Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Computer (r)evolutioniert Baukunst

31.01.2012
GENTS BEGEISTERT: ÖSTERREICHISCHER BAU-PREIS FÜR TRAGWERK-DESIGN-TOOL

Neue Arten komplexer Tragwerke können nun erstmals mit einem einzigen Computerprogramm sowohl entworfen als auch berechnet werden. Das ermöglicht die neue Software "GENTs", die im Rahmen eines Projekts des Wissenschaftsfonds FWF entwickelt wurde. Sie vereint erstmals evolutionäre Optimierungsmethoden mit computergestützten Berechnungswerkzeugen in einem intuitiven Tool für ArchitektInnen und IngenieurInnen.

Diese Kombination ermöglicht die Konzeption leichter, flexibler und ressourcenschonender Tragwerke aus irregulären Strukturen. Die innovativen Möglichkeiten der neuen Software überzeugten auch die Jury des österreichischen Bau-Preises, die ihr diese Auszeichnung in der Kategorie "Forschung und Entwicklung" zuerkannte.

Stabtragwerke stützen architektonische Meisterleistungen. Ob Calatrava, Foster oder Coop Himmelb(l)au - wer in der Architekturwelt hoch hinaus will, konstruiert damit Dächer, Brücken oder Türme. Doch bisher musste die architektonische Kreativität dabei eingeschränkt werden. Denn es galt, je regelmäßiger das Tragwerk konstruiert wurde, desto stabiler wurde es. Damit ist nun Schluss: Mit der Software "GENTs" können irreguläre Tragwerke entworfen werden, die sich durch hohe Stabilität und Effizienz auszeichnen. In einem FWF-Projekt wurde damit der Grundstein für neuartige Gestaltungsprozesse und -lösungen gelegt. Diese Aufbauleistung wurde mit dem österreichischen Bau-Preis 2011 offiziell gewürdigt.

DESIGN-(R)EVOLUTION
Durch seine innovative Kombination ermöglicht die Software "GENTs - Generic Exploration and Navigation Tool for Structures" völlig neue Lösungsansätze im Tragwerksentwurf. "Damit können wir nun auch irreguläre Tragwerke berechnen und entwerfen, ohne an Tragwerkstypen und -schemata gebunden zu sein. Denn GENTs kombiniert einzelne Strukturelemente in zahlreichen Varianten, die wiederum selektiert, mutiert und rekombiniert werden, bis die effektivste Lösung gefunden ist. Dabei wird nur so viel Material eingerechnet, wie für eine stabile Realisierung nötig ist, und so können besonders leichte Tragwerke entstehen", erklärt Projektleiter Prof. Klaus Bollinger vom Institut für Architektur an der Universität für Angewandte Kunst Wien. Wichtige Parameter, die das Programm bei seinen Berechnungen berücksichtigt, sind dabei Form, Position und Funktion jedes Elements der Tragwerk-Struktur.
KRÄFTE INTELLIGENT GENUTZT
Bisher wurde beim Entwurf von Stabtragwerken nur das Ableiten auftretender Kräfte durch Druck- und Zug berücksichtigt. Daraus ergab sich ein konventioneller Kanon verschiedener Fachwerktypologien, die allesamt auf Dreiecken als Grundeinheiten der Konstruktion basierten und denen damit eine hohe Regelmäßigkeit gemein war. Dank GENTs werden nun im Entwurfsprozess auch Biegemomente gemeinsam mit Druck- und Zugbelastungen berücksichtigt. Damit steht nicht mehr die vereinfachende Systematisierung am Anfang des Entwurfs, sondern die durchgehende Simulation der komplexen Zusammenwirkung der einzelnen Stabelemente erlaubt eine Erweiterung der zuvor auf dreieckige Grundeinheiten begrenzten Entwurfsmöglichkeiten. Die Funktionsweise dieser Strukturoptimierung wurde in umfangreichen Testreihen mit bis zu 2,5 Millionen verschiedenen berechneten Strukturen nachgewiesen. GENTs-generierte Tragwerke zeigten dabei die gleiche Tragkraft und Verformung wie traditionelle Tragwerke, obwohl sie mit bis zu 15 Prozent deutlich leichter als ihre altgediente "Konkurrenz" waren.

Die Realisierung eines Entwurfs auf Basis dieser Optimierung lässt sich seit Kurzem bereits am Airail Center Frankfurt beobachten. Dort wird auf Grundlage eines GENTs-Entwurfs eine Brücke für eine Mini-Metro gebaut, bei der die rechnerischen Möglichkeiten zur Strukturoptimierung es erlaubten, das Aussehen und die Funktionsweise dynamisch zu gestalten. Die Anmutung des unregelmäßigen, wendigen Entwurfs unterstützt damit beim Durchfahren der Brücke die Bewegung der Bahn. "Dieser Entwurfsprozess", betont Projektmitarbeiter DI Arne Hofmann, "war ohne die automatisierte Berechnung und Analyse, die GENTs bietet, nicht denkbar."

Das im Rahmen eines FWF-Projekts entstandene Programm GENTs bedeutet insgesamt einen Brückenschlag zwischen der Arbeit von ArchitektInnen und TragwerksplanerInnen. Kein Wunder also, dass das Projektteam um Prof. Bollinger, DI Hofmann und DI Dr. Preisinger vor Kurzem mit dem österreichischen Bau-Preis für Forschung und Entwicklung ausgezeichnet wurde. Das Preisgeld von EUR 10.000 ist dabei vielleicht auch eine Anerkennung für die Bedeutung von Investitionen in Grundlagenforschung, die in diesem Fall durchaus dazu beitragen die Baukultur grundlegend zu verändern.

Wissenschaftlicher Kontakt:
DI Arne Hofmann
Universität für Angewandte Kunst Wien
Oskar Kokoschka-Platz 2
1010 Wien
T +43 / (0)1 / 955 54 54 14
E ahofmann@bollinger-grohmann-schneider.at
Der Wissenschaftsfonds FWF:
Mag. Stefan Bernhardt
Haus der Forschung
Sensengasse 1
1090 Wien
T +43 / (0)1 / 505 67 40 - 8111
E stefan.bernhardt@fwf.ac.at
W http://www.fwf.ac.at
Redaktion & Aussendung:
PR&D - Public Relations für
Forschung und Bildung
Mariannengasse 8
1090 Wien
T +43 / (0)1 / 505 70 44
E contact@prd.at
W http://www.prd.at

Dr. Katharina Schnell | PR&D
Weitere Informationen:
http://www.fwf.ac.at
http://www.fwf.ac.at/de/public_relations/press/pv201201-de.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Förderungen Preise:

nachricht Phoenix Contact gewinnt BME-Preis für elektronische Beschaffung
13.03.2019 | Bundesverband Materialwirtschaft, Einkauf und Logistik e.V. (BME)

nachricht Innovationspreis für Simulationswerkzeug zur Kanalalterung verliehen
12.03.2019 | KompetenzZentrum Wasser Berlin gGmbH (KWB)

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Förderungen Preise >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Selbstheilender Lack aus Maisstärke lässt kleine Kratzer durch Wärme verschwinden

Ein neuer Lack aus Maisstärke ist wegen der besonderen Anordnung seiner Moleküle in der Lage, durch Wärme kleine Kratzer von selbst zu reparieren: Die Vernetzung über ringförmige Moleküle macht das Material beweglich, sodass es die Kratzer ausgleicht und diese wieder verschwinden.

Oberflächliche Mikrokratzer in der Autokarosserie oder auf anderen Hochglanzoberflächen sind harmlos, aber ärgerlich. Gerade im Luxussegment zeichnen sich...

Im Focus: Self-healing coating made of corn starch makes small scratches disappear through heat

Due to the special arrangement of its molecules, a new coating made of corn starch is able to repair small scratches by itself through heat: The cross-linking via ring-shaped molecules makes the material mobile, so that it compensates for the scratches and these disappear again.

Superficial micro-scratches on the car body or on other high-gloss surfaces are harmless, but annoying. Especially in the luxury segment such surfaces are...

Im Focus: Kartographie eines fernen Sterns

Der am Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP) gefertigte Spektrograph PEPSI zeigt erste Aufnahmen der Struktur des Magnetfelds auf der Oberfläche eines weit entfernten Sterns. Mittels innovativer Verfahren lassen sich damit neue Erkenntnisse über die Vorgänge auf der Sternoberfläche gewinnen. Die Ergebnisse stellte ein Wissenschaftlerteam nun in der Fachzeitschrift Astronomy & Astrophysics vor.

Selbst mit den größten Teleskopen erscheinen die Oberflächen entfernter Sterne normalerweise nur als Lichtpunkte. Eine detaillierte Auflösung wird erst mittels...

Im Focus: Stellar cartography

The Potsdam Echelle Polarimetric and Spectroscopic Instrument (PEPSI) at the Large Binocular Telescope (LBT) in Arizona released its first image of the surface magnetic field of another star. In a paper in the European journal Astronomy & Astrophysics, the PEPSI team presents a Zeeman- Doppler-Image of the surface of the magnetically active star II Pegasi.

A special technique allows astronomers to resolve the surfaces of faraway stars. Those are otherwise only seen as point sources, even in the largest telescopes...

Im Focus: Heading towards a tsunami of light

Researchers at Chalmers University of Technology and the University of Gothenburg, Sweden, have proposed a way to create a completely new source of radiation. Ultra-intense light pulses consist of the motion of a single wave and can be described as a tsunami of light. The strong wave can be used to study interactions between matter and light in a unique way. Their research is now published in the scientific journal Physical Review Letters.

"This source of radiation lets us look at reality through a new angle - it is like twisting a mirror and discovering something completely different," says...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Teilchenphysik trifft Didaktik und künstliche Intelligenz in Aachen

20.03.2019 | Veranstaltungen

Künstliche Intelligenz: Ausprobieren und diskutieren

19.03.2019 | Veranstaltungen

Wissenschaftliche Tagung zur Gesundheit von Meeressäugern

18.03.2019 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Teilchenphysik trifft Didaktik und künstliche Intelligenz in Aachen

20.03.2019 | Veranstaltungsnachrichten

Mit dem Forschungsflugzeug ins ewige Eis - Meteorologen starten Messkampagne

20.03.2019 | Geowissenschaften

Optischer Sensor soll Pflanzenzüchtung beschleunigen

20.03.2019 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics