Planungsprozess komplexer Strukturen

Abstract

Für die Architektur war die Disziplin der Tragwerksplanung schon immer von großer Bedeutung. Architekten wie Antoni Gaudi, Félix Candela oder Frei Otto haben die Architektur und besonders die Tragwerksplanung durch ihre außergewöhnliche Sichtweise auf Strukturen nachhaltig beeinflusst. In der Vergangenheit stellte das Entwickeln besonderer Tragwerke oft einen langwierigen Bearbeitungsprozess dar. Eine Vielzahl an Versuchen anhand von Modellen wurde in der Regel durch unzählige rechnerische Nachweise begleitet. Das digitale Zeitalter lässt die Tragwerksplanung wesentlich exakter und schneller komplexe Formen bis zur Ausführung entwickeln. Mittels iterativer oder evolutionärer Generierungsprozesse entstehen heute höchst anspruchsvolle Tragsysteme, die Grundlage solcher Prozesse bildet zunächst die konkrete Definition der Anforderungen an das Tragwerk. Die daraus entwickelten Parameter lassen den Computer in kürzester Zeit eine Vielzahl an Varianten generieren. Mit einer individuellen Gewichtung dieser Parameter steuert der Tragwerksplaner den Generierungsprozess. Dieser Planungsprozess lässt sich mit einem herkömmlichen Planungsablauf, wie er in den Leistungsbildern der HOAI beschrieben wird, nicht mehr vereinbaren. Während in den klassischen Planungsphasen eine schrittweise Erhöhung der Detailtiefe definiert ist, macht das frühe Finden und Wichten der für einen komplexen Gesamtprozess relevanten Parameter eine wesentlich exaktere Detaillierung bereits in der Vorplanung nötig. Design process of complex structures – Interaction between architecture and structure The discipline of structural engineering has always been of great importance for architecture. Architects like Antoni Gaudi, Felix Candela or Frei Otto have strongly influenced the architecture and particularly the structural design by their extraordinary view regarding structures. In the past, the development of special structures often required a long editing process. Numerous tests using models were usually accompanied by countless calculation proofs. The digital age allows developing complex shapes until implementation far more precise and faster. Using iterative or evolutionary generation processes, today highly sophisticated support systems come into being. The basis of such processes is firstly the precise definition of the requirements for the structure. The resulting parameters enable the computer to generate a multitude of variations in very short time. With an individual weight functioning of these parameters, the structural engineer controls the generation process. This design process is not compatible anymore with a conventional design process as it is described in the scope of work of the German HOAI. During classical design phases a gradual increase of the level of detail is defined. Whereas the early finding and weight functioning of the relevant parameters, which are necessary for the planning in an overall complex process, requires already a more precise detailing in the pre‐design phase.