Hebelstabsysteme Dokumentation

HEBELSTABSYSTEME

HEBELSTABSYSTEME

I GUNDLAGEN 5

2D + 3D CNC Fr채sen 7

Geschichte und Allgemeines 8

Milling Path 10

G-CODE 11

Maschinen 12

Beispiele // METZ 14

Steckverbindungen 20

Entwicklung von Holzverbindungen

22

Beispiele von Steckverbindungen

24

Holzverbindungen in unterschedlichen Kulturkreisen 31 Quellen 39

Research // Grundlagen 41

Vergleichsarbeiten und Referenzen: 42

II HEBELSTABSYSTEME 53

Geschichte und Herkunft 56 Research und Grundlagen 57 Reciprocal Frame Structure 58 Workshop Hebelstabsysteme 65

Grenzen von Hebelstabsystemen 66

Belastungstests // Rechenbeispiele 66

Die Einheit Von Form und Konstruktion

72

Flaches Hebelstabsystem 75 Studie zur Materialstärke 101

III ANWENDUNGSBEISPIELE 103

IDEE // KONZEPT 105

Stadtbaustein 106

Modellversuche 110

Schloßpark Münster 118

Form und Tragwerk 120

Das Projekt // Die Da Vinci Brücke

123

Hebelstabsystem als Fussgängerbrücke

123

IV TEMPORÄRER EINSATZ IN KRIESENGEBIETEN

128

Fotodokumentation 129

Stadtbaustein 138

Kommunikationszentrum in Kriesengebieten

144

Kriesengebiete & Architektur = ästhetik ?

139

Raumbedingungen im Städtebau

140

Fotodokumentation 129

Stadtbaustein 138

Kommunikationszentrum in Kriesengebieten

144

Kriesengebiete & Architektur = 채sthetik ?

139

Raumbedingungen im St채dtebau 140

Baukonstruktive Vor체berlegugnen 144 Modellversuche 149

Stadtbaustein Pl채ne 154

Konzept 156 Ansichten 160 Grundriss 161 Ansichten 162 Perspektive 164 Konstruktion 165 Schnitt 168 Innenraum 171

Quellen 172

Dieses Buch enthält Seminararbeiten und Untersuchungen von Svenja Tegtmeier, Mark Schrinner, Philipp Schürmann, Tobias Römer, Julian Vogt und Moritz Cramer und enstand im Wintersemester 2011/12. and der Münster School of Architecture 2012. © Svenja Tegtmeier, Mark Schrinner, Philipp Schürmann, Tobias Römer, Julian Vogt, Moritz Cramer Münster 2011/12

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I GRUNDLAGEN

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2D // 3D CNC Fräsen

CNC // Computerized Numerical Control „Fräsen ist ein Zerspanungsverfahren mit kreisförmiger Schnittbewegung und beliebiger, quer zur Drehachse liegender Vorschubbewegung. Die Drehachse der Schnittbewegung behält ihre Lage zum Werkstück, unabhängig von der Vorschubbewegung, bei. Das Fräsen erfolgt mit mehrschneidigen Werkzeugen, und ist gekennzeichnet durch eine diskontinuierliche Spanabnahme (rhythmisch wiederkehrende Spanunterbrechung und Schnittkraftschwankung). Die rotierende Hauptbewegung wird vom Werkzeug ausgeführt“

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GESCHICHTE

modernen Werkzeugmaschinen begann ca. 1775 - englische Erfinder John Wilkinson Um 1794 entwickelte Henry Maudslay die erste Leitspindeldrehbank.

Das erste tatsächliche Massenproduktionsverfahren = amerikanischen Erfinder Eli Whitney ,der 1798 einen Regierungsauftrag zur Produktion von 10 000 Armeegewehren, deren Teile austauschbar sein mussten, erhielt.

Jahrhunderts erreichte man bereits eine vergleichsweise hohe Maßgenauigkeit.

Anfang des 20. Jahrhunderts wurden größere Werkzeugmaschinen gebaut und zudem ihre Genauigkeit erhöht.

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ALLGEMEINES

Werkzeugmaschinen - fest installierte Arbeitsmaschinen mit Kraftantrieb, Entscheidend bei der Fertigung sind die gegenseitige Führung von Werkstück und Werkzeug( Richtung in der ich fräsen darf), sowie die Geschwindigkeit und die Richtung, mit der beide während der Bearbeitung zueinander bewegt werden (Winkel wie man fräsen darf). Arten von Werkzeugmaschinen: umformende und rennende und in fügende Maschinen : Konsolfräsmaschinen Bettfräsmaschinen Langfräsmaschinen,

Bohr- und Fräswerke, Planfräsmaschinen Universalfräsmaschinen Rundtisch-Fräsmaschinen Nachformfräsmaschinen NC-Fräsmaschinen

Vielspindelige Fräsmaschinen Sonderfräsmaschinen

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MILLING PATHS

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G-CODE

N00 N01 N02 N03 N04 N05 N06 N07 N08 .....

G21 G00 Z1 G50 S2000 G96 S60 F0.5 M08 G00 Z1 G00 Z1 G00 X6.49243... Y0.302123 G01 Z-1

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MASCHINEN

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WERKZEUG // MATERIAL

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BEISPIEL // METZ

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3D FRÄSEN

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PRODUKTION

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QUELLEN:

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STECKVERBINDUNGEN klassische holzverbindungen

Entwicklung von Holzverbindungen Beispiele von Steckverbindungen Steckverbindungen in unterschiedlichen Kulturkreisen 22

Metropol Parasol Sevilla 23

ENTWICKLUNG VON HOLZVERBINDUNGEN

Erste Holzverbindungen: -Aneinder-Übereinader-Untereinanderbinden

Später nutzte man die natürlichen Formen und legte auf ihnen die Hölzer -> Pfostengabel Welche auch in anderen Kulturkreisen die früheste Holzverbindung war

24

begleitet von den Zapfen

und gefolgt von den Einh채lsungen

25

BEISPIELE VON STECKVERBINDUNGEN

- Stoßverbindung

- gerader Zapfen

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- Zapfen mit Versatz

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- Unterr채hmzapfen

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- gerade Blattverbindung

- Eckkammerverbindung 29

- Halsverbindung

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- Versatzverbindungen

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- Klauenverbindung in diesem Fall Aufklauenverbindung mit geschlitzter Pfette

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HOLZVERBINDUNGEN IN UNTERSCHEDLICHEN KULTURKREISEN

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- konstruktiver Aufbau eines liegenden Dachstuhls

Der Schnitt zeigt, dass die mächtigen Stuhlsäulen auf Zwischenwänden ruhen.

Der dreigeschossige obere Teil des Dachstuhls hängt zum Teil auf einer Säule, zum Teil wird die Last von den kurzen Stuhlsäulen über Sparrenparallele durch die drei oberen Geschosse durchlaufende Steigbänder in den unteren Konstruktionsteil abgeleitet.

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- Verbindungsknoten H채nges채ule Kehlbalken L채ngsverstrebung einer fiktiven H채nge- Sprenwerks konstruktion

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- Verbindungsknoten St채nder-R채hmBundbalken

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- Sampo zashi mit warikusabi- Sicherung

- Sampo zashi mit daisen- Sicherung

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- eine der vier Säulen des Jodo- ji jododo

- Explosionszeichnung zeigt, dass alle waagerechten HĂślzer als ein Charakteristikum des daibutsuyo durchgezapft sind

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- Ansicht, Untersicht und Explosion einer Ecke de Kibata jinja romon / Tochigi (Japan)

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- Todai- ji buddhistischer Tempel im japanischen Nara von 745 (in der NaraZeit) gilt als größtes rein aus Holz gebautes Gebäude der Welt

- Traufenecke des Todai- ji nandaimon / Nara (Japan)

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QUELLEN: Manfred Gerner Handwerkliche Holzverbindungen der Zimmerer Deutsche Verlags-Anstalt, Stuttgart 1992 Klaus Zwerger Das Holz und seine Verbindungen – traditionelle Bautechniken in Europa und Japan Brinkhäuser Verlag Basel, Berlin, Boston 1997 Natter, Herzog, Volz Holzbau Atlas - zweite Auflage Verlagsgesellschaft R. Müller 1996 Christoph Henrichsen Holzkultur Japan – Bauten, Gegenstände, Techniken Brinkhäuser Verlag Basel, Berlin, Boston 2004 Pracht Holzbau-Systeme – Holz-Skelettbausysteme / Gestaltung und Konstruktion Verlagsgesellschaft R. Müller 1984 Virginia McLeod Holzarchitektur – Details Deutsche Verlags-Anstalt, München 2010 Heinz Hömmerich Holzarchitektur im Detail – Traditionelle und neuzeitliche Holzverbindungen Verlagsgesellschaft R. Müller 1988 ARCH + Zeitschrift für Architektur und Städtebau HOLZ September 2009, 42. Jahrgang, G5416 Arch + Verlag GmbH 2009

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RESEARCH + GRUNDLAGEN

Vergleich verschiedenster Stecksystemen Vergleichsarbeiten und Referenzen:

by QuaDror

QuaDror Verbindungssystem

Skulptur: vierecks geometrie

by Shigeru Ban:

Haesley nine bridges golf club house Kobe Kushinoya

by IKEA

Stecksystem-Lampe

by ICD ITKE

Forschungspavillon der ETH Z端rich Hebelstabsysteme

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QuaDror SYSTEM Konstuktionsdetails und Tragverhalten und Lasten端bersicht

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QuaDror SYSTEM QuaDror: A structural support system.

New. Simple. Versatile.

QuaDror is a new space truss geometry that unfolds manifold design initiatives and can adapt to various conditions and configurations.

videobeispiele: http://vimeo.com/20521076 http://vimeo.com/19573127 http://www.quadror.com/ 45

VIERECKS GEOMETRIE The squared square geometry of Volume ranges in applications from products and installations to architectural structures, with each sculpture assigned a numeric identifier: (number of pieces)-(number of layers)-(height of each piece)(number of vertical pieces)-(gauge number).This incarnation, 60-10-12-3-12, was produced in collaboration with FLATCUT

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HAESLEY NINE BRIDGES GOLF CLUB HOUSE Korea, 2010 by Shigeru Ban

The Nine Bridges Country Club-Clubhouse is a 16,000-squaremeter facility that serves a golf course. It has an underground level and three floors above grade. There is a main building, VIP lobby building, and a structure with private suites. The atrium and the upper portion of the main building include timber columns and a glass curtain wall, while the base is made of stone (random rubble masonry typical of Korea).

The timber area includes the reception zone, a member’s lounge, and a party room. The stone podium houses locker rooms, bathrooms, and service areas. The roof over the main building measures 36 x 72 meters. The unusual tree-like timber columns in the atrium reach to a height of three stories. The partial-timber structure was used to conform to Korean regulations that do not allow timber buildings to exceed 6 000 square meters in size. The first floor of the atrium has 4.5-meter-wide glass shutters that open fully.

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IKEA

Schweden, by Gunner Jensen

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6

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AA-364044-2

FORSCHUNGSPAVILLON

by ICD ITKE

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II HEBELSTABSYSTEME

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Leonardo da Vinci: Skizzen und Schemata zu Verbindungsarten

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HEBELSTABSYSTEME

Geschichte // Herkunft Research // Grundlagen Reciprocal Frame Structure Workshop Hebelstabsysteme Konzept | Idee Fussgängerbrücke

Grenzen von Hebelstabsystemen

Belastungstests

Vergleich der Hebelstabsysteme

Die Einheit Von Form Und Konstruktion

Formentwicklung im Leichtbau

Jörg Schleich im Gespräch mit Sabine Kraft

Flache Hebelstabsysteme

Anwendungsbeispiele

Idee // Konzept Stadtbaustein

Die DaVinci Fussgängerbrücke

Hebelstabsysteme als Fussgängerbrücke?

Anwendungsbeispiel: Schloßpark Münster

Form Und Tragwerk

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GESCHICHTE // HERKUNFT Hebelstabsysteme sind Tragwerke, die aus sich gegenseitig tragenden Stäben aufgebaut sind.

Obwohl das ihnen zugrunde liegende Prinzip schon lange bekannt ist, werden sie nur wenig eingesetzt. (ARCH+ 159|160 Formfindung) In früheren Darstellungen aus anderen Kulturkreisen, wie zum Beispiel frühe Konstruktionen aus China und Japan zeigen die Verwendung von Hebelstabsystemen. Sogar frühe Skizzen von Leonardo da Vinci zeigen Vorschläge für Deckenund Brückenkonstruktionen, die auf dem Prinzip der Hebelstabwerke basieren. (siehe Vorseite)

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RESEARCH // GRUNDLAGEN

Eigenschaften von Hebelstabsystemen Das definierte Merkmal von Hebelstabsystemen ist, dass sich die stabförmigen Elemente gegenseitig ohne zusätzliche Verbindungsmittel tragen.

Die folgenden Eigenschaften habe ich aus meinen Untersuchungen abgeleitet: > Alle Stäbe sind Gleichwertig

(Variationen gibt es abhängigvon der

Lage im Rand- oder Innenbereich) > Die Stäbe werden durch Biegung bean sprucht

(Variation des Hebelprinzips)

> Das Tragwerk muß belastet sein

(Abhängigkeit von der Schwerkraft) > Das Tragwerk kann umgekehrt werden

(Wölbung oder Kragung) > Die Gesamtspannweite ist größer als die Elementspannweite Betrachtet man eine Einheit, ist jeder einzelne Hebelstab ein gerades Element, dass an einem Ende auf dem Boden aufliegt, während das andere von einem weiteren Hebelstab gestützt wird.

Irgendwo zwischen diesen Punkten stützt der Hebelstab einen anderen Stab. Daraus ergibt sich die Unterleitung der Gesamtstablänge (L) in drei Segmente: aufliegendes (L A), inneres (L I) und ein freies (L F) Segment. Weitere Parameter eines Tragwerks sind der Stabdurchmesser (d) sowie der Neigungswinkel bezüglich der Horizontalen (a).

(ARCH+ 159|160 Formfindung)

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RECIPROCAL FRAME STRUCTURE Grundlagen und Forschungsbeispiele

In structural terms reciprocal frame structures are ‚three dimensional assemblies of mutually supporting beams‘. But behind this definition lie some breathtakingly beautiful and complex structures at the heart of buildings both ancient and modern. This new book explores the principles of these apparently simple structures and demonstrates how they can be used in the context of a modern building.

Starting with historic designs by de Honnecourt, Da Vinci and Serlio, the book presents the wealth of possible RF morphologies, and investigates the geometrical, structural and practical design issues of reciprocal frames.

The case studies look at stunning examples of reciprocal frame architecture that range from low environmental impact buildings and self built examples in the UK and USA, to the fascinating and elegant structures of the Puppet Theatre in Seiwa, Tokyo‘s Spinning House, Sukiya -Yu house, The Toyoson Stonemason museum and the Life Sciences Laboratory - Torikabuto in Japan.

The book is designed to inform and inspire architects and structural engineers alike, and brings to life a structural system whose principles have been used for thousands of years.

(Reciprocal Frame Architecture, Olga Popovic Larsen)

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Reciprocal Frame Architecture, Olga Popovic Larsen

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Reciprocal Frame Architecture, Olga Popovic Larsen

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Reciprocal Frame Architecture, Olga Popovic Larsen

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Reciprocal Frame Architecture, Olga Popovic Larsen

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Reciprocal Frame Architecture, Olga Popovic Larsen

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Reciprocal Frame Structures in Earthquakes: A Case Study O. P. Larsen The University of Sheffield, School of Architecture, Sheffield

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HEBELSTABSYSTEME workshop 09 | 11 | 2011 mit patric unruh

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GRENZEN VON HEBELSTABSYSTEMEN Belastungstests Um die Belastungsfähigkeit der Hebelstabsysteme zu untersuchen haben wir einen Belastungstest der einzelnen Systeme vorgenommen. Verglichen werden hier simple Holzverbindungen und ihre Haltbarkeit bei gleicher Spannweite.

Im Vergleich:

einfach parallele Brettstapel

> parallele Hölzer > Einfach axial gekrümmtes Hebelstabsystem mit zwei Knotenpunkten > Einfach axial gekrümmtes Hebelstabsystem mit vier Knotenpunkten sowie der Vergleich zwei zweifach axial gekrümmter Hebelstabsysteme: > Zweifach axial gekrümmter Dreiecksgrundriss > Zweifach axial gekrümmter Vierecksgrundriss Versuchsaufbau: Die Holzkonstuktionen der Hebelstabsysteme werden über die gleiche Spannweite aufgebaut und dann von oben mit einer gleichenmäßig verteilten Last beschwert. Die Spannweite der Konstucktion ist bei dieser Versuchsreihe auf 28cm festgelegt. Plus einem Auflager von jeweils einem Zentimeter.

Es werden für die Versuchsreihe Buchenkanthölzer verwendet die einen Querschnitt von 3mm auf 4mm haben. Die Verbindungspunkte der einzelnen Verbindungen und Konstruktionen sind nicht verstärkt, es handelt sich bei den Tests um reine Holz-Holz Auflageverbindungen.

Auswertungskriterien: Es wird die Anzahl der eingesetzte Holzteile zu grunde gelegt um das Gewicht (g) oder die Masse (m³) der Konstruktion zu bestimmen.

Desweiteren wird die Bruchstelle der Konstuktion untersucht und es werden Rückschlüsse auf das Tragverhalten gezogen.

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eingesetzte Holzteile: 4 (Anzahl der Elemente) länge aller Konstuktionshölzer: (in Zentimeter)

120

eingesetzte Holzmenge: (in Gramm)

150

max Belastung: (in Gramm)

3000

Einfach axial gekrümmtes Hebelstabsystem (zwei Knotenpunkten)

Einfach axial gekrümmtes Hebelstabsystem (vier Knotenpunkten)

eingesetzte Holzteile: 6 (Anzahl der Elemente)

eingesetzte Holzteile: 10 (Anzahl der Elemente)

länge aller Konstuktionshölzer: (in Zentimeter)

120

länge aller Konstuktionshölzer: (in Zentimeter)

120

eingesetzte Holzmenge: (in Gramm)

150

eingesetzte Holzmenge: (in Gramm)

150

max Belastung: 2500 (in Gramm)

max Belastung: 3000 (in Gramm)

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Zweifach axial gekrümmtes Hebelstabsystem Dreiecksgrundriss (3 Knotenpunkte)

Zweifach axial gekrümmtes Hebelstabsystem Vierecksgrundriss (4 Knotenpunkte)

eingesetzte Holzteile: 3 (Anzahl der Elemente)

eingesetzte Holzteile: 4 (Anzahl der Elemente)

länge aller Konstuktionshölzer: (in Zentimeter)

21

länge aller Konstuktionshölzer: (in Zentimeter)

28

eingesetzte Holzmenge: (in Gramm)

30

eingesetzte Holzmenge: (in Gramm)

40

max Belastung: 1000 (in Gramm)

70

max Belastung: 1000 (in Gramm)

Reciprocal Frame Structures in Earthquakes: A Case Study O. P. Larsen The University of Sheffield, School of Architecture, Sheffield

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DIE EINHEIT VON FORM UND KONSTRUKTION Formentwicklung im Leichtbau Jörg Schleich im Gespräch mit Sabine Kraft Form und Kraftfluss ...„ die Kräfte nicht spazieren führen, einen einfachen nachvollziehbaren Kraftfluss abbilden. Wir reden tatsächlich vom Fließen der Kräfte, man kann durchaus eine Analogie zur Hydraulik herstellen. Zu zeigen, wie die Kräfte fließen – mit Riffen im Massivbau, Steifen im Stahlbau oder Nähten bei Membrankonstruktionen – ist ein wichtiges Gestaltungsmittel: Was man versteht oder ablesen kann, das mag man auch. Die Menschen bewundern nach wie vor eine Dampflok mehr als einen ICE, einfach weil sie sehen und sich vorstellen können, wie sie funktioniert.“ Formbestimmenden Prinzipien des Leichtbaus

zwischen primär druckbeanspruchten und primär zugbeanspruchten Konstruktionen unterschieden, also zwischen der Bogenbrücke und der Hängebrücke und ihren Abkömmlingen. So ergibt sich eine ganze Palette möglicher Formen.

Bei einem tiefen Tal bietet sich eine Bogenbrücke an, in einer Ebene über einen Fluss eine Hängebrücke. Ab 300m Spannweite bekommt, wegen des Knickens, der Zug Vorteile, also sind Schrägseil- und Hängebrücken sinnvoll. [...] Wenn ich bei relativ kleinen Abmessungen eine ruhige, zurückhaltende Form suche, werde ich eine druckbeanspruchte Form wählen; ein zugbeanspruchte Konstruktion mit ihren großen Höhendifferenzen und Verspannungen kommt eher in Frage, wenn es um große Spannweiten geht, wenn es expressiver werden soll.“

„Oberste Regel ist, die Kräfte direkt und nicht über Biegung abzuführen, also über Stäbe, die axial nur auf Zug oder Druck beansprucht werden, um den gesamten Querschnitt auszunützen. [...] Ein simples Fachwerk ist schon ein ziemlich guter Leichtbau, weil es nur mit Druck- und Zugstäben trägt. [...]

Grundsätzlich werden Baukonstruktionen immer plumper, je größer ihre Spannweiten sind. Bei einem biegebeanspruchten Balken wächst das Gewicht, die Belastung, mit der dritten, die Festigkeit, der Widerstand aber nur mit der zweiten Potenz.“ Formenvielfalt „Dafür habe ich mir drei Diagramme aufgemalt.

Ich will systematisch vorgehen und mit den linearen Tragstrukturen anfangen. Das erste Diagramm für den Brückenbau zeigt die Auflösung des massiven Balkens in den Fachwerkträger, der noch neutral ist. Im nächsten Schritt wird

(ARCH+ 159|160 Formfindung)

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Flache Hebelstabsysteme

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Reciprocal Frame Structures in Earthquakes: A Case Study O. P. Larsen The University of Sheffield, School of Architecture, Sheffield

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BAUNETZWOCHE#191

Systemic Behaviour of Plane Reciprocal Frame Structures Thomas Kohlhammer, Chair of Structural Design, ETH Zurich, Zurich, Switzerland

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Das Prinzip der Hebelstabwerke ist bereits auf dieser Darstellung einer chinesischen Regenbogenbr端cke aus dem 12. Jahrhundert zu erkennen.

BAUNETZWOCHE#191

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Reciprocal Frame Architecture, Olga Popovic Larsen

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III UNTERSUCHUNGEN

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Modellversuche

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Modellversuche

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Modellversuche

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Entwicklung von Hebelstabvarianten

A Herleitung / Erstellung der St채be

200

6

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12

12

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B

25

C

126

25

50

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13.54

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A

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B

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C

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A

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B

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A

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+

B

+

C

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A

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+

B

+

C

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Neue Elemtvarianten

Herleitung / Erstellung der St채be

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Studie zur Materialst채rke 107

N채chster Schritt: Verbindung vom Tragwerk mit St체tzen

?

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109

Exkurs: Gelenkstabturm

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IV ANWENDUNGSBEISPIELE

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DIE DA VINCI FUSSGÄNGERBRÜCKE

Hebelstabsysteme als Fussgängerbrücke Schloßpark Münster Hierbei handelt es sich um die Überlegung eines der vorher untersuchten Hebelstabsysteme als Brückenkonstruktion durchzuplanen. Ausgeführt als einfach axiale gekrümmtes Hebelstabsystem soweit zu optimiern, um eine Lücke oder ein Hinderniss zu Überwinden.

Um dies exemplarisch anzuwenden planen wir eine Konstruktion über den Schloßgraben in Münster. Im nördlich Teil der Schloßparkanlage führt bereits eine kleine Fußgängerbrücke über den Schloßgraben. Um das einfach axial gekrümmte Hebelstabwerk zu testen und eine Brückenkonstuktion zu planen, nehmen wir an, dass eine zweite Fußgängerbrücke im südlichen Teil der Parkanlage benötigt wird. Um den Schloßpark mit dem Kastellgraben.

Der Planungsansatz ist es eine reine Holzkonstruktion zu designen. Die Brücke sollte dabei nur aus Holz-Holz Verbingungen bestehen. Es soll auf jeglichen anderen Verbindungsmittel verzichtet werden. Dies hat den Vorteil der Nachhaltigkeit, schneller Auf- und eventueller Abbau der Konstuktion. Die Brücke würde aus einem cradel to cradel Natur-Kreislauf entstehen und könnte diesem auch wieder zugeführt werden.

Herangehensweise: > Die vorangegangenen Versuchergebnisse dienen als Vorlage für den Entwurf einer Brückenkonstuktion

Schloßgraben Münster 116

Druckansicht

Notizen:

Maßstab 1 : 2500 Datum: 19.12.2011

R 3404 544

H 5759 467

H 5760 017

Schloßgraben Münster Luftbild

0

50

100

Schloßgraben Münster LageplanMeter R 3404 152 © Stadt Münster

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FORM UND TRAGWERK

Fussgängerbrücke Schloßgraben Das Hebelstabsystem kann auf verschiedene weisen in eine Brückenkonstruktion umgesetzt werden. > Bogenkonstruktion Das einfach axial gekrümmte Hebelstabwerk kann selber als Uberspannung für ein Hinderniss dienen. In diesem Fall würde es an jeder Seite ein starkes Ansteigen der Konstuktion entstehen.

> Hebelstabwerk als Unterkonstruktion Bei dieser Variante dient die Konstruktion aus Hebelstäben als Unterbau und wird durch ein Überkragenes Konstruktionsholz beschwert.

Dieses überwindet das Hinderniss und dient als Lauffläche.

118

119

120

DAS PROJEKT - DIE DA VINCI BRÜCKE Hebelstabsysteme als Fussgängerbrücke An dieser Stelle wir exemplarisch einen Entwurf für eine Fussgängerbrücke vor. Die Da Vinci Brücke passt sich durch ihr simples Stecksystem jedem Ort an und ist sehr flexible. Die Fussgängerbrücke hält ohne zusätzliche Verbindungsmittel und besteht aus drei Grundelementen und insgesamt 34 Teilen die gesteckt oder verkantet werden.

1x

Dieses System macht die Brücke flexible, transportabel und schnell im Auf - und Abbau. Für das zusammensetzten der Brücke werden vier Erwachsene und ein Kran benötigt, um die großen Grundelemente zu fügen.

Die reine Holz -Holz Konstuktion verzichtet auf zusätzliche Verbindungsmittel und ist deswegen zu 100% recycle fähig und kann dem natürlchem „Lebenskreislauf Holz“ zurückgeführt werden.

Die transportable Brücke soll eine temporäre Lösung darstellen, das einfache Stecksystem der Konstruktion kann in diesem Beispiel eine Lücke von 10m problemlos überspannen.

2x

11x

20x

4x

1x

Materialliste

NO TOOLS

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GRUNDHOLZ

1. VERSTREBUNG

2. VERSTREBUNG

GRUNDKONSTUKTION

STUFEN

SICHERN DER STUFEN

DA VINCI BRÜCKE

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Herleitung

Lage der Br端cke 123

Ansicht der Br端cke

Ansichten der Br端cke 124

Schnitt durch die Br端cke

Schnitte durch die Br端cke 125

Anschluss

Stufen

Fundament

Schematische Details

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V TEMPORÄRER EINSATZ IN KRIESENGEBIETEN

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Fotodokumentation in Kriesengebieten

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zerstรถrtes Kriesengebiet im nahen Osten 130

zerstรถrtes Kriesengebiet im nahen Osten 131

zerstรถrtes Kriesengebiet im nahen Osten 132

zerstรถrtes Kriesengebiet im nahen Osten 133

Japan nach dem Erdbeben / Zunami im M채rz 2011 134

Japan nach dem Erdbeben / Zunami im M채rz 2011 135

Japan nach dem Erdbeben / Zunami im M채rz 2011 136

Japan nach dem Erdbeben / Zunami im M채rz 2011 137

STADTBAUSTEIN

Kommunikationszentrum in Kriesengebieten

138

Kriesengebiete & Architektur = 채sthetik ?

139

Die gebaute St

Die zerstörte S

Aufbau // Ob Gebäude temporär sind, ob sie nach kurzer Zeit abgerissen oder jahrelang gepflegt werden, hängt nicht von der Dauerhaftigkeit des Baumaterials ab, sondern allein davon, ob die Menschen die Gebäude lieben. //

«Ob Gebäude temporär sind, ob sie nach kurzer Zeit abgerissen oder jahreshigeru ban lang gepflegt werden, hängt nicht von der Dauerhaftigkeit des Baumaterials ab, sondern allein davon, ob die Menschen die Gebäude lieben.»

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Zitat Shigeru Ban

Die gebaute Stadt

Die zerstรถrte Stadt

Aufbau

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Modellversuche

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Stadtbaustein Kommunikationszentrum in Krisengebieten ma. m3.2 Baukonstruktion WS 2011/12 Prof. Prof. h.c. Dipl.-Ing. Herbert Bühler Philipp Schürmann (b.a.)

Tobias Römer (dipl.-ing.)

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Stadtbaustein Kommunikationszentrum in Krisengebieten Um im Krisen- und Katastrophengebieten den Wiederaufbau zu koordinieren bedarf es, neben Hilfseinrichtungen wie Lazaretten auch zentrale Koordinations- und Kommunikationsstellen.

Ein Stadtbaustein wird errichtet um nach Katastrophen als Ausgangspunkt für die Neustrukturierung von Städten und Regionen zu dienen. Dabei wird ein zentraler Ort gewählt, um möglichst vielen Menschen den Zugang zu ermöglichen.

Hauptaufgabe des Zentrums ist die Information über die aktuelle Lage und das Voranschreiten der Rettungsarbeiten. Lokale Entscheider und Rettungskräfte können sich in einem Besprechungsbereich treffen und neue Aktionen planen.

Der öffentliche Bereich kann für den Informationsaustausch genutzt werden. Hierfür stehen Computer mit Internetanschluss zur Verfügung sowie auch Mobiltelefone bis hin zum schwarzen Brett.

Um den Stadtbaustein weitgehend sichtbar zu machen und um einen Überblick über das Krisengebiet zu bekommen, ist ein Turm an das Gebäude angeschlossen. Er bildet nicht nur einen weit sichtbaren Anlaufpunkt, sondern gliedert sich auch architektonisch in das Ensemble ein.

Das Hauptgebäude und der Turm sind als Holzkonstruktion geplant. Dabei ist das Hauptgebäude von einem flachen Hebelstabsystem dominiert, das sich nicht nur selber tragen kann und damit größere Flächen überspannen kann, es lässt sich außerdem als einfache Steckverbindungen zusammenbauen. Boden und Decke bestehen aus dem gleichen System und lassen sich durch Steck- oder Nagelverbindungen mit den Wänden fügen. Zwischen den festen Wänden und auf dem Dach wird ein Membranstoff mit einer eingenähten Vliesdämmung gespannt. Diese bietet Schutz vor Regen und Wind, lässt aber dennoch genügend natürliches Licht in den Innenraum.

156

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Rahmenbedingungen im Städtebau Raumbedingungen im Städtebau Rahmenbedingungen im Städtebau

Situation

Im Falle der Flächenwiederherstellung wird das Stadtraster vor der Katastrophe aufgenommen Flächenwiederherstellung und eines der Pattern im Bezirk dient als Bebauungsfläche

Situation Flächenwiederherstellung Situation Flächenwiederherstellung

Situation der Straßennutzung

Situation SituationFlächenwiederherstellung Flächenwiederherstellung

Situation der Straßennutzung

Straßenwege werden durch die schnelle Räumung zu unserer Projektfläche und innerhalb des Bezirkes zu einem zentralen Anziehungspunkt.

Situation der Straßennutzung in 2 Richtungen

Situation der Straßennutzung in 2 Richtungen Situationder derStraßennutzung Straßennutzung 2 Richtungen Situation in in 2 Richtungen

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Situation der Freiflächennutzung

Rahmenbedingungen im Städtebau Rahmenbedingungen im Städtebau Straßenwege werden durch die schnelle Räumung zu unserer Projektfläche und innerhalb des Bezirkes zu einem zentralen Anziehungspunkt. In diesem Fall wird eine Richtung eingehalten.

Situation der Straßennutzung Situation Flächenwiederherstellung

Situation der Straßennutzung

Situation Flächenwiederherstellung

Situation der Situation derStraßennutzung Straßennutzung

Besteht die Möglichkeit im Krisenareal eine zentrale Freifläche zu nutzen,so wird der Räumungsprozess umgangen und der Wiederaufbau beschleunigt.

chtungen

gen

Situation der Freiflächennutzung

Situation der Freiflächennutzung Situation der Straßennutzung in 2 Richtungen

Situation der Situation der Freiflächennutzung Freiflächennutzung

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Ansichten Ansicht West M 1:200

Ansicht Ost M 1:200

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Grundriss

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Ansichten Ansicht S端d M 1:200

Ansicht Nord M 1:200

162

163

Perspektive

164

Konstruktion

Details Dachkonstruktion

Details Wandaufbau

Turmaufbau

165

Details Dachaufbau

1

1

Dachaufbau

2

Konstruktionsschema

Doppellagige Membran mit 30mm Vliesdämmung Balkenausfachung 240x100mm Anschluss an Dachbalken über Steckverbindung und Nagelbrett Balken 7720x240x200mm

2

Details Wandaufbau

1

V1

2

166

1

Holzständerwerk

2

Anschluss Wand - Boden

30mm Holzschalung 200x200mm Balken 200mm Dämmung (abhängig von Klimazone 30mm Holzschalung

V2

Variante 1: Stahlwinkel Variante 2: Holzstecksystem

Turmaufbau

1

5

2

3

4

1

Turmschalung

3

Balkenkonstuktion

2

Dachaufbau

4

Funktionskern

30mm Holzschalung

Doppellagige Membran mit 30mm Vliesdämmung Balkenausfachung 240x100mm

Stützen 200x200mm Rahmen 240x200mm Trägerost 240x100mm

5

Treppenkern mit Holzverschalung

300mm Holzschalung Führung für Kommunikationstechnik

167

Schnitt AA M 1:100

1

2

168

1

Dachaufbau

2

Anschluss Wand - Boden

Doppellagige Membran mit 30mm Vliesd채mmung Balkenausfachung 240x100mm Anschluss an Dachbalken 체ber Steckverbindung und Nagelbrett

Anschluss an Balken 체ber Steckverbindung

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170

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Quellen: - Literaturquellen sind direkt benannt - Fotos: Prof. Dr. Joachim Gardemann, Philipp Sch端rmann

172

© Svenja Tegtmeier, Mark Schrinner, Philipp Schürmann, Tobias Römer, Julian Vogt, Moritz Cramer Münster 2011/12

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