CID
Aktuel orientering
Projektdeltagere
Forskningsprojekter
Ph.d.-projekter
Papers, konferenceoplæg mm.
Artikelsamling
Intern kommunikation




Per Dombernowsky
 
Lektor, civilingeniør
 
Afdelingen Byggeteknik
Arkitektskolen i Aarhus
Nørreport 20
8000 Aarhus C

Tel: 8936 0333
Fax: 8613 0645

Mail:
per.dombernowsky@a-aarhus.dk 

Platform:

Konstruktion, materiale, montage


Forskningsprojekt i CID
"Optimal konstruktionsdesign og IT"
Læs projekt




Ingeniør-værker revisITed
Publiceret på ArkitekturNets hjemmeside, juni 2001
Læs artikel

Architectural design assisted by structural computer modelling
Paper publiceret i "Bridge between civil engineering and architecture", proceedings, 4. International Colloquium on Structrual Morphology, page 57-63, august 2000
Læs artikel (rtf)

Paper "Konstruktionsoptimering i arkitekturen" præsenteret ved konferencen "Arkitekturforskning og IT", Nordisk Forening for Arkitekturforskning, Dansk Center for Integreret Design og Arkitektskolen i Aarhus afholdte i april 2001 årsmøde/konference.
Læs paper















































Forskningsprojekt i CID

"Optimal konstruktionsdesign og IT"
 
Per Dombernowsky
Lektor, civilingeniør, Arkitektskolen i Aarhus

Formål
De seneste årtiers kraftige udvikling af computerstøttede numeriske beregningsmetoder har medført, at optimal konstruktionsdesign, herunder design af minimalkonstruktioner, i dag kan baseres på computermodeller og ikke længere nødvendigvis kræver fysiske modelforsøg. Udviklingen af computerstøttede optimale formfindingsmetoder er f.eks. blevet undersøgt af Bletzinger (1999), som har påpeget, at der kan konstateres tre forskellige udviklingslinier for computerbaserede formfindingsmetoder: (i) Simulering af hængemodeller, (ii) simulering af sæbehinder og (iii) konstruktionsoptimering, der omfatter form og topologioptimering.

En minimalkonstruktion kan i denne sammenhæng defineres som en bærende konstruktion, som kan bære en ydre last eller forspænding med et minimalt materialeforbrug. I konstruktionselementer, som udsættes for rent træk eller tryk og ikke for bøjning, udnyttes materialet optimalt. Ved bestemmelse af formen på en minimalkonstruktion er formålet med optimeringsproceduren således at minimere bøjning eller udtrykt mere generelt: at minimere deformationsenergien.

Som en konsekvens heraf er der udviklet en række typiske konstruktionssystemer, hvis bæremåde baserer sig på membrankræfter i en bøjningsfri tilstand, f.eks. forspændte kabelnet og membraner i en ren træktilstand og buer eller skaller i en ren tryktilstand.

Principperne for udformning af minimalkonstruktioner har været kendt i århundreder og har ført til vellykkede fysiske modelforsøg, som for eksempel den omvendte hængemodel til bestemmelse af formen på en trykkonstruktion eller sæbefilmanalogien til bestemmelse af formen på en forspændt membran eller telt. Bøjning er her på forhånd undgået ved et passende valg af materiale som f.eks. kæden eller stoffet. Den omvendte hængende kæde blev således f.eks. anvendt af arkitekten Antoni Gaudí ved formgivning af murede hvælv, ligesom princippet stadig anvendes af den schweiziske ingeniør Heinz Isler, som benytter modeller af hængende membraner af stof til bestemmelse af formen på betonskaller. Fysiske modelforsøg af denne type kan i dag simuleres med ækvivalente computermetoder og begge metoder fører naturligvis implicit til opfyldelse af kriteriet for en minimalkonstruktion, idet bøjning ikke kan forekomme.

Form og topologioptimering er derimod en langt mere generel computerbaseret formgivningsmetode, som muliggør optimal formgivning på basis af mange variable samt flere bindinger og formål.

På baggrund heraf er det projektets mål at undersøge form og topologioptimering som et muligt nyskabende ITværktøj til formgivning og udvikling af optimale bygningskonstruktioner.

Focus
Projektet fokuserer i første fase på en undersøgelse af topologi og formoptimering og dels muligheder i forbindelse med udvikling af bærende bygningskonstruktioner. Undersøgelsen skal foregå ved hjælp af Edbprogrammet ODESSY, der er et ITværktøj til form og topologioptimering, udviklet på Aalborg Universitet og DTU.

I projektets anden fase fokuseres på at udvikle en byggekomponent på grundlag af form og topologioptimering i samarbejde med en dansk produktionsvirksomhed.

Resultat
Projektets forskningsresultater vil foreligge i form af afhandling og papers til konferencer.

Påbegyndelse og afslutning
Projektet er påbegyndt og strækker sig over hele CIDs funktionsperiode med 18 måneder.

top