Modulaire gridshells: onderzoek naar efficiëntere en duurzamere bouwwerken
Het afstudeeronderzoek van Ilse van der Zwet had als doel te onderzoeken hoe gridshells zo optimaal mogelijk kunnen worden opgedeeld in modules. Hierbij werd een houten geodetische gridshell koepel onderzocht. Met gebruik van onder andere Grasshopper® is een methode ontwikkeld waarmee modulaire gridshells worden ontworpen en geoptimaliseerd. Daarbij is gekeken naar de impact op zowel constructieve prestaties als bouwbaarheid en duurzaamheid. De ontwerpen gebruiken scharnierverbindingen die in lengterichting twee balken van verschillende modules met elkaar verbinden. Door de locaties van deze verbindingen te variëren, ontstaan diverse modulaire ontwerpen.
Uit de resultaten blijkt onder andere dat modulariteit de bouwbaarheid en herbruikbaarheid van bouwmaterialen significant verbetert. De ontwerpmethode die hierbij gebruikt is, heeft een negatieve impact op de krachtsafdracht, wat zorgt voor meer materiaalgebruik. Dit kan verklaard worden door het gebruik van verbindingen halverwege de balken.
Het onderzoek laat echter ook zien dat het materiaalgebruik beperkt kan worden door het verhogen van de rotatiestijfheid in de verbindingen. Daarnaast is de efficiëntie bij productie en transport van de elementen lager door het gebruik van modules. Het is daarom belangrijk dat doelen en belangen van stakeholders goed overwogen worden bij de keuze tussen een modulair of klassiek ontwerp.
Wordt gekozen voor een modulair ontwerp dan blijkt dat de moduleafmetingen, binnen de grenzen van transport, zo groot mogelijk ontworpen moeten worden. Grotere modules leiden namelijk tot hogere bouwbaarheid en herbruikbaarheid van materialen. Daarnaast moeten de modulevormen zo worden ontworpen dat het aantal verbindingen minimaal is, om de constructieve prestaties te optimaliseren. Als laatste moet bij het gebruik van grotere modules ook het aantal verschillende moduletypen worden beperkt; zo dalen de productiekosten.
Dit artikel is gepubliceerd in de winter 2025 editie van ABT Magazine.