1. Semester Master. Workshop parametrisiertes Entwerfen WS 2021/2022
Architektur und Konstruktion im Dialog

Der Master-Workshop hatte das Ziel Entwurfs- (Rhino, Grasshopper) und Analysesoftware (karamba 3d bzw. RFEM) anzuwenden und miteinander zu kombinieren, um einen „digital workflow in engineering“ zu entwickeln. Die Tragwerke wurden mittels parametrisierter Elemente dargestellt. Die Parametrisierung unterstützt die rasche Anpassungsfähigkeit auf Änderungen der Systeme im Entwurfsprozess. Die Verknüpfung der einzelnen Paramenter folgt dabei dem Grundsatz „form follows forces“.

Zu Beginn des Workshops erfolgte der Einstieg in die Programmsysteme Rhino und Grasshopper. Die Grundelemente bzw. -strukturen waren entsprechend der Datenblätter mit den Programmen auszuarbeiten. In weiteren Schritten wurden die parametrisierten Systeme über Schnittstellen den entsprechenden Programmen karamba 3d (evtl. RFEM) übergeben und einer Analyse zugänglich gemacht. Im Vordergrund stand die optimale Ausnutzung hinsichtlich Spannungen und Verformungen.

Aufgabenstellung

Im Rahmen des Workshops wurden zunächst folgende statische Systeme mittels parametrisierten Entwurfs (Eingabe der Parameter Größenangaben, Materialwahl) mit den jeweiligen Programmen ausgewertet:

• Einfeldträger mit konstanter Gleichstreckenlast
• Stütze mit Punktlast
• Einfeldträger mit konstanter Gleichstreckenlast und veränderlichen Querschnitt
• Bogen mit konstanter Gleichstreckenlast
• Tonnenschale mit konstanter Flächenlast
• 4-Punkt-Schale mit konstanter Flächenlast

In einem weiteren Schritt wurden Formänderungen bei Flächentragwerken hinsichtlich ihres statischen Verhaltens (Kraftfluss) untersucht. Die Erkenntnisse flossen in die parametrisierten Strukturen zur Gestaltungsoptimierung zurück (Optimierungsalgorithmus).

Weiterführende Aufgabe des Workshops war es, unterschiedliche Schattenentwürfe von in Rahmen gespannten Schindeln der Größe 20cm x 10cm x 0,2 cm zu untersuchen und durch Parameter, wie z.B. dem Abstand, der Richtung sowie der Rotation, einzustellen.

Abschließend erhielten die Studierenden die Möglichkeit, eine parametrisierte Ziegelwand zu entwerfen und diese dann durch einen Roboter am FH Standort Villach real bauen zu lassen. Der Roboter wurde durch die Daten aus dem Entwurf programmiert.

Alle Untersuchungen wurden im Umfang von 20-30 Seiten dokumentiert.

Lehrende
Gert Eilbracht,

Christoph Huber,

Thomas Siegl

Fachgebiet Baustatik und Tragwerkslehre, FH Kärnten

Studierende
Studierende Architektur, 1. Sem. Master, FH Kärnten 

Stefanie Armstorfer, Egon Grünwald, Nikolaus Hellmann, Christopher Juwan, Robert Kofler, Alina Kristler, Alexander Pagitsch, Dalibor Stojakovic

Studierende Bauingenieurwesen – Vertiefungsrichtung Entwurf und Konstruktion

Lora Behm, Felix Herwig, Oliver Kaschel