Natural building materials, such as naturally shaped tree trunks, have been used in construction since ancient times. Wood is primarily processed a long, thin product due to its growth and structure, leaving many parts unused. These neglected parts, like branches, can be for load-bearing structures. However, they require new parametric description material geometric behaviour differences. It's crucial transfer these geometries into the calculation model accurately. The surface described...

Existing research on mycelium-based materials recognizes the binding capacity of fungal hyphae. Fungal hyphae digest and bond to surface substrate, form entangled networks, enhance mechanical strength composites. This investigation was driven by results an ongoing project, where we attempt provide basic concepts for a broad application mycelium chipped wood composite building components. Simultaneously, further explore composites with series experiments involving different interlocking...

Folding mechanisms are linkages consisting of rigid panels, which offer the possibility to change their mechanical and geometrical properties, e.g. from compact widespread, compliant stiff or planar spatial. This can be used for functional reconfiguration underlying mechanisms. Applications folding found whenever panel-like elements required such as in optical, acoustical material flow use cases. However, only few examples have been realised because complex kinematic kinetostatic...

Timber is a highly versatile material that can be used for wide range of applications and products, including standardized construction elements such as bars, boards, beams.However, these traditional timber constructions typically rely on straight logs, with naturally grown irregular like tree branches, forks, or curved logs often being discarded.Advancements in digitization tools, 3D scanning image-based processing parametric environments, allow architects engineers to upcycle discarded...

Combining tradition and innovation, timber plays essential roles in building structures for architecture engineering. Tree branching geometries natural state often serve as sources of inspiration. However, the mechanical properties naturally grown timber, inherently inconsistent geometrically varied, remain insufficiently studied, particularly construction simulations. This knowledge gap perpetuates prevalent use straight, uniformly harvested while neglecting curved bifurcated elements with...

Bauteile für Holzkonstruktionen basieren oft auf geometrisch einfachen Grundformen bezüglich ihrer Längsform und ihres Querschnittes. Für die Herstellung dieser Bauteile, wird das Holz hauptsächlich in gerader, schlanker Form verarbeitet, wobei gekrümmte oder gegabelte Teile des Baumes mit kleinerem Durchmesser ungenutzt bleiben. Unser Ziel ist, Bestandteile der Krone als fachwerkartige Bauwerken zu verwenden. In diesem Zusammenhang sind fortschrittliche Modellierungs- Simulationstechniken...

Abstract Combining tradition and innovation, timber plays essential roles in building structures for architecture engineering. Tree branching geometries its natural state often serve as sources of inspiration. However, the mechanical properties naturally grown timber, inherently inconsistent geometrically varied, remain insufficiently studied, particularly construction simulations. This knowledge gap perpetuates prevalent use straight, uniformly harvested while neglecting curved bifurcated...

In the architecture and construction sector increasing wish for individualization is often expressed in complex-shaped freeform buildings. Due to missing universal mature methods, buildings are usually realized using customized solutions including material-consuming substructures, while visible skin has neither structural nor functional properties. this context a new concept presented manufacturing self-supporting lightweight structures that integrates load- bearing, properties façade design...

Abstract In der Konstruktion von filigranen, schlanken Bauteilen aus Holz hat sich deren Bewehrung und Fügung mit selbstbohrenden Vollgewindeschrauben (VGS) als innovative, effektive praktische Methode erwiesen. dem Schrauben bewehrten kommen selbstbohrende großer Baulänge Bewehrungselemente zum Einsatz. VGS stellen nicht nur ein Befestigungsmittel dar, sondern fungieren aufgrund ihrer hohen Festigkeit großen verfügbaren Längen Basiselement, dessen Verbundeigenschaften einer...

Abstract Blechumformung ist traditionell ein hochaufwendiger Prozess, der teurer Werkzeuge und Formen wie Gesenke oder Patrizen zugehöriger Stempel bedarf, die erst bei hohen produzierten Stückzahlen rentabel werden. Aus diesem Grund beschränkt sich im Bauwesen Einsatz umgeformter Stahlprodukte bisher auf Verwendung von Halbzeugen z. B. Walzprofilen. Die inkrementelle (IBU), neuartiges Umformverfahren, arbeitet ganz andere Weise. Statt eines einstufigen Pressvorgangs, dem das Blech in Form...

Abstract Selbstbohrende Vollgewindeschrauben (VGS) sind moderne Verbindungsmittel des Holzbaus, die aufgrund ihrer hohen Festigkeit und günstigen Verbundeigenschaften zunehmend als Verstärkungselemente oder für Fügungen von Holzbauteilen zum Einsatz kommen. Um konstruktiven Vorzüge, vergleichbar mit den Eigenschaften einer Bewehrung im Stahlbetonbau sind, systematisch zu nutzen, wurden Bauteile aus Brettschichtholz Schrauben verstärkt, deren Konfiguration u.a. Hilfe Fachwerkmodellen auf...

Abstract Selbstbohrende Vollgewindeschrauben ermöglichen wirkungsvolle Verstärkungen und Versteifungen sowie leistungsfähige Fügungen von Holzbauteilen. Dabei werden gezielt die hohe axiale Zugfestigkeit Dehnsteifigkeit der kontinuierliche Verbund Schrauben genutzt, um ähnlich einer Bewehrung im Stahlbetonbau schwachen Tragrichtungen des Holzes senkrecht schräg zur Faserrichtung zu ertüchtigen. Die Bemessung verschiedenen Schraubenkonfigurationen kann mit Hilfe aus dem bekannten...

Abstract Falten und Faltungen stellen ein effizientes Konstruktionsprinzip dar, das in Architektur Ingenieurwesen bisher aber eher selten eingesetzt wurde. vereinigen Raumbildung Lastabtragung sich können konstruktiv entweder starr oder beweglich damit wandelbar durchgebildet werden. Numerische Methoden parametrische Konstruktion machen es möglich, beliebig geformte Flächentragwerke mit zu versehen die Bewegungen wandelbarer beschreiben. Mit diesen Mitteln wird Bau‐ für Technik verfügbar,...

Abstract Unter dem Begriff “Starre Faltungen” sind neben Faltwerken und ähnlichen Konstruktionen des Bauwesens vor allem Anwendungen Strukturformprinzips “Faltung” zu verstehen, wie sie z. B. Geodätische Kuppeln darstellen. Ihre facettenartigen dreieckigen oder rautenförmigen Blechelemente bilden einerseits die geometrischen Grundelemente eines regelmäßig geformten Körpers, nämlich der Kugel, andererseits Bausteine Leichtbausystems, mit selbsttragende dreidimensional gekrümmte Raumflächen...

Abstract Wandelbare Faltungen vereinen die statischen Vorzüge zueinander aufgefalteter Flächen mit denen der Veränderbarkeit ganzen Struktur. Voraussetzung für statische Nutzbarkeit ist Tragfähigkeit und damit Biegesteifigkeit Faltflächen, wiederum Faltelemente aus entsprechend biegefestem Material von endlicher Dicke bedingen. Infolgedessen muss Beweglichkeit Faltflächen ausschließlich über gelenkigen Zwischenverbindungen erzeugt werden, deren notwendigen Bewegungsfreiheitsgrade sich in...

Abstract Denkt man an die ersten großen, imposanten eisernen Brücken, nach der Mitte des 19. Jahrhunderts in Deutschland errichtet wurden, so assoziiert damit Firmen Rhein und Ruhr – Harkort, Gutehoffnungshütte oder MAN. Dabei wird leicht übersehen, dass dieser Phase Industrialisierung auch anderen Orten eine eisenverarbeitende Industrie erfolgreich tätig war. Einer Orte war Pforzheim mit dort ansässigen Firma Gebrüder Benckiser. Die beiden wichtigsten Standortfaktoren für den dortigen...

In the architecture and construction sector trend for individualization is often expressed in complex-shaped freeform buildings. Due to missing universal mature methods buildings, they are usually realized with customized solutions that include massive, material-consuming substructures, while visible skin has neither structural nor functional properties. this context a new concept self-supporting lightweight structures realization of free-form surfaces production corresponding components...