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In the current paper the authors present a biomimetic design methodology based on the analysis of the Echinoids (sea urchin and sand dollar) and the transfer of its structural morphology into a built full-scale prototype. In the first part, an efficient wood jointing technique for planar sheets of wood through novel robotically fabricated finger-joints is introduced together with an investigation of the biological principles of plate structures and their mechanical features. Subsequently, the identified structural principles are translated and verified with the aid of a Finite Element Model, as well as a generative design system incorporating the rules and constraints of fabrication. The paper concludes with the presentation of a full-scale biomimetic prototype which integrates these morphological and mechanical principles to achieve an efficient and high-performing lightweight structure.

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Seiten Kurzbeschreibung Von transparent bis transluzent-neue Konstruktionsmöglichkeiten mit einem vernachlässigten Material. Ob als transluzente Platten, weit gespannte Membranen, luftgefülltes Folienkissen oder in organisch geschwungener Gestalt: in den unterschiedlichsten Formen und Anwendungsbereichen finden Kunststoffe Verwendung in der Architektur. Innovative technische Entwickungen verbessern stetig seine Materialeigenschaften. Kunststoffe sind heute im Bauwesen eine ernstzunehmende Alternative, sei es als Tragkonstruktion, Dach, Fassade oder Inneneinrichtung. Von den Werkstoffeigenschaften bis hin zu Anforderungen an Entwurf und Konstruktion bringt der Atlas Kunststoffe + Membranen fundiertes und umfassendes Fachwissen auf den Punkt. Ausgewählte Projektbeispiele runden das Nachschlagewerk ab und machen es unabdingbar für den Planungsalltag. Sie finden:-geschichtliche Entwicklung von Kunststoffen und Membranen in der Architektur-umfassende Grundlagenvermittlung zu Herstellung, Verarbeitung und Anwendung-Präzise Materialbeschreibung zu Werkstoffen und Halbzeugen-Formfindung und Berechnung von Kunststofftragwerken und Membranen-erstmals nach neuestem Forschungsstand komplett zusammengestellte Übersicht von Leitdetails