Lehrangebot

Bachelor- und Masterstudium

Nur im Wintersemester

Seminar in englischer Sprache

Im Mittelpunkt des Seminars steht die Untersuchung, Abstraktion und Übertragung biologischer Strategien in technische Anwendungen. Die Studierenden untersuchen in interdisziplinären Teams biologische Rollenmodelle in einem Bottom-up-Prozess und suchen nach Lösungsstrategien zu bestimmten Aspekten, indem sie biologische Rollenmodelle in einem Top-down-Prozess untersuchen. Computergestützte Simulations- und Analysewerkzeuge werden eingesetzt, um Modelldarstellungen für biologische Prozesse zu finden und Funktionsprinzipien zu untersuchen.

Evolutionäre Prozesse in der Natur haben als Reaktion auf Umwelt- und Leistungsanforderungen vielfältige Lösungen hervorgebracht, bei denen verschiedene funktionale und formgebende Aspekte in ein kohärentes System integriert werden müssen. Einige dieser Aspekte lassen sich zwar leicht auf architektonische Aspekte übertragen, doch arbeiten natürliche Organismen völlig anders als die heutige Bau- und Planungspraxis. Während die Natur sehr energie- und materialeffiziente Lösungen entwickelt hat, die auf geometrischer und materieller Differenzierung beruhen, basieren die heutige Bauindustrie und die Planungsprozesse meist auf der Standardisierung von Elementen und der Hinzufügung monofunktionaler Teilsysteme. Die jüngsten Entwicklungen im Bereich des computergestützten Designs und der digitalen Fertigungsverfahren haben einen grundlegenden Paradigmenwechsel von der industriellen
Produktion von standardisierten Elementen hin zu einem integrierten Designprozess eingeleitet. Diese Entwicklung eröffnet die Möglichkeit, architektonische Systeme zu schaffen, die sich durch multifunktionale, geometrisch differenzierte Strukturen auszeichnen, die der Leistungsfähigkeit natürlicher Morphologien entsprechen, und ermöglicht es uns somit, Funktionsprinzipien natürlicher Organismen auf architektonische Anwendungen zu übertragen.

Kontakt: Dr. Axel Körner

Zeit: Mittwoch, 14  - 17.15 Uhr
Ort: 6.04, 6. OG, Keplerstr. 11

Seminar für Bachelor- und Masterstudent*innen in englischer Sprache

3D Natural Print ist ein Seminar, das es zukünftigen Architekten ermöglicht, mit der additiven Fertigung von Biomaterialien in großem Maßstab zu experimentieren. Der 3D-Druck wurde in den letzten zehn Jahren aufgrund seiner Zugänglichkeit und seiner Fähigkeit, Materialien strategisch zu platzieren, um strukturell differenzierte Komponenten zu schaffen, ausgiebig untersucht. Das 3D-Drucken von Biomaterialien in großem Maßstab ist jedoch noch nicht vollständig erforscht worden.

In diesem Sommersemester sind die Studierenden eingeladen, den 3D-Druck in Kombination mit jährlich erneuerbaren Naturfasern zu erforschen, sowohl im Kurz- als auch im Langfaserformat, und diese materialorientierte Technik auf die Architektur anzuwenden. Sie werden die Möglichkeit haben, mit fortgeschrittenen 3D-Druckparametern (wie z.B. der Erstellung eines benutzerdefinierten G-Codes direkt aus Grasshopper) in einer Reihe von architektonischen Demonstratoren zu arbeiten, die von Wand- und Fassadenpaneelen, Platten, Schalen und anderen strukturellen Typologien reichen.

Die Student*innen werden einen maßgeschneiderten Berechnungs- und Simulationsworkflow für den faserverstärkten 3D-Druck entwickeln und sich physisch mit dem Material auseinandersetzen, indem sie Experimente durchführen und 1:1-Prototypen ihrer Vorschläge drucken. Das erwartete Ergebnis ist die Präsentation praktikabler Strategien, mit denen diese neuartige Materialmethode auf groß angelegte architektonische Szenarien angewendet werden kann - ein Neuland für diese spezielle Naturfasertechnik.

Lehrform: Theoretische Vorlesungen und Tutorien werden online abgehalten. Persönliche Sitzungen werden für Design-Beratungen, Experimente auf dem 3D-Drucker und allgemeines Prototyping durchgeführt. Eventuelle Gastvorträge von Expert*innn werden online stattfinden. Die Studentinnen werden in Gruppen arbeiten.

Werkzeuge: Ein eigener 3D-Drucker ist nicht erforderlich, die Studierenden haben nach Absprache Zugang zu einem solchen. 

Voraussetzungen: Rhinoceros und Grasshopper (Mittelstufe)

Kontakt: Vanessa Costalonga Martins

Zeit: Donnerstag, 14:00 - 17:15 Uhr
Ort: wird noch bekannt gegeben

Entwurf für Masterstudent*innen in englischer Sprache

Die adaptive Architektur ist ein weites Feld in der Architekturforschung mit dem Hauptziel, flexible Gebäude zu schaffen, die sich an die Interaktion mit den Bewohner*innen und der Umwelt anpassen. Die Umweltanpassung in der Architektur ist von entscheidender Bedeutung, da sie eine Schlüsselstrategie zur Verbesserung der Energieleistung der bebauten Umwelt darstellt.
 
Wenn es um die Klimaanpassung im Bereich der adaptiven Architektur geht, ist der Bereich der adaptiven Fassaden von besonderem Interesse. Fassaden sind die Schnittstelle zwischen dem Inneren und dem Äußeren eines Gebäudes und werden zu einem wesentlichen Element bei der Schaffung energieneutraler Gebäude, indem sie auf das äußere Klima reagieren und die inneren Bedingungen regulieren.

Es wird Gruppenarbeit in Teams von 2-3 Student*innen vorgeschlagen. Die Teams schlagen einen geografischen Standort vor und analysieren die spezifischen ökologischen Herausforderungen. Im Anschluss daran wird eine adaptive architektonische Hülle entwickelt, die am besten zu dem jeweiligen Szenario passt. Am Ende des Kurses wird ein funktionierender kinematischer Prototyp (falls zutreffend) erwartet.

Kontakt: Edith A. Gonzalez San Martin



Studiengang ITECH (Integrative Technologies and Architectural Design Research)

In this course we visit different leading companies of building and other key industries, ground-breaking buildings, interesting building sites, and world heritage spots in Baden Württemberg or bavaria, 

Program on Ilias.

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Nur im Wintersemester

Seminar für Masterstudierende in englischer Sprache

The seminar focuses on the interplay between geometry and structural behaviour of different structural types categorised with respect to the load bearing mechanism. In particular on form-active and surface-active structures. Beginning with an introduction from ancient to the newest form-finding approaches a holistic overview is provided.

First experimental approaches are used to determine
the shape with respect to a certain initially wanted structural state. Followed by the detailed introduction of the latest numerical form-finding methods. With the aid of digital modelling software and scripting tools. An overview of the mathematical background is provided to enable the participants to understand and evaluate of the applicability and limits of each method.

The state-of-the-art form-finding methods are put to use on practical examples where form and structural states are investigated and manipulated. The detailing and the
realization of the designed systems are discussed.

Prerequisites

Rhinoceros skills. The seminar is taught in English. The students should be familiar with the architectural possibilities of membrane and shell structures in order to use them in their design projects.

Literature

Construction manual for polymers and membrane; J. Knippers, J. Lienhard, M. Gabler, J. Cremers; Detail Munich; ISBN: 978-3-0346-0726-1
Shell structures for architecture; S. Adriaenssens, P. Block, D. Veenendaal, C. Williams; Routledge New York; ISBN: 978-0-415-84059-0

Contact: Anna Krtschil

ILIAS

Zeit: Donnerstag, 10.30 - 13.00 Uhr
Ort: wird noch bekannt gegeben

Gemeinsames Seminar von ITKE und IBK 3 (Gastprofessor Lager und Ege Baki) für Bachelor- und Masterstuden*innen

In Nordamerika und Skandinavien gehören Holzkonstruktionen bereits zu den konventionellen Bauweisen. Auch in Deutschland erfreut sich das Bauen mit Holz einer wachsenden Beliebtheit.

Holz ist traditionell für den Menschen seit jeher einer der beliebtesten Baustoffe. Erst durch die Entdeckung des Betons wurde das Holz als Baustoff verdrängt. Zwar werden heutzutage wieder vermehrt Gebäude aus Holz errichtet, allerdings ist die Zahl im Vergleich zu Bauwerken aus Beton, Stein und Stahl noch verhältnismäßig gering.

Der Trend zum Bauen mit Holz scheint nun auch hierzulande langsam anzukommen und das Bewusstsein und Know-how bei vielen Planenden sich zu festigen. Auch bei uns steigt die Nachfrage nach Gebäuden aus Holz von Tag zu Tag. Gerade in Zeiten, in denen die ökologischen Belastungsgrenzen der Erde erreicht sind und die Ressourcen knapp werden, erscheint es unabdingbar, nachwachsende Rohstoffe zu verarbeiten. Holz fungiert nicht nur als CO2 Senke, es punktet auch in vielen anderen Bereichen mit zahlreichen Vorteilen aus ästhetischen, statischen sowie bauphysikalischen Gesichtspunkten.

Um einen Baustoff optimal einsetzen zu können, muss man sich neben den Stärken auch mit seinen vermeintlichen Schwächen auseinandersetzen, um in der Folge die Möglichkeiten und Grenzen seiner Verwendung in einem Bauwerk genau ausloten zu können. Dabei gilt es auch, mit Vorurteilen gegenüber dem Holzbau aufzuräumen.

Im Rahmen des Seminars sollen verschiedene Aspekte im Umgang mit dem Baustoff Holz und die damit verbundenen Anforderungen an Holzbauteile untersucht werden. Hierbei soll auch eine Analyse der vermeintlichen Schwachstellen des Baustoffes Holz nicht zu kurz kommen. Anhand gebauter Beispiele sollen die Eigenschaften und Besonderheiten von Holzkonstruktionen analysiert und mögliche Optimierungspotenziale diskutiert werden. Anhand von Versuchen werden schließlich einige vermeintlich nachteilige Holzeigenschaften überprüft und bewertet.

Ziel des Seminars ist es, Strategien zu entwickeln, wie die besonderen Charakteristika des Holzbaus den architektonischen Entwurf noch besser unterstützen können.

Betreuungen, Präsentation werden in Präsenz angestrebt, sofern den aktuellen Corona-Richtlinien entsprechend zulässig. Digitale Formate sind ergänzend.

Die Aufgabe wird in enger Kooperation mit dem gleichnamigen Lehrangebot von Gastprofessor Markus Lageram IBK3 und Gastprofessor Dr.-Ing. Jochen Stahl am ITKE bearbeitet.

Die Bearbeitung findet in Gruppenarbeit statt.

Es wird an dieser Stelle auf den begleitenden Entwurf „Tall Wood – Pretty Good“ (ITKE) hingewiesen.

Kontakt: Gastprofessor Dr. Jochen Stahl, Gregor Neubauer

Zeit: Donnerstag, 14.00 - 17:15 Uhr
Ort: hybrid

Entwurf für Bachelor- und Masterstudent*innen

Eine wesentliche Besonderheit beim Bauen mit Holz ist die damit verbundene Planungskultur. Der Baum gibt uns bereits planerische Aufgaben mit und ist maßgeblich für die Art und Weise verantwortlich, wie wir unsere Gebäude aus Holz planen. Der Holzbau benötigt von Anfang an von allen beteiligten Fachplanern eine hohe Kompetenz und Einsatzbereitschaft sowie ein interdisziplinäres Verständnis für den Werkstoff. So ist es für qualitativ hochwertige, dauerhafte und optisch ansprechende Konstruktionen besonders im Holzbau unabdingbar, alle Beteiligten mit viel Know-how über den Werkstoff und Konstruktionseigenheiten auszustatten. Erst dann kann der Holzbau gegenüber den konventionellen mineralischen Bauweisen sein volles Potenzial ausschöpfen.

Der Holzbau stellt Architekt*innen sowie Ingenieur*innen somit vor neue Herausforderungen. Ganze Gebäude können aus vorgefertigten Elementen binnen kürzester Zeit in einer wohldurchdachten Abfolge präzise zusammengefügt werden. Wirtschaftliche und optisch ansprechende Holzkonstruktionen können daher gegenüber den meisten konventionellen, mineralischen Bauten nur in enger Zusammenarbeit in den frühen Planungsphasen von Architekt*innen und Ingenieur*innen entwickelt werden, wobei die Basics des Holzbaus sowohl statisch-konstruktiv als auch entwurfstechnisch von beiden beherrscht werden müssen.

Im Entwurf „Tall Wood – Pretty Good” werden spezifische holzbautechnische Fragestellungen für den mehrgeschossigen Holzbau analysiert. Aus den daraus gewonnenen Erkenntnissen werden im weiteren Semesterverlauf die komplexen funktionalen, technischen und tragwerksplanerischen Anforderungen in einem prägnanten konstruktiven Entwurf zu einem Hochhaus in Holzbauweise zusammengeführt. Der Werkstoff Holz, als materieller Beitrag zur Erreichung der Pariser Klimaziele, spielt beim Gebäudeentwurf eine zentrale Rolle. Hierbei sollen räumliche sowie statisch-konstruktive Potenziale des Holzes ausgenutzt und die Grenzen des Holzbaus ausgelotet werden.

Betreuungen und Präsentationen werden in Präsenz angestrebt, sofern den aktuellen Corona-Richtlinien entsprechend zulässig. Digitale Formate sind ergänzend.

Die Bearbeitung des konstruktiven Entwurfs findet in Gruppenarbeit statt.

Die Teilnahme am lehrbegleitenden Seminar „HOLZ☹PHOB“ wird empfohlen.

Kontakt: Gastprofessor Dr. Jochen Stahl, Gregor Neubauer

Zeit: Donnerstag 14:00 Uhr
Ort: wird noch bekannt gegeben

Gemeinsamer Entwurf mit dem IBK 2 für Masterstudent*innen

Im Zuge des Neu- und Umbaus des Katharinenhospitals wünscht sich das Klinikum Stuttgart einen neuen, innovativen Hubschrauber-landeplatz. Dazu lobt das Klinikum Stuttgart einen studentischen Wettbewerb aus, welcher neue gestalterische und konstruktive Ansätze für einen Hubschrauberlandeplatz verfolgt.

Zu Entwerfen sind sowohl der Landeplatz als Aufbau auf dem Gebäude F als auch die Treppenzugänge. Auf dem Gebäude A ist eine direkte Anbindung per Aufzug in den Operationssaal mit einzuplanen. Hierzu ist sowohl der Aufzugaufbau als auch die Überbrückung zur eigentlichen Plattform Teil der Aufgabe.

Die Sieger des studentischen Wettbewerbs erwartet ein Preisgeld. Außerdem werden sie bei der Realisierung des Heliports durch die ausführenden Architekten eingebunden.

Der Entwurf wird gemeinsam vom Institut für Baukonstruktion, Lehrstuhl 2 und dem Institut für Tragkonstruktionen und konstruktives Entwerfen angeboten und betreut.

Die Anmeldung zur Lehrveranstaltung erfolgt auf C@mpus über das IBK2. Die Prüfungsanmeldung kann entweder über eine der Prüfungsnummern des IBK2 oder des ITKE erfolgen.

Die Betreuungen und Rundgänge sind in Präsenz geplant. Sollte die pandemische Lage es erfordern, wird auf eine Online-Betreuung mittels WebEx und Conceptboard umgestellt.

Die Bearbeitung kann in Zweiergruppen erfolgen.

Kontakt: Prof. Dr. Jan Knippers

Nur im Wintersemester

Bachelor und Master Seminar

Material and Structure is a Seminar aiming to give the opportunity to future architects to deal with materials, design and fabrication scenarios with a different scope. The knowledge and awareness of materials in architecture are more or less left to the practice phase, where they are simplified and usually refer to already known catalogues and a material choice may not be optimal or no longer up-to-date. The seminar covers a wide range of materials going from traditional materials, i.e. concrete, steel, wood and glass, to nowadays lightweight materials, i.e. biobased materials and composites, textiles and polymers or smart and responsive materials. Furthermore, understanding of the properties, characteristics and structural behavior of these materials and related knowledge of compounds, layered elements as well as fibre reinforcement possibilities shall allow proper and intentional usage in architectural and structural applications. A number of concepts of applying these materials in different design/structural contexts will be tackled in details by an experimental approach. The students will test their knowledge through designing and producing a physical prototype in the form of a stool (1:1).

Prerequisites: Rhinoceros

Kontakt: Hanaa Dahy

Vorlesungen
Zeit: Mittwoch 9.45 – 11.15 Uhr
Ort: 17.02, Keplerstr. 17

Übungen
Mittwoch11.30 – 13.00 Uhr in den Arbeitsräumen des ersten Semesters, Keplerstr. 11

Pflichtmodul mit 6 LP (WS + SS)
Vorlesungen, Übungen und Hausübungen

Themen im Wintersemester
Tragelemente
Kräfte und Gleichgewicht
Auflager, Statische Systeme
Beanspruchungen stabförmiger Tragelemente
Schnittgrößenermittlung
Schnittgrößenverläufe incl. Hüllkurven
Innere Kräfte und Spannungen
Biegebemessung von Holz- und Stahlträgern
Druckstäbe: Schlankheit, Knicken, Stabilitätnachweise

Themen im Sommersemester
Geknickte und schräge Träger, Dächer: Beanspruchungen, Konstruktionshinweise
Fachwerke: Zeichnerische und rechnerische Stabkraftermittlung,
Überschläge, Erkennen von Stabkräften
Rahmen: Rahmenwirkung, Berechnung einfacher Systeme
Seile und Zugstangen: Werkstoffw und Konstruktion, Berechnung einfacher Systeme
Bogen: Stützlinie, Berechnung einfacher Bogensysteme
Berechnung und Verbindungstechnik Holzbau

Prüfung

Die nächste schriftliche Prüfung im Modul Tragkonstruktionen 1 (für Wiederholer*innen und Nachholer*innen) findet am Donnerstag, den 10. März 2022 um 16 Uhr statt.

Orte: voraussichtlich 2.01 und 2.02, Breitscheidstr.2A

Außer nicht programmierbarem Taschenrechner und Zeichenwerkzeug sind keine Hilfsmittel zugelassen (kein Vorlesungsmitschrieb oder Tabellenbücher etc.).
Die notwendigen Tabellen werden Ihnen zusammen mit den Aufgaben ausgehändigt.
Studierendenausweis und Impfnachweis (CampuSTicket) nicht vergessen!

Bitte bringen Sie eine, besser zwei Mundschutz-Masken mit! Diese ist während der gesamten Prüfung zu tragen.

Der Rücktritt von dieser Prüfung ist bis zu 7* Tage vor dem Prüfungstermin ohne Angabe von Gründen möglich.

Zur Vorbereitung auf die Prüfung finden Sie Übungen und Lösungen und alte Prüfungen auf ILIAS.

* Beachten Sie dazu die aktuellen Erklärungen des Prüfungsamts.


Kontakt: Gerhard Meißner

 

Vorlesungen
Zeit:  Mittwoch 9.45 – 11.15 Uhr
Ort:  online

Pflichtfach mit 3 Leistungspunkten (WS + SS)
Vorlesungen und Hausübungen

Themen im Winter- und Sommersemester
Holzysteme
Werkstoff Stahl: Werkstoffeigenschaften, Bemessung und Fertigung
Verbindungstechnik Stahlbau: Schrauben, Schweißen, Nieten
Konstruieren im Stahlbau: Knoten und Details
Geschossbauten aus Stahl: Aussteifung, Deckensysteme und Stützenstellung
Stahlbeton: Baustoffe, Beton und Baustahl, Grundlagen der Bemessung und Konstruktion
Platten aus Stahlbeton: Ein- und zweiachsig spannende Bauteile
Konstruieren im Stahlbeton: Fachwerkmodelle und typische Konstruktionselemente,
Plattenbalken und wandartige Träger
Wände und Stützen: Druckbeanspruchte Bauteile aus Stahlbeton
Betonfertigteilbauweise: Hallen- und Skelettbauten
Verbundbau: Ortbeton-, Halbfertigteil- und Fertigteilbauweisen
Gründungen: Flach- und Tiefgründungen
Hallen. aus Stahl, Holz und Beton
Trägerrost aus Stahl, Holz und Beton
Faltwerke
Schalen
Mebran
Glas
Fassade und Tragwerk
Tore

Die Downloads finden Sie auf ILIAS. Sie enthalten nicht den vollständigen Inhalt der Vorlesungen, sondern nur Arbeitshilfen und Berechnungstabellen. Der Bezug zur Architektur wird in der Vorlesung mit zahlreichen Anwendungsbeispielen, Arbeitsmodellen und weiteren Zahlenbeispielen hergestellt.


Kontakt: Jan Knippers

 

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