A physics-based design method of gridshell systems: optimization of form and construction cost
Ağ kabuk sistemleri için fizik tabanlı tasarım yöntemi: Form ve inşaat maliyeti optimizasyonu
- Tez No: 539776
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ SEÇKİN KUTUCU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mimarlık, Architecture
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yaşar Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mimarlık Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 122
Özet
Yapısal kabuk sistemleri güvenilir yapısal davranışları ve etkili malzeme kullanım doğası nedeniyle farklı tasarım problemleri ile başa çıkabilmek adına mimarlar tarafından uzun yıllardır kullanılmaktadır. Geleneksel kabuk yapıların bir türevi olan ağ kabuklar, serbest biçimli şekillerde oluşturulabilmeleri sebebiyle çağdaş mimarinin önemli bir parçası haline gelmiştir. Çok sayıda avantajına rağmen ağ kabuklar, karmaşık yapıya sahip olmaları yüzünden tasarım ve uygulama zorlukları sebebiyle tercih edilmemektedirler. Bilgisayar destekli tasarım teknolojilerinin mimarlık alanındaki artan kullanımı, biçimsel ve hesaplamaya dayalı yapısal özelliklerin bir arada kurgulanabilmesini ve hesaplamalı tasarım yaklaşımı ile entegre çözümler geliştirilebilmesini olanaklı kılmıştır. Bu tezde, içerdiği fizik tabanlı form bulma prosedürü, yapısal performans değerlendirme sistemi ve optimizasyon süreci sayesinde adaptif bir hesaplamalı tasarım metodolojisi geliştirmeye odaklanmaktadır. Tezin amacı ağ kabuk tasarım problemlerinin kavramsal fikir geliştirme aşamalarına dahil edilebilecek bir hesaplamalı tasarım yöntemi geliştirmektir. Söz konusu yöntem, problemlere ilişkin amaçlara ve kısıtlamalara uygun olarak bir dizi alternatif tasarım çözümü oluşturacaktır. Tezde tarif edilen yöntem, ağ kabuk tasarımları ile ilişkili mühendislik gereksinimlerinin yanı sıra, mimari tasarım kararlarına ve sınırlamalara büyük önem vermektedir. Statik olarak dengeli bir şekil bulmak için“Dinamik Gevşeme”form bulma yöntemi kullanılmıştır. Daha sonra,“Sonlu Elemanlar Analiz”yöntemi kullanılarak ağ kabuk yapısındaki deformasyonlar hesaplanmıştır. Son olarak, ana kabuk şeklinin yüzeyine mümkün olduğunca yakın ayrık bir uyarlaması oluşturulurken, inşaat maliyetini en aza indirmeyi amaçlayan çok amaçlı bir optimizasyon süreci formüle edilmiştir.
Özet (Çeviri)
Structural shell systems have been used by numerous architects for many centuries to coop with different design problems due to their reliable structural behavior and effective material utilization nature. As a kind of traditional shell structures, gridshells have become an essential part of contemporary architecture since they can possess free-form shapes. Despite the numerous advantages, gridshells are not often utilized due to their complex structural nature. The increasing usage of the computer-aided design technologies in the architectural field allows the seamless translation of a design problem to a digital environment in order to overcome the architectural and structural problems simultaneously. This study focuses on creating an adaptive computational method that includes a physics-based form finding procedure, a workflow for structural performance evaluation and an optimization process. This thesis aims to develop a computational and iterative workflow that can be employed in the conceptual idea development phase of different gridshell design problems in order to generate a set of suitable alternative design solutions in accordance with the design-related objectives and constraints. Besides the engineering requirements of a gridshell, the method gives significant importance to the design decisions and limitations in the architectural viewpoint. In order to reach a shape in equilibrium, the“Dynamic Relaxation”form-finding method has been utilized. Afterward, the“Finite Element Analysis”related to the nodal displacements have been performed. Lastly, a multi-objective optimization process has been formulated that aims to minimize the construction cost while creating a discrete transformation of a smooth shell surface as close as possible to the parent shape.
Benzer Tezler
- Performans tabanlı parametrik ve adaptif bina kabuğu tasarım önerisi
Performance based parametric and adaptive building facade design proposal
BÜŞRA YAMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
MimarlıkMimar Sinan Güzel Sanatlar ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÜMİT TURGAY ARPACIOĞLU
- Computational design of reciprocal frame structures: Incorporating force variables into design process
Kuvvet değişkenlerinin tasarım sürecine katılması ile karşılıklı çerçeve strüktürlerinin hesaplamalı tasarımı
HANIM GÜLSÜM KARAHAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiBilişim Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEVİL YAZICI
- Advanced architecture design strategy based on biomimicry towards high-performance design in high-rise buildings
Yüksek binalarda yüksek performanslı tasarıma yönelik biyomimikri temelli ileri mimari tasarım stratejisi
ZIYAD AMER MAJEED ALYASIRI
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
EnerjiYaşar ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BAŞAK KUNDAKCI KOYUNBABA
- Hesaplamalı tasarım ve analog yapma süreçlerinin bütünleştirilmesi üzerine bir metodoloji: Örme algoritmalarıyla oluşturulmuş lifli hafif strüktürler
A methodology on integrating computational design and analog making processes: Fibrous lightweight structures formed by knitting algorithms
AHMET KELEŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiBilişim Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEVİL YAZICI
- Toz yatağında katmanlı imalat prosesinin sonlu elemanlarla modellenmesi
Process modeling of powder bed fusion additive manufacturing with finite element method
FATİH YARDIMCI
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZAHİT MECİTOĞLU