Az erőjáték és az anyagtulajdonságok hatása a téralakításra. A formakeresési módszerek fejlődéséről

A formakereses az alkotoi folyamat jellemző resze. Legyen szo epiteszeti vagy szerkezeti formarol, ez a tervezes egyik legalapvetőbb es egyben legosszetettebb feladata. Elsődleges eszkozei a rajz es a fizikai (vagy virtualis) modell. Sok esetben a szerkezeti rendszer kialakitasa csak az epiteszeti forma altal meghatarozott geometriai korlatok kozott lehetseges. A dolgozat celja, hogy olyan ismert, az alkotot segitő modszereket tekintsen at, melyek mar az alapvető geometria meghatarozasakor figyelembe veszik az adott epitőanyag szerkezeti viselkedeset, ami dontően meghatarozza az epiteszeti format is. A formakereses iterativ folyamat, melyben kulcsfontossagu, hogy az egyes parameterek (terheles, geometria) valtoztatasanak hatasarol a tervező kozvetlen visszajelzest kapjon. Ennek előfeltetele, hogy a szerkezet műkodese megfelelően leegyszerűsithető legyen, grafikai vagy fizikai modell eseteben egyarant. Erre a tisztan nyomasra vagy huzasra igenybe vett szerkezetek kulonosen alkalmasak, ahol a folyamatos feluletek viselkedese onsuly hatasa alatt viszonylag jol kozelithető diszkret rudlanccal/rudhaloval. Antoni Gaudi es Frei Otto kotelmodelljei is ezen az elven alapultak. Ugyancsak az interaktivitas, a szerkezeti műkodes lathatova, erzekelhetőve tetelenek igenye inspiralta Karl Culmannt, amikor a grafostatika elveit lefektette. Mind a modellezes, mind a grafikai modszerek legfőbb korlatjat az jelentette, hogy a leptekvaltasbol eredően az esetleges kezdeti pontatlansagok, illetve az un. merethatas reven a szerkezet műkodese a modellen tapasztaltaktol jelentősen elterhet, igy a szerkezettervezes egyre inkabb a numerikus modszerek iranyaba tolodott el. Boltozatok es bizonyos hejszerkezetek eseteben azonban az alabbiak szerint a keresztmetszetek jelentős tartalekai miatt ezek a hatasok kevesbe jelentősek. A szamitogepes modellezes fejlődese nyoman a fenti modszerek reneszanszukat elik: szamitogepes kornyezetben a korabbi problemak (pontatlansag, meretvetel) egyszerűen athidalhatoak. A temaban folyo jelenlegi kutatasok igeretes alkalmazasokat mutatnak egyreszt torteneti (jellemzően boltozott) szerkezetek elemzese, masreszt „szabadon formalt”, osszetett (boltozott) hejak tervezese teren. | Finding the desired form – whether architectural or structural – is one of the most important and most complex problems that a designer has to face. The most widely used approaches in form finding are drawings and physical or virtual models. It is quite common, that the (geometry) of the structural system must follow the previously determined architectural form. Our aim is to show some methods, which take into consideration the structural and material aspects from the very beginning of the design process, and hence significantly influence the architectural form. Form finding is an iterative process; therefore it is essential that the designer receives immediate feedback of the consequences of the alteration of the diverse parameters (e.g.: geometry, applied load). This is only feasible, if the behaviour of the structure is relatively easy to describe. This applies to both graphical and physical models. Structures in pure compression or tension are especially suitable for these applications, since a continuous stress field (under self-weight) can be well represented by a discrete force network. The hanging models of Antoni Gaudi and Frei Otto are based on this very principle. Karl Culmann, the inventor of graphic statics was also driven by the desire to find a method, which was interactive and helped to visualize the structural behaviour. The biggest challenge for both graphical methods and physical models is to overcome the inaccuracies occurring during the process. This could lead to considerable differences, in the structural behaviour of the model and that of the real structure, which could affect the latter”s stability. Following the scaling of the original model or drawing, the so-called square-cube law must also be taken into consideration. The wider application of numerical methods helped to overcome these problems, but visualization was lost. In case of masonry arches however, the material has very large resistance compared to the occurring stresses, which means, that the above described problems with graphical methods or physical models have much less significance for these structures. Similar observations can be made for some shell types. Due to the rapid development in the field of digital modelling, the graphical methods are being rediscovered: the computer easily overcomes the problem of inaccuracies, for instance. The current research in this field shows some promising results in the adaptation of these tools for the analysis of historical masonry structures and for the form-finding of free-form (masonry) shells.