Bamboo-Bam Summer School (FSS4 - 2021)

Page 1

BAMBOO-BAM
۱۴۰۰ نابآ NOVEMBER 2021 Digital Craft House BioDesign Research Group

ABSTRACT

This workshop was held with the participation of 42 students in 6 groups. 13 instructors helped them through the research and development process within four months.

During its process, the workshop tried to cover five major research areas: material studies, sustainability, computational design, form-finding, structural design, and digital fabrication.

These disparate fields demand a diversified set of skills, abilities, and experiences. We had instructors and partners from various institutions and backgrounds who willingly offered to share their talents and expertise to ensure that we could cover the topics to the extent required for a workshop.

1 همدقم .دــش راذــگرب هورــگ ۶ رد وجــشناد ۴۲ روــضح اــب پاــشکرو نــیا هعــسوت و قــیقحت دــنیآرف رد اــهنآ هــب هاــم راــهچ یــط رد یــبرم۱۳ .دــندرک کــمک دوــخ دــنور رد هــنیمز جــنپ رد ار یــتاقیقحت اــت دوــب شاــت رد ،یرادــیاپ ،داوــم هــعلاطم ؛لماــش هــنیمز جــنپ نــیا .دــهد شــشوپ لاــتیجید تخاــس و هزاــس یــحارط ،یــبای مرــف ،یرــتویپماک یــحارط .دــشاب یــم تاــیبرجت و صــصخت ،شــناد دــنمزاین ،ازــجم ی هــنیمز جــنپ نــیا دــح اــت اــه نآ نــتفای شــشوپ زا ناــنیمطا یارــب .تــسا یــتوافتم و فــلتخم تاــسسوم زا یــناراکمه و ناــیبرم زا ،هاگراک زاــین دروــم تاــیبرجت و اــهتراهم اــت دــش توــعد فــلتخم یاههنیــشیپ اــب .دــنراذگب کارتــشا هــب ناگدــننک تکرــش اــب ار دوــخ

CHAPTER 1: STUDY

01 MATERIAL حلاصم
Bamboo Sports Hall by Chiangmai Life Architects and Construction

Materiality

A team was tasked with researching bamboo as a natural, non-standard material, its qualities, applications, and construction possibilities.

Material Hunting

Following that, we conducted a market survey to determine the sorts of bamboo available. We identified four varieties and conducted a preliminary investigation, evaluating their quality, geometric and mechanical features, and workability, among other characteristics.

و تاصخــشم یــسررب لوئــسم ناگدــننک تکرــش زا یــهورگ هــب زاــس و تخاــس رد نآ زا هدافتــسا هوــحن و ،وــبماب یاــهدربراک .دــندوب درادناتــسا رــیغ حــلاصم زا یــکی ناوــنع لوئــسم یــهورگ ،وــبماب یاــهدربراک و تاصخــشم یــسررب زا ســپ نــیا ی هــجیتن .دــش وــبماب هــیهت یارــب یبــسانم لــحم یوجتــسج اــهنآ یور رــب هــک دوــب وــبماب عوــن راــهچ ندــش ادــیپ ،وجتــسج و یــکیزیف تاصخــشم و تــیفیک اــت دــش ماــجنا یــیادتبا تاــعلاطم .دوــش نــییعت اــهنآ یــسدنه
Vinata Bamboo Pavilion / VTN Architects Vo Trong Nghia Vietnam bamboo resort

We also attempted to follow the BS ISO recommendations for bamboo grading. Finally, a native bamboo species known as ‘Kheizaran’ was chosen above the others.

رد .دــش هدافتــسا BS ISO درادناتــسا زا اــهوبماب یدــنب هدر یارــب ی هزاــس یارــب )نارزــیخ( ماــن هــب یــناریا یوــبماب زا یــعون تــیاهن .دــش باــختنا یــیاهن ی هراوــید تماخض لوا ی هــلحرم رد اــهوبماب تــیفیک نــییعت یارــب رــطق رــییغت نازــیم یدــعب لــحارم رد و ،نآ رــطق هــب تبــسن وــبماب و یــس نا یــس تــست نآ زا ســپ .دــش یــسررب نآ لوــط رد وــبماب .دــش لاــمعا اــهوبماب یور رــب زــین رزــیل
Raw Iranian Bamboo (Kheizaran) Raw Thai Bamboo Flamed Iranian Bamboo (Kheizaran) Flamed Thai Bamboo

02 SYSTEM

At the time, research into various systems for freeform grid shells was also proceeding. Despite their inherent differences, each of these systems was considered a viable direction for our workshop. This section of the study was designed to provide sufficient information for the upcoming phase of system design.

فــلتخم یاــه متــسیس هــعلاطم ،وــبماب هــعلاطم اــب ناــمز مــه فاــخ رــب .دوــب ماــجنا لاــح رد زــین دازآ مرــف اــب کبــشم هتــسوپ هــنیزگ ناوــنع هــب اــهنآ یــمامت ،اــه متــسیس نــیا یــتاذ تواــفت روــظنم هــب هــعلاطم نــیا .دندــش هــتفرگ رــظن رد هاگراک یارــب یا شــخب رد هزاــس یــحارط یارــب زاــین دروــم تاــعاطا هــب ندیــسر .دــش ماــجنا یدــعب Reciprocal Systems NodeBased Systems متسیس
Bamboo Lashing Techniques

03 FORM-FINDING

Two groups were tasked with researching various form-finding methods. They presented a brief explanation of the fundamentals of each method, as well as a number of example projects constructed employing these methods. They also looked into the available tools and plugins for each. One Grasshopper code for each method was prepared to be shared and readily tested by other students.

Force Density Method Dynamic Relaxation
یبای مرف
هارــمه هــب ،دــتم رــه ی هــیاپ و ساــسا زا یا هــصاخ هورــگ ود نــیا .دــش راذــگاو هورــگ ود هــب فــلتخم یــبای مرــف یاــهدتم هــعلاطم یــسررب شور رــه یارــب یــیاه هــنوزفا و اــهرازبا هــمادا رد .دــنداد هــئارا دوــب هدــش هتخاــس اــهدتم نــیا اــب هــک یرــبراک هژورــپ یدادــعت .دــنزادرپب یــبای مرــف هــب نآ زا هدافتــسا اــب اــت تــفرگ رارــق ناگدــننک تکرــش راــیتخا رد هــنوزفا رــه زا دــک کــی و دــش Layout Optimization Graphic Statics

CHAPTER 2: DESIGN

In a series of brainstorming sessions, various systems were proposed until a handful of them were shortlisted.

Evaluation Criteria

- Visual elegance

- workability

- Structural Performance

- Durability

- Cost

:اه متسیس یبایزرا یرهاظ ییابیزیریذپ تخاسیا هزاس درکلمعماودهنیزهزا و دــش یــفرعم متــسیس نــیدنچ ،یزادرــپ هدــیا تاــسلج یــط .دــش باــختنا یــیاهن یاــه هدــیا ناوــنع هــب یدادــعت اــهنآ ناــیم
متسیس هعسوت
01 SYSTEM DEVELOPMENT
1. Polyhedron 2. Nexorade

The shortlisted systems were then prototyped, with the fabrication method for each being investigated. We undertook an evaluation procedure based on several criteria to determine the benefits and drawbacks of each system. We chose the final of these four options and proceeded with it.

تخاــس دــنور اــت دــش هتخاــس بــختنم یاــه هــنیزگ زا یــیاه هــنومن زا کــی رــه بــیاعم و اــیازم نآ زا ســپ و دوــش یــسررب مادــکره ۴ ناــیم رد .دــش یــبایزرا فــلتخم یاــه هــنیمز رد اــه متــسیس نــیا .دــش هداد هــمادا هــنیزگ نــیرخآ ،هدــش حرــطم ی هــنیزگ 4. Radial 3. Star

Form-Finding tool development

On the other hand, everyone was encouraged to participate in form design, either by using the previously taught form-finding tools or by creating freehand designs if they were interested.

There was no predefined path, which meant that the workshop was guided by the participants’ interests. Following extensive editing and discussion, thirteen entries were shortlisted. The final form was then determined by popular voting.

02
مرف یحارط دــنیارف رد اــت دندــش قیوــشت ناگدــننک تکرــش ی هــمه هــمادا رد زا اــهنآ زا یــضعب روــظنم نــیا هــب .دــننک تکرــش مرــف یــحارط دازآ تــسد یــحارط زا یــضعب و هدــش یــفرعم یــبای مرــف یاــهرازبا هدــش نــییعت شــیپ زا ریــسم چــیه دــنیارف نــیا رد .دــندرک هدافتــسا ۱۳ ٬وــگتفگ و نویــسکرک تاــسلج زا دــعب .دوــب هدــشن فــیرعت یا باــختنا اــهنآ ناــیم زا یــیاهن ی هــنیزگ هــک دندــش باــختنا هــنیزگ .دــش
FORM DESIGN

CHAPTER 3: FABRICATION PREPARATION

After the form design phase, the BIM modeling starts.

Goals of this part was:

Visualizing the design Alternatives (with details: LOD

400)

Clash detection prior to fabrication

Extracting Fabrication Data (shop data & Estimations)

Preparing Coordination Model for Assembly process میب یزاس لدم
فادــها .دــش عورــش BIM یزاــس لدــم ٬یــحارط ی هــلحرم زا ســپ لــحم صیخــشت ٬لااــب تاــییزج اــب اــه هــنیزگ شــیامن هــلحرم نــیا تخاــس تاصخــشم جارختــسا ٬تخاــس زا شیپ اضعا دروــخرب یاــه .دوــب یــبای تــهج لدــم یزاــس هداــمآ و
01 BIM MODELING

The modeling of a freeform structure is usually complicated. Some of the most difficult issues in this project were determining the optimal node size and proper node orientation in 3D space. Another challenge with freeform structures is the distinct shape of each element. These complexity required a unique modeling procedure.

Uique Elements نــینچمه و یدــعب هــس یاــضف رد اــه هرــگ یرــیگ تــهج و هزادــنا ندرــک ادــیپ ٬هژورــپ نــیا یاــه شــلاچ نــیرت مــهم هــلمج زا .تــسا هارــمه یــیاه یــگدیچیپ اــب هــشیمه دازآ مرــف اــب هزاــس کــی یزاــسلدم .تــسا هژــیو یزاــس لدــم دــنور کــی دــنمزاین اــه یــگدیچیپ نــیا .تــسا تاــعطق زا مادــکره ندوــب صاــخ Too Large Too Low Elevation Too Small Too High Elevation Optimum Node Size Optimum Node Elevation

we developed a “digital design workflow” in a parametric modeling platform known as “grasshopper”. This digital workflow fully automates the modeling process and delivers the required outputs in a timely manner.

یاــضف رد لاــتیجید یــحارط راک ناــیرج کــی ٬زاــین دروــم یاــه یــجورخ یــنآ تــفایرد و یزاــس لدــم دــنور ندرــک کــیتاموتا یارــب .دــش داــجیا رــپاه سرــگ
WireMesh
3.
6. Generating 3D Node (on the Plane) 2. Node’s Normal (Average of Neighbor Face Normals) 5. Adjusting Node’s Plane Elevation 1. Initial Mesh 4. Trimming Mesh Wires (Based on Node’s Size) 7. Generating Bamboo Axes (by Adjusting Mesh Wires)

The workflow starts with getting two general inputs from the user: first, the wire mesh generated during the form design phase, and second, some numerical inputs about bamboo, CNC machine, Bolts and nuts, and node design preferences.

9. Blending Both Handle’s Ends 12. Adding Handles’ Tags (Based On Node and Pockets’ Tags) 15. Adding Bamboo Tags (Based on Handles’ Tags) 8. Generating 2D Handles’ Ends (Node and Bamoo Part) 11. Adding Node’s Tag and Pockets’ Tags (Counter Clockwise Order) 14. Adding Screw, Nuts and Washers (Bamboos and Handles) 10. Generating 3D Handles and Subtracting Screw Holes 13. Adding Schematic Bamboo Pipes
عورــش رــبراک فرــط زا یدورو ود نــتفرگ اــب راک دــنور نــیا هــجیتن هــک تــسا wire mesh کــی یدورو نــیلوا . دوــش یــم زا یــهورگ ٬یدورو نــیمود و تــسا مرــف یــحارط ی هــلحرم ی و اــه چــیپ ٬یــس نا یــس هاگتــسد ٬وــبماب زا یددــع تاصخــشم .تــسا اــه هرــگ زا اــم تاــعقوت

After collecting and interpreting these data, it generates a completely comprehensive 3D model with labels for each element. As a result, it can be utilized as a coordination model during the assembly process.

هــس لدــم کــی ٬اــهنآ شزادرــپ و تاــعاطا نــیا تــفایرد زا ســپ یــم هداــمآ هــعطق رــه هرامــش هارــمه هــب لــماک تاــییزج اــب یدــعب لدــم ناوــنع هــب ارــجا ی هــلحرم رد دــناوت یــم یــجورخ نــیا .دوــش .دوــش هدافتــسا یــبای تــهج 88 59

The second output is the shop drawing of the nodes and handles. These parts will be milled from plywood sheets with a 3 Axis CNC machine. Also, the shop data of bamboos is delivered. This data is used to saw and drill bamboo with a rotary CNC machine. The final output is the numerical statistics about the BIM model, such as element count and length.

طــسوت تاــعطق نــیا .دوــب دــهاوخ اــه کتــسد و اــه هرــگ ی هــشقن ٬هــلحرم نــیا رــگید یــجورخ یاــهوبماب تاصخــشم .دنوــش یــم هدــیرب لادــنچ هــتخت زا و هروــحم هــس یــس نا یــس هاگتــسد نداد شرــب یارــب رــتدعب تاصخــشم نــیا .دوــش یــم صخــشم هــلحرم نــیا رد زــین زاــین دروــم ٬هــلحرم نــیا یــجورخ نــیرخآ .دوــش یــم هدافتــسا یروــتور طــسوت اــهنآ ندرــک خاروــس و اــه وــبماب .دــشاب یــم اــهنآ لوــط و اــضعا دادــعت لــثم BIM لدــم یددــع تاصخــشم Bamboo Lengths’ Frequency Numerical Estimation and Statistics

CUSTOM DIGITAL FABRICATION TOOLS

For the bamboo poles, we understood they would need four bolts at each end and not alighned to one another to connect to their respective joints.

Three-axis CNC milling machines already existed that could drill vertically through the bamboo poles. Our poles couldn’t be rolled due to the fact that the drilling was only going one way. A rotary axis that was not affordable and might not fit our CNC bed had to be purchased or we had to design a custom one. We decided to go for the latter solution. The bed’s horizontal constraints were not a problem, but the bed’s limited height had to be taken into account.

02
لاتیجید تخاس یاهرازبا
هرــگ هــب چــیپ راــهچ اــب دــیاب وــبماب رــه ،مــیناد یــم هــک روــطنامه کــی رد اــهنآ زا تــفج کــی هــک ،دوــش لــصو دوــخ هــب طوــبرم دراد رارــق وــبماب رــگید رــس رد یدــعب تــفج و هتــشاد رارــق رــس اتــسار کــی رد لوا تــفج اــب مود تــفج هــک تــسیلاح رد نــیا و .تــسین ،هاگراک رد دوــجوم یــس نا یــس شرــب هاگتــسد زا هدافتــسا اــب وــبماب رــب دوــمع یاتــسار رد یدوــمع یاــه هرــفح داــجیا ناکــما یــم ماــجنا تــهج کــی رد طــقف شرــب هــک اــجنآ زا .دراد دوــجو نآ لوــح وــبماب هــک مــیدوب رــگید روــحم کــی دــنمزاین اــم ،دوــش یرادــیرخ )هدــنخرچ روــحم( یروــتور کــی دــیاب نــیاربانب .دــخرچب دوــب نــکمم نــینچمه و دوــب هاگراک هــجدوب زا رتــشیب هــک ،دــش یــم نــیاربانب .دــشابن گــنهامه هاگراک یــس نا یــس هاگتــسد هزادــنا اــب .دوــش هتخاــس هاگتــسد کــی هــک دــش نآ رــب مــیمصت نا یــس هاگتــسد حطــس یــقفا روــحم ر دوــجوم یاــه تــیدودحم رــظن رد دــیاب یدوــمع تــیدودحم اــما ،دوــبن یــنارگن لــحم یــس .دــش یــم هــتفرگ Horizontal limitations Vertical limitations

The rotary consisted of three main parts. A gripper to grab the pole firmly in place while drilling and meanwhile align its center to the rotary axis. A rail and an adjustable wagon for different pole lengths. And a rotator to orient the pole at the right angle.

We decided to buy a low-cost 3-jaw concentric gripper for one end and 3D print a cone-shaped piece for the other end that would attach to a plywood wagon. It was built to go easily along the Y-axis on a rail, making it flexible to the length of the bamboo pole.

هــس هرــیگ کــی هــک دــش نآ رــب مــیمصت ،هرــیگ شــخب یارــب .دوــش یرادــیرخ تمــس کــی یارــب ارــگزکرم هــنادند تــنیرپ لکــش یــطورخم هــعطق کــی رــگید تمــس یارــب زا هدــش هتخاــس نــگاو کــی هــب تــسناوت یــم هــک ،دــش )3d print( دــش یــحارط یا هــنوگ هــب نــگاو نــیا .دوــش لــصتم لادــنچ هــتخت تــکرح لــیر کــی یور Y روــحم یاتــسار رد تــسناوت یــم هــک .دــنک رــییغت زــین یروــتور لوــط ٬وــبماب لوــط رــییغت اــب اــت دــنک :دوش یم لیکشت یلصا تمسق هس زا یروتور هاگتسد لــحم رد ندــش خاروــس نــیح رد ار وــبماب هقاــس هــک هرــیگ کــی اتــسار کــی رد یروــتور روــحم اــب ار نآ زــکرم و هتــشاد هــگن دوــخ .دراد هــگن فــلتخم یاــه لوــط یارــب هدنوــش مــیظنت نــگاو کــی و لــیر کــی .وبماب هقاــس .دناخرچب بسانم تهج رد ار وبماب هک ،هدنخرچ متسیس کی و

For the rotator, we built a harmonic drive, also known as a strain wave gear, using 3d printed and laser cut parts, ball bearings and a stepper motor along with An Arduino board.

With the rotary axis in place, We only needed the precise toolpath to drill the poles with our CNC milling machine and the correct angle to rotate the poles after drilling the first two holes after the rotary axis was in place.

The rotation angles of each pole are collected from the grasshopper BIM model and used to construct the Arduino program for each rotation.

زا هدافتــسا اــب ،وــیارد کــینومراه کــی ،هدــنخرچ شــخب یارــب رپتــسا و گــنیربلب ،هدــش تاکرزــیل و تــنیرپ ید یرــت تاــعطق .دــش هتخاــس وــنیودرآ دروــب کــی هارــمه هــب روــتوم
کــی هــب اــهنت ،دوــخ لــحم رد یروــتور روــحم نتــشاد رارــق اــب و یــس نا یــس هاگتــسد اــب وــبماب ندرــک خاروــس یارــب ریــسم هــیواز نــیا هــکمیدنمزاین اــهنآ شــخرچ یارــب یتــسرد ی هــیواز .هدــمآ تــسد هــب رــپاه سرــگ رد هدــش هــیهت BIM لدــم یور زا .دوــش یــم هــیهت اــیاوز نــیا طــسوت وــنیودرآ یدورو هــمانرب سپــس
هیلوا هنومن تخاس 03 FINAL PROTOTYPING

CHAPTER 4: CONSTRUCTION

حلاصم یزاس هدامآ 01
MATERIAL PREPARATION
02 DIGITAL
لاتیجید تخاس هلحرم
FABRICATION
03 ASSEMBLY ییاپرب

Workshop Instructors:

Alireza Mostaghni

Mohammadreza Matini

Tutors (Alphabetically):

Amirreza Ardakani

Yasaman Ashjazadeh

Javad Allahgholi

Hanie Omid

Mohammadhasan Baghershahi

S Alireza Behnejad

Sara Saghafi Moghaddam

Ramtin Haghnazar

Seyed Ali Derazgisou

Danial Keramat

Mehran Masoudi

Jonas hauptmann

:هاگراک دیتاسا ینغتسم اضریلع :هاگشیامزآ تیریدم ینیتم اضردمحم :یملع رظان :)ابفلا فورح بیترت هب( دیتاسا یناکدرا اضرریما هدازعجشا نمسای یلقللها داوج دیما هیناه یهاشرقاب نسحدمحم داژن هب اضریلع دیس مدقم یفقث اراس رظنقح نیتمار وسیگزارد یلع تمارک لایناد یدوعسم نارهم نمتپاه سنوج

Workshop Participants:

Nima Azarang

Fateme Ebrahimi

Amin Ahadi

Mahya Akhavan

Razieh Omid

Sepehr Beyhaghi

Arefe Paydar

Reza Taghavifard

Alireza Taghizadeh Makoei

Fateme Tavakol

Aysan Jafarzadeh

Hasti Jafar Nejad

Milad HasanAbadi

Parnian Hasanpour

Masood Heidarpoor

Ali Khodabakhsh Hesar

Marjan Khosravian

Nahal Doosti

Sana Rastegar

Aida Rafizadeh

Neda Rafizadeh

Zahra Rahbarinezhad

Dorsa Sadat Seyedi

Hessan Shafagh

Maryam Shahrezaie

Kiana Saberian

Seyedeh Gelareh Sanei

Sepideh Sedghimehr

Atousa Sarrafi

Sorour Tarighi

Amir Mohammad Azizi

Mobina Ali Babaei

Seyed Hasan Fatemi

Mahmoudreza Sheikhfenderski

Elnaz Ghara Ziaeddin

Fateme Ghotbi

Raha Sadat Kamravafar

Saman Keihanian

Mahsa Matin

Niusha Moghimi

Amir Najimi

Ali Nakhaee

:هاگراک ناگدننک تکرش گنرزآ امین یمیهاربا همطاف یدحا نیما ناوخا ایحم دیما هیضار یقهیب رهپس رادیاپ هفراع درفیوقت اضر ییوکام هدازیقت اضریلع لکوت همطاف هدازرفعج ناسیآ داژنرفعج یتسه یدابآنسح دایم روپنسح ناینرپ روپردیح دوعسم شخبادخ یلع نایورسخ ناجرم یتسود لاهن راگتسر انث هدازعیفر ادیآ هدازعیفر ادن داژن یربهر ارهز یدیس تاداس اسرد قفش نسح ییاضرهش میرم نایرباص انایک یعناص هراگ هدیس رهمیقدص هدیپس یفارص اسوتآ یقیرط رورس یزیزع دمحمریما ییاباب یلع انیبم یمطاف نسح دیس یکسردنف اضردومحم نیدلاءایضهرق زانلا یبطق همطاف اورماک تاداساهر نایناهیک ناماس نیتم اسهم یمیقم اشوین یمیجن ریما یعخن یلع
۱۴۰۰ نابآ NOVEMBER 2021
Digital Craft House BioDesign Research Group

Turn static files into dynamic content formats.

Create a flipbook
Issuu converts static files into: digital portfolios, online yearbooks, online catalogs, digital photo albums and more. Sign up and create your flipbook.