Block Rese­arch Group
ETH Zürich

Phil­ippe Block, Leiter der Block Rese­arch Group (BRG) an der ETH Zürich, betreibt Forschungs- und Desi­gnar­bei­ten an der Schnitt­stelle von Archi­tek­tur und Inge­nieur­we­sen. Seit mehre­ren Jahren wird mit Unter­stüt­zung der Univer­si­täts­res­sour­cen und in Zusam­men­ar­beit mit Indus­trie­part­nern eine quali­ta­tiv hoch­wer­tige Forschung in den Berei­chen Gleich­ge­wichts­ana­lyse histo­ri­scher Mauer­werks­ge­wölbe durch­ge­führt, wobei neue grafi­sche 3D-Metho­­­­den für die Gestal­tung von Gewöl­be­struk­tu­ren in reiner Kompres­sion und Konstruk­tion entwi­ckelt werden effi­zi­ente und ausdrucks­starke Ober­flä­chen­struk­tu­ren. Inno­va­tive Ferti­­­­gungs- und Konstruk­ti­ons­me­tho­den wurden in mehre­ren Groß­pro­jek­ten auf der ganzen Welt getes­tet.

DIE RELEVANZ HISTORISCHER PRINZIPIEN IM ZEITGENÖSSISCHEN BAUEN

Die Analyse histo­ri­scher Beispiele und das Lernen von goti­schen Baumeis­tern sind ein star­ker Schwer­punkt der BRG. In der Vergan­gen­heit wurden beein­dru­ckende Struk­tu­ren wie das Kings College in Cambridge in Stein in einem reinen Kompres­si­ons­zu­stand ohne Verstär­kung oder Verwen­dung von Stahl herge­stellt. Block und sein Team analy­sie­ren Struk­tu­ren mithilfe der grafi­schen Statik, einer geome­trie­ba­sier­ten, intui­ti­ven Methode zur Analyse von Gleich­ge­wicht und Stabi­li­tät ohne mathe­ma­ti­sche Berech­nun­gen. Diese Methode wurde ursprüng­lich von K. Cull­mann, Profes­sor an der ETH Zürich im 19. Jahr­hun­dert, als zwei­di­men­sio­nale Tech­nik konzi­piert. Später fanden Archi­tek­ten wie Gaudi einen Weg, den drei­di­men­sio­na­len Kraft­fluss mithilfe komple­xer hängen­der Modelle zu beschrei­ben. Mit der Diagramm­me­thode von Cull­man, die den Kraft­fluss direkt mit der Form der Archi­tek­tur in Bezie­hung setzt, über­setzte Phil­ippe Block die 2D-Prin­­­­zi­­­­pien von Cull­man weiter in eine geome­tri­sche 3D-Methode, mit der ästhe­tisch inter­es­sante und gleich­zei­tig struk­tu­rell effi­zi­ente Scha­len­struk­tu­ren entwi­ckelt werden können.

INNOVATIVE ANGEWANDTE FORSCHUNG

Die BRG hat die „Gleich­ge­wichts“ ‑Platt­form mit neuen Design­werk­zeu­gen wie Rhino Vault ins Leben geru­fen. Rhino Vault greift auf Form- und Kraft­dia­gramme zurück, die in der grafi­schen Statik vorhan­den sind, und ist ein sehr nütz­li­ches digi­ta­les Werk­zeug, um mithilfe des Compu­ters inter­ak­tiv effi­zi­ente Shell-Stru­­­k­­­­tu­­­­ren zu entwer­fen.

KOMBINATION VON HIGHTECH WISSEN UND LOWTECH MATERIALIEN

Rhino­Vault wurde daher verwen­det, um einige sehr effi­zi­ente und ausdrucks­starke Ober­flä­chen­struk­tu­ren zu entwer­fen, zu bauen und physi­ka­lisch zu testen. Im Martin Luther King Park in Austin wird mit dem bei BRG entwi­ckel­ten Know-how eine reine Druck­stein­struk­tur errich­tet. Stereo­to­mie ist die geome­tri­sche Tech­nik zum Zeich­nen und Schnei­den von Stein­blö­cken in kleine Stücke und deren Zusam­men­bau zu komple­xen Struk­tu­ren. Für dieses Projekt wurden histo­ri­sche unver­stärkte Mauer­werks­bei­spiele und ihre jewei­li­gen Stereo­to­mie­mus­ter unter­sucht. Das Kachel­mus­ter der Struk­tur wurde entspre­chend dem Kraft­fluss beschrie­ben, wobei Ecken und Facet­ten so senk­recht wie möglich sind. Die Stein­flie­sen werden mit einem Stein­schnei­der mit großem Durch­mes­ser geschnit­ten und ohne Mörtel zusam­men­ge­baut. Eine tempo­räre Scha­lung wird nur verwen­det, um die Geome­trie während des Baus der beein­dru­cken­den wellen­för­mi­gen Struk­tur mit einer Spann­weite von 30 Metern zu beschrei­ben.

AUTOR
Andrei Gheorghe