Parametric Structural Grid

Eva Maria Pirker

Diese Diplomarbeit befasst sich mit Optimierungsprozessen in einem speziellen Teilbereich der Architektur, den Trägerroststrukturen. Die Stäbe regelmäßiger Roste mit konstantem Querschnitt, wie sie in den meisten Fällen ausgeführt werden, sind nur in kleinen Bereichen voll ausgenutzt. Es ist Potential vorhanden, die Struktur geometrisch zu verändern, sie visuell aufzulösen und den Materialeinsatz zu reduzieren.
Dies wird im Zuge der vorliegenden Arbeit unter dem Einsatz entsprechender Software (3D Modellierprogramm Rhinoceros, Plug-In Grasshopper zur Erstellung parametrischer Modelle, Finite Elemente Programm RFEM zur statischen Analyse) für verschiedene Ansätze der Optimierung untersucht. Nach einer Betrachtung von Trägerroststrukturen im Allgemeinen und anhand von ausgeführten Projekten wird eine Gliederung von Trägerrostgeometrien vorgenommen. Unterschiedliche Geometrievarianten werden erläutert. Darauf aufbauend werden Möglichkeiten von Optimierungsansätzen aufgezeigt. Für drei ausgewählte Prinzipien werden parametrische Entwurfstools zur iterativen Formfindung entwickelt, die ein flexibles Umsetzen der Ansätze auf regelmäßige Ausgangsgeometrien ermöglichen.
So können für unterschiedliche Grundriss- und Lagersituationen Trägerroststrukturen mit veränderlicher Bauhöhe, veränderlichen Stababständen oder veränderlichen Dichten der Strukturgeometrie generiert werden, die mit geringerem Materialeinsatz als vergleichbare regelmäßige Trägerroste ausgeführt werden können.
Die Diplomarbeit Parametric Structural Grid wurde vom Institut für Tragwerksentwurf (Stefan Peters) betreut.