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2020 | OriginalPaper | Buchkapitel

Repetitive Structures

verfasst von : Eike Schling, Rainer Barthel

Erschienen in: Impact: Design With All Senses

Verlag: Springer International Publishing

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Abstract

This paper presents a theoretical framework of repetitive structures and illustrates its potential for the design and construction of strained gridshells.
Throughout the history of architecture, the use of repetitive building parts has been a key goal to simplify fabrication, ease construction, and save costs and time. This may be achieved by laying identical bricks or using identical ball joints, dividing a sphere into congruent triangles or rationalizing a curved façade to only use planar glass panels. In any case, using repetitive parts inevitably effects the overall shape and layout of a structure.
In geometry the term “repetitive” is used to describe congruent elements, such as nodes, edges or faces, within a network, while an architectural structure aims at identical building parts to achieve repetition. These two perceptions do not always coincide: In practice, adjustable joints, tolerances or deformation allow the use of repetitive parts, even for geometrically variable elements.
The following paper combines insights from differential geometry and building construction to create a holistic theory of “repetitive structures” considering both the geometric and constructive parameters. This theory offers more than an analysis of existing structures. Through computational design we can systematically investigate the morphology of repetitive networks, define parametric relationships, identify fundamental principles of form and deduce parameter combinations for future designs.

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Fußnoten
1
The normal bending stress was calculated with the Euler-Bernoulli theory for a 5 × 5 cm timber lath with E = 1100 kN/cm², Iy = 52,1 cm4 and WY = 20,8 cm4. The shear stress was calculated with the Saint-Venant theory with G = 69,0 kN/cm², IT = 87,5 cm4 and WT = 26,0 cm4.
 
Literatur
Zurück zum Zitat Happold, E., Liddell, W.I.: Timber lattice roof for the Mannheim Bundesgartenschau. Struct. Eng. 53(3), 99–135 (1975) Happold, E., Liddell, W.I.: Timber lattice roof for the Mannheim Bundesgartenschau. Struct. Eng. 53(3), 99–135 (1975)
Zurück zum Zitat Pottmann, H., Asperl A., Hofer, M., Kilian A.: Architectural Geometry. Bentley Institute Press (2007) Pottmann, H., Asperl A., Hofer, M., Kilian A.: Architectural Geometry. Bentley Institute Press (2007)
Zurück zum Zitat Schling, E., Hitrec, D., Barthel, R.: Designing grid structures using asymptotic curve networks. In: de Rycke, K., Gengnagel, C., Baverel, O., Burry, J., Mueller, C., Nguyen, M.M. et al. (eds.) Humanizing Digital Reality. Design Modelling Symposium Paris 2017, pp. 125–140. Springer, Singapore (2017) Schling, E., Hitrec, D., Barthel, R.: Designing grid structures using asymptotic curve networks. In: de Rycke, K., Gengnagel, C., Baverel, O., Burry, J., Mueller, C., Nguyen, M.M. et al. (eds.) Humanizing Digital Reality. Design Modelling Symposium Paris 2017, pp. 125–140. Springer, Singapore (2017)
Zurück zum Zitat Schling, E., Barthel, R.: Experimental studies on the construction of doubly curved structures. Fachwissen. Detail structure 10/17(01), pp. 52–56 (2017) Schling, E., Barthel, R.: Experimental studies on the construction of doubly curved structures. Fachwissen. Detail structure 10/17(01), pp. 52–56 (2017)
Zurück zum Zitat Schober, H.: Transparent Shells, Form, Topology, Structure. With Assistance of Claudia Schaffert. Ernst & Sohn, Berlin (2016) Schober, H.: Transparent Shells, Form, Topology, Structure. With Assistance of Claudia Schaffert. Ernst & Sohn, Berlin (2016)
Metadaten
Titel
Repetitive Structures
verfasst von
Eike Schling
Rainer Barthel
Copyright-Jahr
2020
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-030-29829-6_29

    Marktübersichten

    Die im Laufe eines Jahres in der „adhäsion“ veröffentlichten Marktübersichten helfen Anwendern verschiedenster Branchen, sich einen gezielten Überblick über Lieferantenangebote zu verschaffen.