Structural Optimization and Design of Free Form Grid Shells based on Genetic Algorithms

Die Produktion von Bauteilen durch CNC (Computer Numerical Control) - gesteuerte Maschinen revolutionierte gegen Ende des 20. Jahrhunderts den architektonischen Entwurf. Tragwerke mussten nicht mehr vereinfacht werden, um so viele gleiche Elemente wie möglich zu erhalten. Heutzutage können Gebäude mit tausenden verschiedener (einzigartiger) Trag- oder Fassadenelemente zu akzeptablen Kosten gebaut werden, indem der ganze Prozess automatisiert wird. Die Automatisierung bezieht sich in diesem Fall auf die Programmierungstechniken, die automatische Zeichnung, statische Berechnung und Herstellung individueller Elemente möglich macht, wo der "manuelle" Prozess (ein Teil nach dem anderen) zu viel Zeit in Anspruch nehmen würde. Diese Revolution im Herstellungsprozess erlaubte eine größere Freiheit im Entwurf. Sogenannte Freiformen, wie sie hauptsächlich im Industriedesign verwendet werden, konnten nun auch in der Architektur zu erschwinglichen Kosten eingesetzt werden. Die Tatsache, dass die Generierung der Struktur auf Basis freier Formen zu lauter Einzelstücken führt, ist nicht länger ein Hemmnis. Aber mit der Freiheit kommt die Verantwortung und die Frage effizienten Entwerfens freier Formen ist die Grundlage der vorgelegten Forschung. Am Ende steht die Entwicklung einer Optimierungssoftware, mit welcher z.B. die automatische Generierung eines Gitters (Netzes) über einer Freiform mithilfe Voronoi-Diagrammen möglich ist.