Transformability in adaptive structures of Frei Otto and beyond

Abstract

[EN] Adaptive structures can conform to external changing conditions, in order to improve their functional, energy related and/or load-bearing behavior. Structural adaptation can be depicted in the work of Frei Otto on lightweight tensile structures and elastic gridshells of reduced structural mass and materials with high strength and relatively low elastic modulus respectively. The main developments achieved were based on transformability in the structural simulation and erection process. Representative examples include the Olympic Stadium in Munich in 1972 and the Mannheim Multihalle in 1975 respectively. With the rise of digital and numerical technology in the last 20 years, Frei Otto s ideas and concepts are even more important and relevant today than they were half a century ago when they first emerged. Meanwhile, research and development of actual adaptive structures are based on the afore-mentioned principles of form variation and lightweight, as well as on aspects of flexibility, controllability and simplicity in kinematics. In achieving this, the development of adaptive structures with minimum embedded actuation and maximum possible output structural states, gains significance. Selected prototype developments demonstrate related achievements in the area.

[ES] Las estructuras adaptativas pueden adaptarse a condiciones externas cambiantes para mejorar su comportamiento funcional, energético y/o de carga. La adaptación estructural puede representarse en los trabajos de Frei Otto sobre estructuras ligeras de tracción y cáscaras de rejilla elásticas de masa estructural reducida y materiales de alta resistencia y módulo elástico relativamente bajo, respectivamente. Los principales avances logrados se basaron en la transformabilidad en el proceso de simulación y montaje estructural. Algunos ejemplos representativos son el Estadio Olímpico de Múnich en 1972 y el Multihalle de Mannheim en 1975, respectivamente. Con el auge de la tecnología digital y numérica en los últimos 20 años, las ideas y conceptos de Frei Otto son aún más importantes y relevantes hoy que hace medio siglo, cuando surgieron por primera vez. Mientras tanto, la investigación y el desarrollo de estructuras adaptativas reales se basan en los principios antes mencionados de variación de forma y ligereza, así como en aspectos de flexibilidad, controlabilidad y simplicidad en la cinemática. Para lograrlo, cobra importancia el desarrollo de estructuras adaptables con un mínimo de actuación incorporada y un máximo de estados estructurales de salida posibles. Una selección de prototipos demuestra los logros alcanzados en este campo.