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Biegsame Konstruktionen in der Architektur auf der Basis bionischer Prinzipien
(2007) Matini, Mohammad-Reza; Knippers, Jan (Prof. Dr.-Ing.)
Die Verformungsfähigkeiten der neuen Baumaterialien wie zum Beispiel Glas- oder kohlefaserverstärkter Kunststoffe zeigen neue Möglichkeiten für wandelbare Konstruktionen in der Architektur: Konstruktionen, die sich mit Hilfe von Biegsamkeit ihrer Komponenten verformen lassen. Diese Arbeit versucht zu zeigen, wie man diese biegsamen Konstruktionen entwickeln kann. In dieser Arbeit liegt der Schwerpunkt auf Verformungsmechanismen, Verformungsmöglichkeiten und Anwendungsmöglichkeiten dieser Art von wandelbaren Konstruktionen, die besonders aus biegsamen Stäben bestehen. Natürliche Prinzipien werden in der vorliegenden Arbeit als Vorbild geeigneter Mechanismen von biegsamen Konstruktionen betrachtet. Zuerst werden acht passende Vorbilder aus der Natur ausgewählt, die einen Körperteil oder den gesamten Körper eines Tieres oder einer Pflanze betreffen. Für die Übertragung ihrer Prinzipien auf die Architektur wird eine geometrische Methode angewandt. Acht Prinzipien, die von natürlichen Mechanismen hergeleitet sind, werden durch geometrische Modelle abstrahiert. Durch eine schrittweise Modifikation werden acht Grundmuster definiert. Jedes Muster beschreibt einen Mechanismus für die Verformung einer biegsamen Konstruktion in der Architektur. Im nächsten Schritt werden die Grundmuster weiterentwickelt, um verschiedene Möglichkeiten der Verformung durch Anwendung dieser Mechanismen studieren zu können. Damit haben wir verschiedene Varianten der Grundmuster durch ihre Manipulationen, Kombinationen und Anordnungen dargestellt. Diese Varianten präsentieren unterschiedliche Entwurfskategorien für biegsame Konstruktionen, die von acht ursprünglichen Grundmustern abstammen. Die Umsetzung entwickelter Grundmuster in der Architektur wird im letzten Schritt vorgestellt. In dieser Phase haben wir gezeigt, dass drei Gruppen der Anwendungszwecke für diese biegsamen Konstruktionen vorstellbar sind, die sich entweder erweitern können oder mit gleichen Elementen verschiedene Räume kreieren oder sich zur Anpassung an verschiedene Forderungen variieren können. Sie werden durch verschiedene Beispiele demonstriert.