Wissenschaftliche Forschung

Algorithmische Generierung komplexer Raumstabwerke

Klaus Bollinger, Arne Hofmann. Clemens Preisinger

Institut für Architektur, Tragkonstruktionen

In diesem Forschungsprojekt soll die Generierung komplexer Raumstabwerke mit Hilfe algorithmischer Prozesse untersucht und deren Auswirkung auf und Bedeutung für Architektur und Bauwesen beurteilt werden.
Die heutigen Methoden des Tragwerkentwurfs beruhen auf einer Systematisierung der Tragwerke, die in der Mitte des 19. Jahrhunderts durch Karl Culmann eingeleitet wurde. Es können im hohen Maße effektive Tragsysteme entwickelt werden, die allerdings ein hohes Maß an Regelmäßigkeit aufweisen. Gleichzeitig wird an aktuellen Architekturprojekten - sowohl in der freien Wirtschaft, als auch im universitären Umfeld - der Wunsch nach freien Formen, und damit nach irregulären Strukturen sichtbar.

 
Um irreguläre Tragstrukturen zu entwickeln, die gleichzeitig optimierte Trageigenschaften aufweisen, sind die Bestehenden, im Wesentlichen auf Vereinfachung beruhenden Entwurfsansätze nur sehr beschränkt anwendbar. Es besteht hier eine Lücke zwischen den Bedürfnissen und Forderungen seitens der Architektur und des Bauwesens und den Werkzeugen, die dem Tragwerksplaner zu Verfügung stehen.
Tragwerke, die keine regelmäßige Struktur besitzen, aber trotzdem eine immanente Tragfähigkeit besitzen weisen einen hohen Grad an Komplexität auf. Für den Entwurf komplexer Tragwerke ist es notwendig die Beziehung der einzelnen Tragelemente zueinander zu beurteilen.

 
Aktuelle Hard- und Software erlauben es, die Trageigenschaften beliebiger Systeme in kürzester Zeit zu ermitteln und zu beurteilen. Es ist so möglich, viele Varianten eines Systems zu untersuchen und optimierte Systeme iterativ zu entwickeln. Damit können Tragwerke algorithmisch generiert werden, deren Tragfähigkeit emergent ist und nicht auf einem von vorneherein festgelegtem Tragsystem basieren.
Ziel dieses Forschungsprojektes ist Untersuchung neuer und innovativer Ansätze für die Entwicklung irregulärer und gleichzeitig effektiver Tragwerke. Dabei ist nicht nur die Generierung optimaler Strukturen, sondern die Integration konstruktiver Prinzipien, die eine systemimmanente Umsetzbarkeit sicherstellen, Schwerpunkt.

Endbericht: www.fwf.ac.at/de/finals/final.asp?L=D&PROJ=L538