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Title
Design and production of a self-supported lightweight structure / von Ana Maria Marcu
AuthorMarcu, Ana Maria
CensorSuter, Georg
Published2012
Description82 Bl. : Ill., graph. Darst.
Institutional NoteWien, Techn. Univ., Mag.-Arb., 2012
LanguageEnglish
Document typeThesis (Diplom)
URNurn:nbn:at:at-ubtuw:1-56674 Persistent Identifier (URN)
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Design and production of a self-supported lightweight structure [8.94 mb]
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Abstract (German)

Die neuesten Entwicklungen in digitalen Design-und Fertigungstechnologien sowie Material-Innovationen haben Architekten erlaubt, eine Vielzahl von geometrisch komplizierten Formen zu erkunden.

Eine der Richtungen betrifft den Bau von Leichtbau-Strukturen. Zwar gibt es viele solcher Experimente, die sowohl auf Universitäten als auch in der Praxis durchgeführt werden, doch ist ihre Dokumentation in der Regel nicht ausreichend für die Reproduktion. Detaillierte Beschreibungen der Geometrien, Materialien und Produktionsprozesse könnten nützlich sein, um effiziente und wirtschaftlich machbare Strukturen zu entwickeln. Um die Konstruktion und Fertigung solcher Strukturen zu verstehen, wurde eine Fallstudie realisiert. Die Studie konzentriert sich auf das Potenzial von Kunststoff, Papier, Schaumstoff und Pappe, um eine starre, selbst tragende Struktur aus gekrümmten Komponenten zu realisieren. Eine Struktur unregelmäßiger Module aus eingeweichten und gebogenen Pappstreifen wurde entworfen, produziert und montiert. Sie fungiert als Raumteiler, minimiert den Materialeinsatz und wird ohne die Notwendigkeit einer sekundären Tragstruktur hergestellt. Der Designprozess folgt einer Kompositionsmethode. Ein Hauptanliegen war, die Stabilität der Module sowie der Gesamtstruktur zu erreichen.

Umfangreiche Untersuchungen wurden unternommen, um die Form von Modulen, die Gelenken und Zusätzen, wie Textilhärter, auf die Eigenschaften des Kartonmaterials zu optimieren.

Abstract (English)

The latest developments in digital design and production technologies as well as material innovations have allowed architects to explore a variety of geometrically intricate forms. One of the directions concerns the con- struction of lightweight structures. While there are many such experi- ments being done in both universities and private practices, their docu- mentation is typically insufficient for replication. Detailed descriptions of geometries, materials, and production processes could be useful to de- velop efficient and economically feasible structures. To understand the design and manufacturing process of such structures, a case study has been realized. The study focuses on exploring the potential of plastic, paper, foam, and cardboard materials, to realize a rigid, self supported structure made out of curved components. A structure aggregated from irregular modules made of soaked and bent cardboard strips was de- signed, produced, and assembled. It partitions a space, minimizes mate- rial use, and is produced without the need for secondary structures such as moulds. The design process followed a composition method. A main concern was to achieve stability of modules as well as the overall struc- ture. Extensive tests were thus made to optimize the shapes of modules, joints, and additives such as textile hardener based on the properties of the cardboard material.