Von weich zu steif

Wenn man die Architektur des 20. Jahrhundert weitgehend als Huldigung an den Stahlbeton begreifen kann, scheint zumindest der Anfang des 21. Jahrhunderts dem Baumaterial Holz zu gehören. An hiesigen Universitäten wird scheinbar an keinem anderen Baustoff so viel geforscht und experimentiert wie an dem nachwachsenden, günstigen, leichten Multitalent (siehe zum Beispiel BauNetz-Meldung vom Juni 2010 zum Forschungsprojekt der ETH Zürich).

Heute zeigen wir wieder ein experimentelles Projekt, das die Konstruktionsmöglichkeiten des Baustoffs ausreizt und neue Wege aufzeigt: Das Institut für Computerbasiertes Entwerfen ICD und das Institut für Tragkonstruktionen und Konstruktives Entwerfen ITKE der Universität Stuttgart haben einen temporären Pavillon aus elastisch gebogenen Sperrholzstreifen entwickelt, der heute auf dem Campusgelände eröffnet wird – wenn wir uns einen Namen dafür ausdenken müssten, dann wäre es wohl „Stuttgart Parasol“.

Dem Pavillon liegt eine Konstruktion aus zehn Meter langen, aber mit einer Materialstärke von 6,5 Millimetern sehr dünnen Birkenholzstreifen zu Grunde. Diese wurden durch Biegen unter Eigenspannung gesetzt, dadurch ergab sich aus den eigentlich weichen Streifen ein steifes Tragwerk. Der Pavillon selbst besteht aus einer Kopplung von 80 Holzstreifen, die in einem Torus von zehn Metern Außendurchmesser und mit einer Spannweite von 3,50 Metern angeordnet wurden. Die genaue Form der Biegelinien und deren Abhängigkeiten untereinander wurden dabei sowohl experimentell an der Prüfeinrichtung der Fakultät als auch an Hand von parametrischen Modellen ermittelt.

Durch Simulation des Materialverhaltens unter allen vorgegebenen geometrischen und physikalischen Randbedingungen wurde das exakte Biege- und Tragverhalten der gekoppelten Streifen berechnet. Auf Grundlage der digitalen Formfindung konnte ein statisches Modell entstehen, das die Biegespannungen berücksichtigt und die Bemessung der Konstruktion unter Windlasten ermöglicht. Diese Struktur wurde schließlich in der roboter-gesteuerten Fertigungsanlage der Uni hergestellt. Insgesamt besteht der Pavillon nun aus 500 geometrisch unterschiedlichen Teilen und soll in den nächsten Wochen der Messung und Auswertung des Materialverhaltens dienen.