Het constructief ontwerpen van vrije vormen Schema's, systemen en prototypes van constructies in onregelmatig gevormde gebouwen Martijn Veltkamp (Samenvatting van Free Form Structural Design Schemes, systems and prototypes of structures for irregular shaped buildings) Onregelmatig gevormde gebouwen met vlakken die in twee richtingen
krommen ('dubbel gekromd'), ook wel bekend als vrije vormen en Blobs, zijn
in de laatste tien jaar opnieuw in de belangstelling komen te staan
dankzij nieuwe en gebruiksvriendelijke modelleringssoftware. Deze software
komt uit de film-, auto- en vliegtuigindustrie, en is nu dus ook bij
architecten in gebruik. Terwijl architecten vooral de vormmogelijkheden
ervan benutten om er gebouwontwerpen mee te maken, ging de trend voorbij
aan de technische disciplines betrokken bij de realisatie van de gebouwen.
Voor wat betreft de constructies in dergelijke gebouwen, leidde dit ertoe
dat zij weliswaar aan alle functionele en constructieve eisen voldeden,
maar toch geen voldoening gaven. Als tekortkomingen werden onder andere
gezien dat de constructieve vorm en de architectonische vorm niet overeen
kwamen (bijvoorbeeld een spantenconstructie die het gebouw meedogenloos in
platte vlakken snijdt, zelfs al zit er in het hele gebouw geen enkel plat
vlak), de onmogelijkheid om de sterkte van de constructie lokaal aan te
passen (of: grotendeels onnodig zwaar te dimensioneren), en als laatste de
beperkte systematiek waardoor eenmaal ontwikkelde details niet op meerdere
plaatsen toegepast konden worden. Alhoewel er op het gebied van constructief ontwerpen vele variabelen te
benoemen zijn, zijn er in dit onderzoek specifiek drie
onderzocht: Per oplossingsrichting zijn vervolgens meerdere variabelen bepaald, alsmede de waardes die elk van deze variabelen aan kan nemen. Door hiermee te vari?ren zijn er 23 abstracte constructieve schema's in kaart gebracht. Omdat alle variabelen al vanuit de oplossingsrichting intrinsiek gerelateerd waren aan geometrie en/of materiaal en/of constructieve werking, waren alle schema's die hiermee gegenereerd werden in principe technisch mogelijk. De volgende stap omvatte de verdere ontwikkeling van drie geselecteerde constructieve schema's tot constructieve systemen. Dit betrof:
Alle drie de systemen bestaan uit componenten die op maat gemaakt
worden voor een specifieke plek in de constructie. Op deze manier is
aangetoond hoe de geometrische opzet van het constructieve schema
doorwerkt in een materiaal-specifiek systeem. Om te kunnen beoordelen of
het echt werkt, en zo de systemen te valideren voor toepassing in een
onregelmatige gebouwvorm, is elk systeem ook toegepast op een
gebouwontwerp. Hiermee werd ook inzicht verkregen in het
toepassingsgebied, bijvoorbeeld of het systeem ook werkt bij heel sterk
gekromde gebouwdelen.
Het Deltaribben-systeem is verder uitgewerkt tot drie prototypen op ware grootte, gemaakt van plaatstaal. Het bouwen van de prototypen was de proef van het onderliggende systeem. Alhoewel de belangrijkste principes werden bevestigd, bleek het omwille van de maatvastheid noodzakelijk om de materiaaldikte al in de ontwerpfase mee te nemen. Dit onderzoek heeft aangetoond hoe constructies die bestaan uit
systematisch gegenereerde componenten voldoen aan de eisen die aan
constructies voor vrije vorm gebouwen worden gesteld. De systemen die in
dit onderzoek zijn gesteld, bieden onge?venaarde vormvrijheid, waarbij nog
altijd een rationele productiewijze mogelijk is. De systemen kunnen
parametrisch worden toegepast, waarbij ze zich vormen naar de locale
geometrie en de aldaar vereiste constructieve capaciteit. Het zijn dus
effici?nte systemen. Technisch gezien kan de draagconstructie nu volledig
in de vrijgevormde gebouwvorm worden
ge?ntegreerd. | |||||||||||||||||
Copyright 2011 Martijn Veltkamp, MoreThanStructures. Alle rechten voorbehouden. Contact. |