Experimental Structures

Studentenprojekt im Sommersemester 2014

FREIE FORM - INTELLIGENTES TRAGWERK

Die Entwicklung von neuartigen digitalen Werkzeugen für Architekten und Ingenieure hat bereits zu tiefgreifenden Veränderungen im Entwurfsprozess geführt. Die dadurch entstandene Freiheit in der Formgebung stellt neue Anforderungen an die tragende Konstruktion.

Das Ziel dieses Kurses war es, neue Möglichkeiten für eine intelligente Symbiose von Formgebung, Tragwirkung und Herstellung aufzuzeigen.


GRUNDMODUL UND GESAMTFORM

In dem Studentenprojekt „EXPERIMENTAL STRUCTURES“ wurden im Sommersemester 2014 am Lehrstuhl für Tragwerksplanung sieben modulare Tragwerksstrukturen entwickelt.

Zu Beginn stand die ausführliche Recherche von modernen Tragsystemen. Im Zuge dessen wurden unterschiedliche Versuchsgebiete festgelegt, wie z.B. Active Bending, Tensegrity & Membrane, Flecht- und Faltstrukturen. Als erster Entwurfsschritt wurden in experimentellen Modellversuchen Einzelmodule geschaffen. Die Vorgabe war, dass diese durch einfache zweidimensionale Bearbeitungsschritte hergestellt werden können. Erst durch verschiedene Verformungsvorgänge, wie Faltung oder Biegung, erhalten sie ihre steife, dreidimensionale Form. Im zweiten Schritt wurde durch die flächige Verknüpfung dieser Module ein Tragsystem geschaffen. Die Ausformung des Tragsystems ist direkt von Geometrie und Verknüpfungsdetails des Einzelmoduls abhängig.
 

VERBINDUNGEN UND TRAGVERHALTEN

Der Modul- und System-Entwicklung folgte eine Analyse der konstruktiven Verbindungen. Es wurde nach einfachen, kostengünstigen Lösungen gesucht, die auftretenden Beanspruchungen – Druck, Zug, Biegung, Querkraft und Torsion – innerhalb des Moduls und modulübergreifend zu übertragen. Die Abtragung des Eigengewichts bis in die Auflager wurde für jedes System nachverfolgt. Das so gewonnene Verständnis für die systemeigene Tragwirkung ermöglichte den Studenten eine gezielte Optimierung ihrer Geometrie.
 

LOW TECH – HIGH PRECISION

Die Realisierung des Tragsystems als eine ca. 2 x 2 m große Skulptur hatte von Anfang an einen großen Einfluss auf den Entwurfsprozess und die Detailentwicklung. So mussten sich die Studenten nicht nur mit der Darstellung ihres Entwurfs auseinandersetzen. Sie übernahmen die Verantwortung für eine ganzheitliche Planung inklusive Materialkosten und Beschaffung, Herstellung, Montage und Terminierung. Es wurde eine Minimierung der Baukosten durch die intelligente Anwendung von einfachen Verbindungsmitteln und Materialien angestrebt. Gleichzeitig ermöglichten die computergesteuerten Werkzeuge des Technischen Zentrums den Studenten eine präzise und effiziente Fertigung.
 

KONSTRUKTION UND DESIGN
 
Die so entstandenen Skulpturen eröffnen ein gestalterisches Spannungsfeld zwischen Einfachheit und Komplexität, Wiederholung und Veränderung, Konstruktion und Design.