Nora Schmidt

Autor

Nora Schmidt
Berlin   Deutschland

CNC Zimmerhandwerk: Das 'selfsupportingframework'


Die Anwendung raffinierter, mitunter hochkomplexer Holzverbindungen f├╝r Tragwerkskonstruktionen, wie man sie noch heute als Zimmermanns-Lehrling studieren muss, haben in den letzten Jahrzehnten stetig abgenommen. Zu teuer war die handwerkliche Arbeit, und so wurden Holzelemente in gro├čem Umfang mit Nagelplatten aus Stahl verbunden. In letzter Zeit jedoch erleben die gezimmerten Verbindungen nach der traditionellen Kunst der Zimmerleute durch den zunehmenden Einsatz CNC gesteuerter Fertigungsmethoden eine Renaissance ÔÇô selbst Anschl├╝sse in verschiedenen geometrischen Variationen k├Ânnen heute wieder wirtschaftlich hergestellt werden.
 

CNC Zimmerhandwerk: Das 'selfsupportingframework'
'Seiwa Exhibition Hall' von Kazuhiro Ishii

Zwei Studenten des Fachgebiets Tragkonstruktion am Fachbereich Architektur der Universit├Ąt Kassel, Mischa Proll und Andreas G├╝nther, haben sich die Vielfalt an Gestaltungsm├Âglichkeiten zu Nutzen gemacht und einem Jahrhunderte alten Tragprinzip zu neuen Dimension verholfen.
Das traditionelle Hebelstabwerk besteht aus kurzen Holzbalken, die ├╝ber eine gezimmerte Verbindung an deren Enden zu einem Fl├Ąchentragwerk zusammengesetzt werden. Bei gleich bleibender Profilst├Ąrke, Stabl├Ąnge und Lage der Knoten auf den Stabachsen bildet sich die Form einer Kuppel. Die erste schriftliche Dokumentation eines solchen Tragwerks, auch "Mandaladach" oder ÔÇ×reciprocal frameÔÇť genannt, stammte ├╝brigens, so die Recherche der Studenten, aus dem 12. Jahrhundert von einem buddhistischen M├Ânch namens Chogen, dessen Tempelbauten bis zur heutigen Zeit bedeutenden Einfluss auf die Kuppelbauten in China und Japan haben.
Die Variation einzelner Parameter, etwa die ├änderung einer Verbindung zweier St├Ąbe, f├╝hrt zu einer ├änderung aller anschliessenden Verbindungen. Nach Anpassung der Stabl├Ąnge und Knotenpunkte wird das statische System variabel und l├Ąsst sich auf freie Geometrien anwenden. Anhand dieser Erkenntnis, entwickelten Mischa Proll und Andreas G├╝nther ein Berechnungsprinzip, das den Bau von nahezu beliebig geformten, hoch stabilen Fl├Ąchen ÔÇô in proportionaler Abh├Ąngigkeit von der angewandten Netzdichte des Systems ÔÇô erm├Âglicht.
CNC Zimmerhandwerk: Das 'selfsupportingframework'
'Reciprocal frame' Bogenbr├╝cke aus dem Codex Madrid von Leonardo da Vinci

In Zusammenarbeit mit 11 Auszubildenden des Bundes-Bildungszentrum des Zimmererhandwerks in Kassel wurde k├╝rzlich auf dem Campus der Universit├Ąt das erste Demonstrationsbauwerk, bestehend aus 180 Balken, gefertigt. Dabei lie├čen sich die angehenden Architekten nicht lumpen und gaben eine Struktur vor, die wohl beweisen sollte, welch gestalterische Freiheit das System erlaubt.

"Die design surface beginnt an der kurzen Seite mit einem Bogen, um sich im mittleren Teil der Fl├Ąche auf einer ihrer Au├čenkanten abzust├╝tzen. Dort stellt sie sich als geschwungene Wand dar, um am Ende der Fl├Ąche wieder in einer Bogenform den Pavillon abzuschlie├čen. Im mittleren Teil verdreht die design surface, analog zu einem M├Âbiusband, ihre Innenseite nach aussen. So ist die Oberseite des ersten Bogens die Unterseite des Zweiten Bogens", erkl├Ąrt Mischa Proll, der den Pavillon im Rahmen seiner Diplomarbeit entwarf.
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Basismuster

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Systemdarstellung des 'selfsupportingframework'

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Jeder Balken hat einen identischen Querschnitt, ist jedoch durch die Anordnung seiner Abschnitte und Ausschnitte, ein Einzelst├╝ck

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Aufbau des 'selfsupportingframework' auf dem Campus der Universi├Ąt Kassel

CNC Zimmerhandwerk: Das 'selfsupportingframework'
'selfsuppertingframework' von Mischa Proll

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'selfsupportingframework' von Mischa Proll

CNC Zimmerhandwerk: Das 'selfsupportingframework'
Die Konstruktion besteht aus 180 Holzbalken und ist 13,5 m lang und 5m breit.

Das Kasseler 'selfsupportingframework' zeigt nicht nur welche Gestaltungsm├Âglichkeiten computergest├╝tzte Architektur beinhaltet, es demonstriert auch, die Anwendbarkeit des nachwachsenden Baustoffes Holz im Rahmen hochkomplexer Geometrien.

Projekt Team:
Universit├Ąt Kassel Fachbereich Architektur
Fachgebiet Tragkonstruktion
Fachgebiet Digitale Entwurfstechniken
Sachgebite Vermessung
Bundesbildungszentrum des Zimmerergewerbes

Sponsoren:
SFS intec , Stahlbau Lamparter, S├Ąge- und Hobelwerk Oberweser.
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