Elastische Mechanismen in Gitterstrukturen

Theorie, Steuerung und Anwendung

 

Promotionsvorhaben 
Lehrstuhl für Tragwerksplanung 
Bearbeiter: Jonas Schikore

Flächige Gitterstrukturen werden vielfältig architektonisch eingesetzt und gelten im Bauwesen als leicht und effizient. Gekrümmte Geometrien lassen sich u. a. durch elastische Verformung der Gitterstäbe erzielen. Neben dem baupraktischen Vorteil, einfache, geradlinige Elemente zu verwenden, ergeben sich dabei auch Möglichkeiten zur Formänderung ganzer Strukturen. Folgt eine Formänderung einem vorgegebenen Bewegungspfad, wird diese als Mechanismus bezeichnet. Im Maschinenwesen gelten „Elastische Mechanismen“ allgemein als wartungsarm und wirtschaftlich in der Herstellung.

Diese Forschungsarbeit untersucht die Möglichkeiten der planmäßigen Formänderung von tragenden Gitterstrukturen durch elastische Stabverformungen. Gesucht werden einfache theoretische Methoden der Steuerung solcher Mechanismen. Die geometrischen und mechanischen Parameter der Gitterstruktur stehen dabei in direktem Zusammengang mit generierbaren Geometrien und dem Tragverhalten.

Ziel ist es, die Zusammenhänge zwischen Parametern, Verformungsgeometrien und Tragverhalten von Gitterstrukturen zu verstehen und gezielt nutzbar zu machen. In dieser Arbeit werden grundlegende theoretische und praktische Methoden für die Planung solcher Strukturen und Mechanismen entwickelt. Diese Methoden werden anhand von Beispielen erprobt.