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Kraft und Geometrie sind die beiden entscheidenden Faktoren bei der Entwicklung von Tragwerken. Neben der Berücksichtigung von funktionalen und gestalterischen Kriterien sind sie als grundlegende Parameter während des Entwurfsprozesses von großer Bedeutung. Die Formfindung ist eine verbreitete Strategie im technischen Entwurf, um effiziente Lösungen innerhalb einer Vielzahl von Einschränkungen zu finden.
Ziel des Workshops ist es, einen kurzen Einblick in verschiedene Formfindungs- und Simulationsmethoden zu geben und den Umgang mit einem interaktiven Formfindungs-Tool zu vermitteln. Der kurze Überblick über den mathematischen Hintergrund befähigt die Teilnehmenden, die Möglichkeiten und Grenzen einzelner Methoden zu verstehen und zu bewerten.
Der allgemeine Schwerpunkt des Workshops liegt auf der Anwendung der Finite-Elemente-Methode (FEM), die als bevorzugtes Mittel zur Lösung für eine Vielzahl von technischen Problemen eingesetzt wird. Die FEM integriert Materialeigenschaften und externe Kräfte innerhalb des digitalen Modells, um das Verhalten der entworfenen Konstruktion unter realen Bedingungen vorherzusagen und dabei den Konstrukteur*innen gleichzeitig Informationen darüber zu liefern, wie die Struktur materialisiert werden kann.
Obwohl die meisten FEM-Tools einen bautechnischen Hintergrund erfordern und einen hohen Arbeitsaufwand haben, ermöglicht Kiwi3D die Integration der Isogeometrischen Analyse (IGA) in die CAD-Umgebung und schafft einen reibungslosen und gegenseitigen Austausch von Design- und Analysedaten. Das Werkzeug stellt die gesamte Abfolge der Konstruktionsphasen während des Entwurfsprozesses dar. Infolgedessen werden schließlich eine detaillierte Bewertung und ein verbesserter Entwurf ermöglicht.
Der Formfindungsprozess wird in einem interaktiven Dialog zwischen Tutor*innen und Studierenden stattfinden. Ziel des Workshops ist die bautechnische Simulation und Analyse vorgegebener Projekte, bei denen es sich um Entwurfsstudien oder bestehende Bauwerke handeln kann. Die theoretischen Grundlagen werden durch eine erste Einführung des Tools von M.Sc. Philipp Längst vermittelt. Das TWE-Team wird ergänzend Unterstützung bei Modellierung, Scripting und Berechnung anbieten.
Als Ergebnis des Workshops haben die Studierenden die Möglichkeit, zusätzliche Credits zu erhalten, indem sie einen Projektbericht in Form eines Handouts einreichen. Eine vollständige und ausführliche Dokumentation einschließlich Beschreibungen zu Material, Struktur und Methodik sollte anhand von Skizzen, Zeichnungen, Diagrammen und einem digitalen 3D-Modell illustriert und untermauert werden.
