Reciprocal Waves
Projektleitung
Prof. Dr. Pierluigi D’Acunto, Tao Sun (Professur für Structural Design, TUM)
Dr. Marina Konstantatou, Richard Maddock (Specialist Modelling Group, Foster+Partners)
Die Fähigkeit, sowohl mit der Form als auch mit den Kräften im Entwurfsprozess von Tragwerken zu arbeiten, ist von entscheidender Bedeutung, insbesondere in der frühen Entwurfsphase, da dies die Schlüsselparameter sind, die das statische Verhalten eines Tragwerks beeinflussen. Die grafische Statik bietet aufgrund der gegenseitigen Abhängigkeit von Form- und Kraftdiagrammen einen leistungsfähigen geometrischen Rahmen für den konzeptionellen Entwurf von Strukturen im statischen Gleichgewicht. Wenn das Formdiagramm eines selbstbelasteten räumlichen Stabwerkes ein zugrunde liegendes ebenes Diagramm hat, ist das entsprechende Kraftdiagramm reziprok. Es kann selbst als ein selbstverspanntes Fachwerk betrachtet werden, dessen Kraftdiagramm das ursprüngliche Formdiagramm ist. Diese Konfigurationen besitzen im Allgemeinen eine inhärente architektonische Eleganz und strukturelle Leistung, wodurch sie sich besonders für leichte Strukturen eignen.
Die Installation "Reciprocal Waves" wurde im Rahmen einer Forschungskooperation zwischen der Professur für Tragwerksplanung der TUM und der Specialist Modelling Group von Foster+Partner in London entwickelt. Das Projekt besteht aus einem Paar abgehängter Strukturen, die als wechselseitig selbstspannende Systeme funktionieren. Die Strukturen wurden mit Hilfe der vektorbasierten 3D-Grafikstatik (VGS) entwickelt, einem gleichgewichtsbasierten Ansatz zur strukturellen Formfindung. Auf der Grundlage der VGS kann für ein gegebenes Stabwerk im statischen Gleichgewicht, das als ein Formdiagramm (F) betrachtet wird, ein Kraftdiagramm (F*) konstruiert werden, in dem das Gleichgewicht der Kraftvektoren, die in jedem Knoten des Formdiagramms (F) zusammenlaufen, durch geschlossene Zyklen paralleler Kraftvektoren dargestellt ist. Wenn das Kraftdiagramm (F*) als ein eigenes Formdiagramm (F') betrachtet wird, fällt sein Kraftdiagramm (F'*) aufgrund der Gegenseitigkeit zwischen den beiden Strukturen mit dem ursprünglichen Formdiagramm (F) zusammen.