Timber is a highly versatile material that can be used for a wide range of applications and products, including standardized construction elements such as bars, boards, and beams. However, these traditional timber constructions typically rely on straight logs, with naturally grown irregular elements like tree branches, forks, or curved logs often being discarded.Advancements in digitization tools, such as 3D scanning and image-based processing in parametric environments, allow architects and engineers to upcycle these discarded materials innovatively. This study proposes a method integrating discarded tree parts collected from timber harvesting forests. We have developed a structural joint-free knot system using timber forks that can be employed in bar-type structures. Therefore, we analyzed the morphological possibilities of the timber forks and used an optimization system based on their length and angle variations. The proposed knot system can seamlessly integrate into architectural designs with minimal processing and rapid assembly, providing a solution to managing this intelligently grown material. This approach can expand the application of grown timber in construction by utilizing naturally irregular elements that would otherwise be discarded. We suggest that this approach can extend the application of grown timber and provide a solution to managing this intelligently grown material.
Der Luisenturm auf dem Atzelberg, einer 506 m hohen Bergkuppe des westlichen Vordertaunus im Stadtteil Eppenhain der Gemeinde Kelkheim/Taunus, gewährt einen freien Blick nach Süden in die Flussebene des Mains, mit Frankfurt auf der östlichen und dem Mündungsgebiet in den Rhein auf der westlichen Seite. Die Namensgeberin des Aussichtsturms Luise war keineswegs Angehörige des früheren Herrscherhauses Hessen-Darmstadt; es war die Gattin des Stifters, des früheren Direktors Maul der Farbwerke Höchst. Der erste Turm von 1914 war bereits eine Stahlkonstruktion, die bis in die 1980er-Jahre ihren Dienst tat und wegen Rostschäden und Baufälligkeit 1980 durch eine Holzkonstruktion ersetzt wurde. Diese war ein Zweitexemplar eines baugleich zuvor in der Eifel errichteten Aussichtsturms, wodurch man Planungskosten einsparte. Der Holzturm gründete auf dreieckigem Grundriss, war mit V-förmigen Fachwerkverbänden ausgesteift und gegen horizontale Einwirkungen gesichert. Im Zuge einer Serie von Brandanschlägen im Rhein-Main-Gebiet wurde er 2008 zerstört und danach in genau gleicher Weise wieder aufgebaut, bis auch dieses Exemplar 2017 einer Brandstiftung zum Opfer fiel. So war es gesetzt, dass ein Ersatzneubau des Luisenturms aus nicht brennbarem Material, nämlich aus Stahl gebaut sein musste.
Der Einsatz von Stahl im Bauwesen war über viele Jahre von engen Vorgaben hinsichtlich der einsetzbaren Halbzeuge geprägt und verlieh Stahlkonstruktionen häufig den Charakter von „Baukastensystemen“. Die Modernisierung der Bearbeitungsmethoden veränderte diese Gegebenheiten. Im digitalen Zeitalter ist es nunmehr möglich, nicht nur aufseiten der Produktion, sondern auch aufseiten des Entwurfs, der Darstellung, der Planung und der Konstruktion eine Prozesskette zu erstellen, mit deren Unterstützung hoch individualisierte Stahlbauteile erzeugt werden können, die Teil wiederum von individualisierten Bauwerken sind. Mit diesen Mitteln lassen sich Leichtbaukonstruktionen aus Blech mit individuellem Design erstellen, wie zwei Prototypen, die an der RWTH Aachen in Kooperation des Lehrstuhls Tragkonstruktionen mit dem Institut für Bildsame Formgebung entstanden sind, eindrücklich demonstrieren. Die neuartige Bauweise aus Feinblech erschließt einen für den Stahlbau bisher eher unzugänglichen Formenkanon und erweist sich als äußerst materialsparend und liegt so im Trend des nachhaltigen Bauens unserer Zeit.
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