ITECH Masterthesis b-CTC

This thesis aims to build and design free form structures, with bent and interlocked solid timber teeth beams. The timber teeth beam technique, developed by master carpenter Hans Ulrich Grubenmann, is capable of interlocking bent solid wood beams at a defined curvature. The resulting geometry is determined by a carved teeth pattern on the long side of straight manufactured beam components. The technique had barely been used since the development of glulam beams, which were at the time cheaper to fabricate than interlocked teeth beams. With contemporary fabrication methods like CNC Machinery and robotic fabrication teeth beams can be fabricated far more efficient than in the time of their invention. Using integrated digital design to fabrication workflows this thesis aims to not only reconsider single teeth-beams, but furthermore to develop the teeth beam technique towards an integration into complex architectural and potentially doubly curved complex shapes. Therefore the development of beam overcrossings as well as the development of assembly methods build an important part of this thesis. Fabricating teeth beam components as flat elements reduces the fabrication complexity significantly and additionally allows an efficient transportation. Furthermore this thesis as a purely geometrical approach aims to use neither glue or glued wood products nor screws. This makes the proposed system disassemblable and the wood potentially reusable. Therefore b-CTC is allocated within the field of sustainable and ecological architecture.


Miro Bannwart

mirobannwart@gmail.com

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University:

Masterstudium in Architecture: ITECH : Integrative technologies and architectural design research, in Stuttgart

Thesis Supervisors: Achim Menges, Jan Knippers

Thesis Advisers: Jakob Wagner, Simon Bechert

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ITECH Masterthesis b – CTC

B-CTC, steht für bent – computational tooth construction, zu Deutsch: gebogene computergenerierte Zahnkonstruktion. Ziel dieser Thesis ist Freiformkonstruktionen mit gebogenen und ineinander verzahnten Vollholzbalken zu bauen. Mit der Verzahnungstechnik von Zimmerermeister Hans Ulrich Grubenmann (1709 – 1783) ist es möglich gebogene Massivholzträger mit einer definierten Krümmung herzustellen. Dabei wird die Balkenkurvatur durch ein gesägtes Zahnmuster auf der Längsseite der Holzbalkenelemente definiert. Diese Technik war seit der Entwicklung von Brettschichtholzträgern, die billiger herzustellen waren als Zahnträger, kaum angewendet worden. Mit modernen Fertigungsmethoden wie CNC-Maschinen oder robotischer Fertigung können Zahnbalkenelemente effizienter hergestellt werden als zu Grubenmanns Zeit. B-CTC zielt nicht nur darauf ab, einzelne Zahnträger wieder zu erwägen, sondern auch die Zahbalkentechnik in komplexe architektonische und potentiell doppelt gekrümmte Entwürfe zu integrieren. Daher bilden die Entwicklung von Zahnbalkenüberkreuzungen und die Entwicklung der Montagelogik einen wichtigen Teil dieser Thesis. Zahnträgerkomponenten als flache Bauteile zu fabrizieren reduziert die Fabrikationskomplexität und erlaubt einen effizienten Transport zur Baustelle. Weiter kann diese Thesis als rein geometrischer Ansatz verstanden werden der gänzlich auf Leim und Schrauben verzichtet. Dadurch wird das System rückbaubar und potenziell wiederverwendbar. Durch die Verwendung von Vollholz und zusätzlich durch den Verzicht auf jegliche weitere Stoffe kann das System b-CTC in den Bereich ökologischer, nachhaltiger, naturnaher und potenziell wiederverwendbarer Architektur eingeordnet werden.

Miro Bannwart

mirobannwart@gmail.com

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Universität:

Masterstudium in Architektur: ITECH : Integrative technologies and architectural design research, in Stuttgart

Professoren: Achim Menges, Jan Knippers

Thesis Begleiter: Jakob Wagner, Simon Bechert