Ontplooibare structuren: algemeen toepassingsoverzicht en studie in het kader van een ontwerpopdracht. Proefschrift ingediend tot het behalen van de academische graad van Burgelijk Ingenieur-architect.

Abstract

Ontplooibare structuren bezitten een bepaalde dynamiek die hen onderscheidt van statische structuren: een zelfde structuur kan voor en na de ontplooiing sterk variëren in vorm en/of volume. In opgevouwen, compacte vorm zijn ze makkelijk transporteerbaar en eenmaal ter plaatse, worden ze tot hun uiteindelijke configuratie ontplooid. In het geval van niet-permanente structuren kan dit proces een aantal keer herhaald worden.

Naast schaarstructuren worden vouwbare 2D-panelen, pneumatische structuren, tensegrity-structuren en sommige kabel-membraanconstructies bij de groep van de ontplooibare structuren gerekend. Het fascinerende aan schaarstructuren is dat twee compacte, schijnbaar identieke stavenbundels, eenmaal ontplooid, een heel verschillende vorm kunnen aannemen en dit door kleine variaties aan te brengen in de plaatsing van de scharnieren, of door de vorm van de basisunits te wijzigen. Tot de mogelijkheden behoren o.a. lineaire, vlakke, sferische, cilindrische en allerlei gebogen structuren, al dan niet met een constante kromming.

In deel 1 wordt, naast een aantal inleidende beschouwingen (hoofdstuk 1), een algemeen overzicht gegeven (hoofdstuk 2) van schaarstructuren met een beschrijving van de achterliggende mechanismen en principes. Deze worden in een ruimer kader geplaatst door ook andere vormen van ontplooibare structuren te behandelen, zoals vouwbare 2D-panelen, kabel-membraanconstructies, pneumatische structuren en tensegrity-structuren. Bij een aantal principes werden modellen geconstrueerd om proefondervindelijk inzicht te verwerven in hun werking. De geometrische randvoorwaarden die, wanneer ze in acht genomen worden, de ontplooibaarheid van een schaarstructuur mogelijk maken, worden behandeld in hoofdstuk 3 (geometrisch design).

Ook 'retractable roof structures' komen aan bod, waarvan de meeste toepassingen ofwel gebruik maken van stijve, verplaatsbare dakdelen ofwel gebruik maken van een vouwbaar kabel-membraansysteem. Naar een derde soort werd nog maar heel weinig onderzoek verricht: ontplooibare dakconstructies met schaarstructuren.

Daarom wordt in deel 2 een ontwerpvoorstel gedaan voor een ontplooibare dakconstructie ter overdekking van een openbaar plein. Hierdoor wordt de vrij abstracte theorie van schaarstructuren toegepast in een concrete ontwerpomgeving waarbij een evenwicht gezocht wordt tussen de uit architecturaal oogpunt gewenste vorm en deze die door de geometrische randvoorwaarden opgelegd wordt. Met behulp van schaalmodellen wordt de werking van het ontplooiingsmechanisme aangetoond.

Date of Award	3 Jul 2002
Original language	English
Supervisor	Marijke Mollaert (Promotor), Willy De Wilde (Jury), Philippe Samyn (Jury) & Johan Baele (Jury)