FALTWERK. seminar digital workflow I institut für architektur und medien I ws 2011/12 I stefan jos I karl pansy

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Joachim Reuter
vor 6 Jahren
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2 palmenblätter

3 libellenflügel

4 origami = papier falten

5 fächer

6 ziehharmonika

7 zig zag stuhl

8 kunststoffflasche

9 ALLGEMEIN definition Ein Faltwerk ist ein räumliches Gebilde, das aus steifen Flächenelementen besteht, welche entlang ihrer Kanten miteinander verbunden sind und dadurch eine räumliche Tragwirkung erzielen.

10 tragverhalten Tragverhalten von Faltwerken: Die einzelnen Flächen werden sowohl als Platte als auch als Scheibe beansprucht. Platte Dabei tragen die einzelnen Elemente Belastungen quer zur Fläche zunächst als Platte zu den Kanten hin ab, welche als Auflager dienen. Entlang der Kanten werden die Kräfte in Richtung der benachbarten Flächen zerlegt. Dadurch werden diese Flächen als Scheiben aktiviert. Da die Verformungen der Einzelscheiben unter Belastung unterschiedlich sind, verschieben sich die Kanten gegeneinander. Um dies zu verhindern, müssen sie schubfest miteinander verbunden sein. Die Flächen übertragen als Platten Biegemomente und als Scheiben Normalkräfte. Sie müssen daher gegen Ausbeulen und Ausknicken stabilisiert werden. Scheibe

11 tragverhalten Beanspruchung der Fläche als Platte Lastabtragung zur Kante Resultierende Kräfte werden in die Fläche eingeleitet, die als Scheibe wirkt Unterschiedliche Verformungen der Kanten verschieben diese Schubspannungen entstehen in den Kanten, diese müssen daher schubfest miteinander verbunden sein

12 unterscheidung nach art der faltung Prismatische Faltwerke: parallele Faltungen und deren Variationen, rechteckige Scheiben als Grundform, die durch verschiedene zusätzliche Faltungen variiert werden kann Pyramidische Faltwerke: umschließen eine Pyramidenform: Grundfläche ist ein Vieleck, Seitenflächen bestehen aus Dreiecken, die sich in einem Punkt treffen Halbprismatische Faltwerke: vereinigen Formen aus prismatischen und pyramidischenfaltwerken

13 FALTWERK unterscheidung nach art der faltung

14 unterscheidung nach dem tragverhalten Balkenartige Faltwerke Rahmenartige Faltwerke Bogenartige Faltwerke Scheibenartige Faltwerke Balken Rahmen Bogen Scheibe

leistungsfähigkeit Die Leistungsfähigkeit eines Faltwerks in Bezug auf die maximal aufnehmbaren Lasten ist abhängig von: dem Querschnitt der Gesamtkonstruktion der Konstruktionshöhe: Je flacher die

15 leistungsfähigkeit Die Leistungsfähigkeit eines Faltwerks in Bezug auf die maximal aufnehmbaren Lasten ist abhängig von: dem Querschnitt der Gesamtkonstruktion der Konstruktionshöhe: Je flacher die Konstruktionshöhe ist, desto eher neigt sie zum Durchbiegen der Steifigkeit der einzelnen Flächenelemente der Stabilisierung der Konstruktion durch die Verbindung der Kanten untereinander oder durch andere konstruktive Maßnahmen

entwurfskriterien Spannweite Gesamtgeometrie des Faltwerks (Gesamtquerschnitt) Konstruktionshöhe des Faltwerks Beanspruchungen der Teilflächen Geometrie und max.

16 entwurfskriterien Spannweite Gesamtgeometrie des Faltwerks (Gesamtquerschnitt) Konstruktionshöhe des Faltwerks Beanspruchungen der Teilflächen Geometrie und max. Abmessungen der Teilflächen -Fertigungsverfahren bzw. Größe der Halbzeuge (Plattenware) -Verringerung der Beulgefahr durch Begrenzung der Größe einzelner Teilflächen -Transportmöglichkeiten und Montagetechnik Steifigkeit der Teilflächen Max. Anzahl der an einem Punkt zusammentreffenden Kanten

17 FUGENAUSBILDUNG aspekte Optisches Erscheinungsbild: scharfe oder gebrochene Kante Kraftübertragung (kontinuierliche Verbindung wie z.b. Kleben oder punktuell angeordnete Kraftübertragung durch kontinuierlich angeordnete Schrauben) Gelenkig oder biegesteif: Flächenelemente mit geringer Dicke und ohne Profilierung sind nur sehr schwierig durch eine biegesteife Fuge zu verbinden. Entsprechendmuss die Formstabilisierung des Faltwerks durch Zugbänder oder Einspannen der Fußpunkte gesichert werden. Montagemöglichkeit: bei Verleimung von Holzelementen müssen diese werkseitig gefügt werden. Abdichtung

18 aspekte

19 aspekte

20 aspekte

21 aspekte

BEISPIELE origami bogen Origami Bogen Ort Lausanne, Schweiz ArchitektIn IBOIS EPF Lausanne Funktion Prototyp Bauende 2006 Formfindung Bogen mit durch

22 BEISPIELE origami bogen Origami Bogen Ort Lausanne, Schweiz ArchitektIn IBOIS EPF Lausanne Funktion Prototyp Bauende 2006 Formfindung Bogen mit durch regelmäßige Auffaltung ausgesteiftem Querschnitt Fertigung Brettsperrholzplatten, individuell zugeschnitten; Schifterschnitte manuell, zwei symmetrische Plattentypen

23 origami bogen

24 origami bogen

25 origami bogen

26 origami bogen

27 origami bogen

28 kapelle st. loup Kapelle St. Loup Ort Saint-Louop, Schweiz ArchitektIn Localarchitecture, Danilo Mondada und Shel Funktion Sakralbau Bauende 2008 Formfindung Trapez mit durch unregelmäßige Auffaltung ausgesteiftem Querschnitt Fertigung Brettsperrholzplatten, individuell zugeschnitten; Schifterschnitte auf CNC-Portalbearbeitungszentrum, 92 verschiedene Teile

29 kapelle st. loup

30 kapelle st. loup

31 kapelle st. loup

32 kapelle st. loup 1a b c

33 kapelle st. loup

34 DANKE

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