuwarstwowych struktur dwu- czy

też trójwymiarowych, aby opracować bardziej wyraziste

i unikatowe w swoim rodzaju projekty. W tym kontekście

pawilon wystawienniczy w kształcie gi gantycznego żół-

wia – znaku budownictwa – powstały w Brukseli w Hali

Budownictwa i Sztuk Dekoracyjnych (1970–1971, archi-

tekci J. Ballenstedt, P. Frebourg, S. du Châ teau) znacznie

przekroczył swój cel propagandowy i kon strukcja ta stała

się również symbolem postępu technicznego oraz świa-

dectwem możliwości struktury architektonicznej (il. 7).

Stal, aluminium i łączniki neoprenowe są kształtowane

przez Stefana du Château w taki sposób, że tworzą trzy

różne części zestawione w metalowym szkielecie. Pa-

wilon Wystawowy, konstrukcja o podziale geodezyjnym

(sześciokąty i pięcioką

ty), o średnicy 15 m i wysokości

14 m, opiera się na podstawie, która zapewnia jej stabil-

ność i jest przedłużona za pomocą wspornika tworzącego

rodzaj wieżyczki widokowej – czoła żółwia [4].

Analizując prace Stefana du Château, można zauwa-

żyć, że jego proces twórczy nasilał się, kiedy pojawiała

się potrzeba znalezienia nowego rozwiązania. Z rozwią-

zania technicznego wymyślonego dla Convention Cen-

ter stworzył on nowy system zwany Spherobat (il. 8). Ta

struktura przestrzenna opiera się na koncepcji węzła kuli-

stego zbudowanego z pustej w środku kuli, umożliwiają-

cej dowolną rozbudowę struktury. Pręty łączone są w kuli

za pomocą śrub wkręcanych od środka kuli do płaskich

zakończeń prętów. W ten sposób proste zasady geometrii,

razem z możliwościami danego węzła, pozwalają tworzyć

duże przestrzenie bez pośrednich podparć i konstruować

rozprzestrzeniające się struktury, dające większą swobodę

tworzenia modularnej płaszczyzny.

Dla twórczej duszy Stefana du Château najważniej-

szym celem w życiu była innowacja. W roku 1984 pod-

czas „Grand Prix des Casques D’Or – Pechiney-Bâtiment”

zaprezentował pięć projektów: dźwigary nad peronami

na dworcu kolejowym Lyon-Part-Dieu (pierwsze zasto-

sowanie systemu Spherobat Aluminum), Tridibalu i Flo-

talu, system Bamboutec i Dodecavis (te dwa ostatnie opa-

tentowane) [5].

Ważnym momentem stało się utworzenie przez grupę

Pechiney-Bâtiment specjalnego działu konstrukcyjne-

go zajmującego się produkcją systemów nagrodzonych

w konkursie. Ta sytuacja dała Stefanowi du Châ teau

gwarancję rozwoju i uprzemysłowienia systemu Sphero-

bat Aluminum. Aby uzyskać zwiększoną wytrzymałość

i w ten sposób lepiej przenosić obciążenia działające na

struktury, Stefan du Château wpadł na pomysł wykona-

nia tych kul węzłowych nie poprzez ich odlewanie, ale

poprzez kucie. Aluminium obrobione na zimno ma wyjąt-

kowe właściwości.

System Tridibalu wykorzystano przy projekcie łodzi

o strukturze trójwymiarowej i trójkierunkowej w kształcie

równobocznego trójkąta podpartego na

trzech pływakach.

extends with the help of a cantilever creating a sort of

a viewing turret-turtle’s forehead [4].

While analyzing the works of Stéphane du Château it

may be noticed that his creative process was intensi ﬁ ed

when a new solution was requested. From the technical

solution imagined for the Convention Center he crea-

ted a new system named Spherobat (Fig. 8). This spatial

Il. 6. Laval Stadium: a) trybuny, b) detal pokrywy

Fig. 6. The Laval Stadium: a) tribunes, b) the cover detail

Il. 7. Pawilon wystawienniczy – gigantyczny żółw na wystawie

Batibouw w Brukseli, 1970–1971

Fig. 7. Exhibition Pavilion – giant turtle in Brussels

on the Batibouw Exhibition in Brussels, 1970–1971

60 Cláudia Estrela Porto

structure rests on the spherical connection node concept,

built from a hollow ball that allows a free develop ment

of the structure. The bars are united with the sphere using

bolts from the sphere’s inside to ﬂ at endings of the bars.

Therefore simple geometric principles together with spe-

ciﬁ c node possibilities allow realizing large spaces with-

out intermediary support and constructing expanding

structures with plan rotation, providing a larger liberty in

creating the modular surface.

With such a creative spirit Stéphane du Château had, as

the main goal in his life, that of being innovate. In 1984

during the “Grand Prix des Casques D’Or – Pechiney-Bâ-

timent” he presented ﬁ ve projects: girders above the plat-

forms of the Lyon-Part-Dieu train station – the ﬁ rst appli-

cation of the Spherobat Aluminum system, the Tridibalu

and the Flotalu, the Bamboutec and the Dodecavis system

– the latter two patented [5].

When the Pechiney-Bâtiment group created a speci-

ﬁ c department of construction, committed to producing

the competition’s prized systems this gave Stéphane du

Château guarantees of Spherobat Aluminum system’s

develop ment and industrialization. In order to obtain an

increased resistance and thus to resist better the structure’s

loads, Stéphane du Château had the idea of making these

connection balls not by modelling but by forging. Worked

coldly, the aluminum has exceptional characteristics.

The Tridibalu principle was used the project of a boat

of a tridimensional and three directional structure in form

of an equilateral triangle supported on three ﬂ oats. It is

26 m in length and 22 m wide and can be equipped with

sails or an engine. The Flotalu is an immersed ferry built

a tridimensional structure with many layers whose large

diameter bars are ﬂ oating devices. Both projects are pro-

Ma ona 26 m długości i 22 m szerokoś ci i może być wypo-

sażona w żagle lub silnik. Flotalu to za nu rzony prom zbu-

dowany z trójwymiarowej struktury z wie lo ma warstwami,

której pręty o dużej średnicy stanowią pły wa ki. Oba te pro-

jekty to propozycje zastosowania sy ste mu Spherobat Alu-

minum i mogą być używane jako ło dzie rekreacyjne lub

sztuczne plaże, a nawet pływające porty.

Ze względu na olbrzymi rynek zastosowania bam-

busa jako materiału konstrukcyjnego w Azji oraz jego

zna ko mi tą odporność na wyginanie, Stefan du Château

zaprezen tował system Bamboutec (il. 9) – opatentowaną

koncep cję wielu małych aluminiowych elementów łącze-

niowych, umożliwiającą łączenie wielu bambusowych

prętów. W systemie Bamboutec pręty są łączone śrubami

promieniście w węźle kulistym przy użyciu metalowego

Il. 8. System Spherobat

– struktura i detale łączenia

w węzłach

Fig. 8. Spherobat System

– structure and fixing details

in the nodes

Il. 9. System Bamboutec

Fig. 9. Bamboutec System

Strukturalna innowacyjność w pracach Stefana du Château /The innovative structural conception in Stéphane du Château’s work 61

urządzenia stożkowego ukierunkowującego obciążenia

i umożliwiającego zastosowanie bambusa w siatkach trój-

wymiarowych.

System Dodecavis, wykorzystujący aluminium, umoż-

liwia obniżenie naprężeń dociskowych, ponieważ ten

no wy węzeł zapewnia większe powierzchnie styku z prę -

ta mi. Dwa elementy, które stanowią czaszę kulistą, są

iden tyczne i łączą się ze sobą pierścieniem. Stosując inną

tech nologię wytwarzania, w celu poprawienia właściwoś-

ci mechanicznych aluminium, Stefan du Château założył,

że wytwarzanie węzłów w procesie kucia czy też tłocze-

nia mogłoby dwukrotnie zwiększyć nośność struktury

w po równaniu z systemem Spherobat z aluminiowymi

wę

z łami odlewanymi.

Stefan du Château wymyślił również system Pyramibat

charakteryzujący się osobnym wytwarzaniem elementów

składowych piramidy – montowanych śrubami.

System trójwymiarowy wykorzystujący aluminium

umoż liwia konstrukcję podłóg modułowych w budynkach

czy też rezydencjach bez spawania, ale pomimo zalet ża-

den projekt w tym systemie nie został zrealizowany.

Wnioski

Zastosowanie struktur trójwymiarowych jest przezna-

czone szczególnie do budynków użyteczności publicznej,

obiektów sportowych i przemysłowych, wymagających

większych rozpiętości. Forma struktury wynika z potrzeb

obiektu architektonicznego, w którym jest zastosowana,

a czasami wpływa na architekturę obiektu tak silnie, że

wręcz determinuje jej formę. Rządowe prace budowlane

w większości powiązane są z konkursami architektonicz-

nymi i z tego względu Stefan du Château ściśle współ-

pracował z architektami. Na jego pierwsze prace mieli

wpływ jego przyjaciele – współwięźniowie obozu kon-

centracyjnego, młodzi architekci, którzy podziwiali jego

szczególne umiejętności konstrukcyjne.

Stefan du Château jawi się jako artysta szukający

w swo ich rozwiązaniach piękna i prostoty, zwracający

jednocześnie uwagę na budżet projektu, a także zawsze

starający się łączyć teorię z praktyką.

Opracowując struktury przestrzenne, rozumiał zasad-

nicze znaczenie węzła jako punktu, w którym zbiegają się

wszystkie siły wypadkowe, który musi być prosty i stwo-

rzony tak, aby spełnić wymagania statyczne. Jednocześnie

chciał pokazać, że spośród wielu wyrobów konstrukcyj-

nych rura bez wątpienia najlepiej nadaje się do wykonania

struktur, w których dominują wypadkowe siły ściskające.

Analizując prace Stefana du Château, zauważyć moż-

na, że wiele jego różnych realizacji jest ważnych nie tyl-

ko ze względów statycznych, ale również ze względu na

specyﬁ kę użytego materiału. Żaden system konstrukcyjny

nie jest idealny i każdy ma swoje optymalne zastosowa-

nia. Dzięki badaniom używanych przez siebie komponen-

tów Stefan du Château opracował wiele systemów do wy-

korzystania w architekturze. Jego pierwszy patent – węzeł

SDC – jest trójkierunkowy, ponieważ jest to forma ideal-

nie sztywna i dlatego właśnie jak żadna inna sprawdza się

w konstrukcji kopuł, podczas gdy ten sam system w ukła-

dzie dwukierunkowym do tego się nie nadaje.

positions of using the Spherobat Aluminum system and

can be used as leisure boats or as artiﬁ cial beaches or even

ﬂ oating ports.

Because of the enormous market in Asia for the usage

of bamboo in construction and its excellent resistance to

bending Stéphane du Château to presented the Bamboutec

system (Fig. 9), the patented conception of many small

connection elements in aluminum, allowing the connec-

tion of many bamboo rods. In the Bamboutec system the

bar ﬁ xation is made by radial bolts in a spherical node

through a metallic conic device that directs the loads and

permits the use of bamboo in tridimensional meshes.

The Dodecavis system in aluminum permits a decrease

in compression loads as this new node provides greater

contact surfaces with the bars. The two elements that con-

stitute the spherical cap are identical and are connected

with each other with a ring. Using a different fabrication

technology to improve the aluminum’s mechanical quali-

ties, Stéphane du Château assumed that fabricating nodes

through forging or stamping process could double the

structure’s load capacity in comparison to the Spherobat

system of molded aluminum nodes.

Stéphane du Château also invented the Pyramibat sys-

tem characterized by a separate fabrication of the consti-

tuent elements of the pyramid – assembled by bolts.

The tridimensional aluminum system allows the con-

struction of modular ﬂ oors of buildings or residences

without welding but despite its advantages no project was

executed in this system.

Conclusion

The application of tridimensional structures is specially

designated for public, sports and industrial buildings that

need larger spans. Thus the structure form results from the

architectural needs of the object in which it is used and,

in some cases, the structure inﬂ uences the object’s archi-

tecture in such a manner that it determines its form. Go-

vern ment construction works are mostly connected with

architecture competitions and, because of this, Stéphane

du Château closely cooperated with architects. His ﬁ rst

works were inﬂ uenced by his concentration camp friends,

young architects who had acknowledged his ﬁ ne con-

struction competency.

Stéphane du Château presents himself as an artist look-

ing for beauty and simplicity in his solutions and at the

same time, with an eye on the project’s budget and also

always trying to unite theory and practice.

Creating his spatial structures he initially understood

the node’s importance, a convergence point of all the re-

sultant stresses that must be simple and created in such

a way as to fulﬁ l the static requirements; simultaneously,

he wanted to show that among many materials, the tube is

without doubt the most adequate in the execution of these

structures where there is predominance of compression

resultant stresses.

Analyzing Stéphane du Château’s work, many diverse

accomplishments are noticeable not only due to the stabil-

ity principle but also the nature of the used material. No

construction system is ideal and each system has its opti-

62 Cláudia Estrela Porto

Przechodzenie od jednego systemu do drugiego nie jest

absolutnie przypadkowe, ale raczej jest odpowiedzią na

pewne ograniczenia. Czasami badanie rozwiązania dla

jakiegoś konkretnego programu prowadzi do stworzenia

koncepcji innego nowatorskiego systemu, a czasami jego

zastosowanie wynika z dążenia do ulepszenia wcześ-

niejszego rozwiązania. Na tej zasadzie system Pyramitec

(1960) wykorzystujący prefabrykowane piramidy po-

łączone śrubami miał rozwiązać problem systemu SDC

i konieczności spawania na placu budowy [6].

Opracowane systemy nie wykluczają się wzajemnie,

ale w rzeczywistości odpowiadają na różnorodne potrze-

by i mogą być nawet używane razem w celu udoskona-

lenia danego założenia projektowego. Taka sytuacja wy-

stępuje w przypadku lotniska w Nicei wybudowanego

w roku 1981, gdzie połączono system Spherobat i Uni-

bat. Tam właśnie konstrukcja budynku wykorzystuje sys-

tem Spherobat (architekci Laugier i Michel), a przy roz-

budowie lotniska zastosowano system Unibat (architekci

SODETEG-Sud-Est).

Spośród wielu czynników, które wpływają na wybór

systemu konstrukcyjnego, istotne jest to, czy może on

zreali zować formę strukturalną, oraz jego koszt, co wpływa

na okres jego ekspolatacji. Przy konstrukcji nowego budyn-

ku Thomson-CSF Society (architekci J. Willerval, L. De-

leu) w Bagneux w roku 1998 wybrano system Sphero bat ze

względu na jego jakość architektoniczną, wyma ga nia tech-

niczne (przęsła ponad 70 m), bezpieczeństwo zasto sowa-

nia i oczywiście ze względu na jego bezkonkurencyjną

cenę w porównaniu z innymi dostępnymi systemami.

Od roku 1982 organizacja produkcji sprawiła, że kon-

strukcje wykonywane są wyłącznie w systemie Spherobat.

Z jednej strony grupa Pechiney-Bâtiment zupełnie zinte-

growała jego produkcję, gwarantując swoim użytkowni-

kom bezpieczeństwo zapasów i jakość produktu; z drugiej

zaś strony Unibat International (z inżynierem Jean-Yves

Morineau), stosując wyłącznie system Spherobat, prowa-

dzi do masowego użycia tego systemu w projektach ar-

chitektonicznych. Koniecznie należy dodać, że reklamy

w publikacjach wydawanych przez Pechiney-Bâtiment

intensywnie namawiały do stosowania takiego rozwiąza-

nia. Podawane informacje o systemie Spherobat są jasne:

nie jest on przeznaczony wyłącznie do nowych konstruk-

cji, raczej w oryginalny sposób zaspokaja on wymagania

projektów przestrzennych.

Trójwymiarowe struktury są zróżnicowane, a ich uży-

cie poprawia wygląd wielu uprzemysłowionych syste-

mów, czego dowodzi fakt, że niektóre z nich, zaprojekto-

wane 50 lat temu, są nadal używane (szczególnie system

Mero, Unistrut, Triodetic i Space Deck).

Stefan du Château nie zdobył całego francuskiego ryn-

ku, choć w latach 80. XX w. ciągle zajmował ważną po-

zycję. To spowodowało, że ze względu na wydajność jego

systemów Framatec Society (francuskie towarzystwo tech-

nik i materiałów powstałe w roku 1988) postanowiło za-

interesować się systemem Spherobat i wybu dować wspól-

nie z Unibat International otwierany dach o powierzchni

4000 m

dla meczetu Hassana II w Casablance.

Szerokie rozumienie zagadnień struktur przestrzen-

nych u Stefana du Château wyrażało się w nieustającym

mum in relation to the given situation. Therefore through

research on the components used Stéphane du Château

developed many systems for architecture. His ﬁ rst pa-

tent, the SDC node, is three directional, for this form is

perfectly rigid and is best for the dome while the same

bidirectional system is unstable.

Passing from one system to another is by no means

accidental but responds to certain factors. Sometimes re-

searching for a solution of a speciﬁ c program leads to the

conception of a new system or even its application can

come also from the will to improve the last system. Due

to this principle the Pyramitec system (1960) using pre-

fabricated pyramids united by bolts aimed at solving the

problem of the SDC system and the necessity of welding

at the construction site [6].

The invented systems do not exclude one another, but

do respond to different necessities and can even be used

together to improve a project’s goal. That is the case of

Nice’s airport built in 1981 where a mixed solution of

Spherobat and Unibat was used. The building itself is in the

Sphe robat system (architects Laugier and Michel) and the

airport’s extension (architects SODETEG-Sud-Est) is in

the Unibat system.

Among many factors that inﬂ uence the system’s choos-

ing, the main is its ability to solve the structural form and

also its cost – which determine the perennial of its usage.

The choosing of the Spherobat system for the construc-

tion of the new Thomson-CSF Society building (archi-

tects J. Willerval, L. Deleu) in the city of Bagneux in 1998

is for its architectural quality, its technical performances

(spans of over 70 m), security of its many appli cations

and, of course, its unrivalled price in relation to other sys-

tems available.

From 1982 constructions are made exclusively in Sphe-

robat due to its production organization. On the one hand

the power of the Pechiney-Bâtiment group had totally in-

tegrated its production and transformation line guarantee-

ing its users stock safety and product quality; on the other,

Unibat International with engineer Jean-Yves Morineau

using only the Spherobat system structures leads to a mas-

sive usage of this system in architecture projects.

It is necessary to say also that advertisements in publi-

cations issued by Pechiney-Bâtiment were a strong calling

for this type of accomplishment. In fact, information on

the Spherobat system is clear: it is not reserved only for

new constructions, but it allows answering in an original

way many spatial projects.

Tridimensional structures are varied and their use im-

proves the appearance of many industrialized systems

which is proved by the fact that some of these systems,

designed 50 years ago are still used, in particular Mero,

Unistrut, Triodetic and Space Deck systems.

Stéphane du Château did not conquer the entire French

market, although during the eighties he still occupied

a prominent place due to his systems’ performance. These

qualities induced the Framatec Society (French society

of techniques and materials which originated in 1988) to

gain interest in the Spherobat system and to build together

with Unibat International the 4000 m

roof of the mosque

of Hassan II in Casablanca.

Strukturalna innowacyjność w pracach Stefana du Château /The innovative structural conception in Stéphane du Château’s work 63

The effort to put in practice even more competitive sys-

tems shows Stéphane du Château’s comprehension about

the vast structures’ area. In this ﬁ eld nothing can be done

without diving into the industrial universe governed by

the economy. Architecture research in the industry re-

quires a close collaboration among many protagonists,

where scientiﬁ c partners in research and businesses have

a dominant role [7].

During the beginning of 1990 Stéphane du Château

through the Unibat International Society had a univer-

sal license for patent searching. The structure elements

(nodes, bars and proper bolts) were fabricated by special-

ized ﬁ rms through this society. The Unibat Society as-

sured the dimension calculation of the structures with the

architects and controlled the assemblage done by metallic

structure ﬁ rms and was responsible for the execution and

the elements quality.

During the development of the spatial structures, Sté-

phane du Château constantly aimed at their industrializa-

tion and at the same time that he reinforced his image of

engineer the creator of forms and spaces. For him to think

structures is ha ving the mind open to research and a new

future, that is, thinking the future by imagination and cal-

culation. This evolution is possible and necessary. It is

a sector on the present’s domain [8].

In the domain of steel constructions, Stéphane du Châ-

teau’s experiences are widespread in the entire world and

fully justify the opinion that his work will be recognized

by future generations of architects and engineers as the

most important accomplishments in spatial structure de-

ve lop ment.

Stéphane du Château will always be remembered in

the academic world as someone who knew how to awake

the interest in beautiful and functional constructions, de-

veloping exceptional structure models. This man of an

exceptional personality and talent and particular capabili-

ties knew how to forecast future tendencies, how to in-

vestigate and ﬁ nd the intrinsic potential in materials and

modern technology. That is why in the domain of spatial

structures Du Château is unique.

dążeniu do wykorzystania w praktyce coraz bardziej kon-

kurencyjnych systemów. W tym obszarze nie można nic

zrobić bez zagłębienia się w świat przemysłu, w którym

rządzi ekonomia. Badania w przemyśle na rzecz archi-

tektury wymagają ścisłej współpracy wielu stron, przy

czym decydującą rolę odgrywa partnerstwo naukowców

i biznesu [7].

Na początku lat 90. minionego stulecia Stefan du Châ-

teau poprzez Unibat International Society posiadał świa-

tową licencję na poszukiwanie patentów. Towarzystwo

to zlecało wyspecjalizowanym ﬁ rmom produkcję ele-

mentów struktury, takich jak węzły, pręty i odpowiednie

śruby. Unibat Society zapewniało obliczenia wymiarów

struktur z architektami oraz kontrolowany monta

ż prze-

prowadzany przez ﬁ rmy zajmujące się konstrukcjami me-

talowymi i było ono odpowiedzialne za jakość wykonania

i elementów .

Podczas rozwoju struktur przestrzennych Stefan du

Château stale nastawiony był na ich uprzemysłowienie

i jednocześnie wzmacniał swój image inżyniera kreatora

form i przestrzeni. Dla niego myśleć strukturami to mieć

umysł otwarty na badania i nową przyszłość, to znaczy

myśleć o przyszłości poprzez wyobraźnię i obliczenia. Ta

ewolucja jest możliwa i konieczna. Jest to część domeny

teraźniejszości [8].

W dziedzinie konstrukcji stalowych doświadczenia

Stefana du Château są szeroko znane na całym świecie

i w pełni uzasadniają opinię, że jego prace będą uzna-

wane przez przyszłe pokolenia architektów i inżynierów

za najważniejsze dokonania dotyczące rozwoju struktur

przestrzennych.

Stefan du Château będzie zawsze pamiętany w świecie

nauki jako ktoś, kto wiedział, jak ożywić zaintere sowanie

pięknymi i funkcjonalnymi konstrukcjami, opracowując

wyjątkowe modele struktur. Ten człowiek o wyjątkowej

oso bowości i talencie oraz szczególnych zdolnościach

wie dział, jak przewidywać przyszłe trendy, jak badać

i znajdować wewnętrzny potencjał w materiałach i nowo-

czesnej technologii. Dlatego w dziedzinie struktur prze-

strzennych Du Château jest wyjątkowy.

Tłumaczenie

Tadeusz Szałamacha

Romuald Tarczewski

Bibliografia /References

[1] Makowski Z.S., Constructions spatiales en acier, Centre Bel-

go-Luxembourgeois d’Information de l’Acier, Brussels 1964.

[2] Du Château S., Structures Spatiales – Stéphane du Château, „Ca-

hiers du centre d’études architecturales de Brussels”, Belgium 1968.

[3] Chaperot Y., Les Polycorolles, „Techniques et Architecture”, 1971,

No. 3.

[4] Mainstrone R.J., Developments in structural form, Hazell, Watson &

Viney Ltd., Great Britain 1975.

[5]

Heller R., Salvadori, M., Structures et Architecture, Eyrolles, Paris 1976.

[6] Pompei D., Structures Tridimensionnelles, bibliographic essay,

INSA, Toulouse 1978.

[7] Ragon M., Histoire de l’architecture et de l’urbanisme modernes,

Casterman, Paris 1991.

[8] Porto C.E., L’évolution des structures spatiales à travers l’oeuvre de

Stéphane du Château, PhD Thesis from Université de Paris I – Pan-

théon-Sorbonne, Paris 1993.

Źródła ilustracji

Wszystkie zdjęcia są częścią archiwum Stefana du Château.

Illustration credits

All the images are part of Stéphane du Château’s archive.

64 Cláudia Estrela Porto

Streszczenie

Polski inżynier Stefan du Château, który rozpoczął swoje badania w Paryżu niedługo po II wojnie światowej, był jednym z pionierów rozwoju

lekkich struktur w myśli architektonicznej XX w. W niniejszej pracy przedstawiono ewolucję struktur przestrzennych na przykładach jego projektów

i pokazano, jak opracowane przez niego systemy wpłynęły na nową architekturę.

Słowa kluczowe: struktury przestrzenne, ramy stalowe, badania i rozwój, uprzemysłowienie, rozpowszechnienie struktur przestrzennych, Stefan

du Château

Abstract

Stéphane du Château, a Polish engineer, was one of the pioneers in the development of light structures in the 20

century, beginning his researches

in Paris soon after the II World War. This article aims at presenting the evolution of spatial structures on the example of his projects and shows how

systems invented by him influenced a new architecture.

Key words: spatial structure, steel frame, research and development, industrialization, spatial proliferation, Stéphane du Château

The innovative structural conception in Stéphane du Château’s work: from metallic trusses to the development of spatial frames

Cláudia Estrela Porto

doi:10.5277/arc140405

Abstract