Geri Dön

Implementation of topology optimization in architectural form-making decisions: A study on tree-like structures

Mimari biçimlendirme kararlarında topoloji optimizasyonu uygulaması; ağaç benzeri yapılar üzerine bir çalışma

  1. Tez No: 777679
  2. Yazar: MARIAM HAZEM HELMI SELMI
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. ZEYNEP YEŞİM İLERİSOY
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Mimarlık, Architecture
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2023
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Gazi Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Mimarlık Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 110

Özet

Mimari alanı, hesaplama araçlarındaki gelişmelerden ve matematiksel ve sayısal yöntemlerin tanıtılmasından yararlanır. Topoloji optimizasyonu (TO), farklı mühendislik konularında iyi bilinen ve uygulanan bir yöntemdir. Mümkün olan en az malzeme kullanımıyla yapısal verimliliği sağlayan en iyi malzeme dağılımını bulmakla ilgilenir. TO, mimariye nispeten yeni girmiş olup, yeni mimari formlar üretme potansiyeli yaratmaktadır. Mimaride topoloji optimizasyonu kullanımını araştırmak için iki aşamalı bir alan çalışması yapılmıştır. İlk aşamada, TO için kullanılan 3 programlar (Millipede, tOpos, ve Ameba) analiz edilmiş ve mimari tasarımda mekânı temsil eden bir küp ve bir kolon üzerinden farklı biçimlenme türlerine göre 3 farklı programla 5 tip tasarım çözümü yapılarak, optimizasyon süresi, hacim fraksiyonu ve yapısal performans parametreleri altında bir değerlendirme yapılmıştır. Bu veriler üzerinden mimari tasarım aşamasında tOpos en ideal program olarak sonuç verilmiştir. İkinci aşamada ise Topoloji optimizasyonu ile aynı amacı güden doğadan ilham alan tasarımlara yönelik araştırması yapılmıştır. Topoloji optimizasyon sürecinin ana hedefi malzeme tüketimini en aza indirmek olup, bu hedef aynı amacı paylaşan doğadan ilham alan tasarımlarda da görülmektedir. Bu noktada tasarım kararlarının değişmesi ile elde edilen ürünlerin karşılaştırılması yapılmıştır. Aynı plak elemanın aynı mesnetlenme alana sahip farklı sayıda kolonlarla desteklenmesi üzerine yapılan çalışmada elde edilen sonuçlar biçimsel ve yapısal performans parametrelerine göre değerlendirilmiştir. Ağaç dalları niteliğinde kolon sayılarının artması farklı sonuçlar vermiştir. Sonuç olarak farklı mimari tasarımda kullanımı için topoloji optimizasyonunu karşılaştırmalı olarak değerlendiren bu tez çalışması tasarımcılar için uygulamalı bir örnek temsil etmektedir.

Özet (Çeviri)

The architectural field benefits from advances in computational tools and the introduction of mathematical and numerical methods. Topology optimization (TO) is one method that has been well-known and implemented in different engineering subjects. It is concerned with finding the best material distribution that achieves structural efficiency with the least possible material usage. TO is relatively newly introduced into architecture, creating the potential to produce novel architectural forms. The use of topology optimization in architecture was investigated through a two-stage case study. In the first stage, three topology optimization tools (Millipede, tOpos, and Ameba) were analyzed, and an evaluation was conducted based on the computation time, volume fraction, and structural performance. A column and a cube representing architectural space are used to produce 5 different design solutions using the 3 different plugins. Based on the collected data, tOpos was found to be the most ideal program for the architectural design phase. In the second stage, a study was conducted on nature-inspired designs, which have the same purpose as Topology optimization. The primary objective of the topology optimization process is to decrease material consumption, which is also seen in nature-inspired designs. At this phase, the results achieved by altering design parameters are compared. Different numbers of columns working to support the same slab with the same support area were used and obtained results were evaluated according to form and structural performance. Increasing the number of columns as tree branches gave different results. As a result, this thesis study, which comparatively evaluates topology optimization for its use in different architectural designs, represents an applied example for designers.

Benzer Tezler

  1. FDDI ve FDDI şebekeleri performans analizi

    Başlık çevirisi yok

    HİLMİ ŞENER

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1995

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    PROF.DR. GÜNSEL DURUSOY

  2. Maksimum güç noktası izleyicili ve UVM inverterli fotovoltaik sistemin yapay sinir ağları tabanlı kontrolü

    ANN-based control of a PV system with maximum power point tracker and SVM inverter

    AHMET AFŞİN KULAKSIZ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2007

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSelçuk Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. RAMAZAN AKKAYA

  3. Active lubrication interfaces with tunable micro-textures

    Ayarlanabilir mikro-desen tabanlı aktif yağlama arayüzeyleri

    SENA PEKOL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Makine Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İLKER TEMİZER

  4. Development of an open-architecture process control system for the direct metal laser sintering (DMLS)

    Başlık çevirisi yok

    SYED SHAHİD MUSTAFA

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    BiyomühendislikKoç Üniversitesi

    Biyomedikal Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İSMAİL LAZOĞLU

  5. Sürdürülebilir çevre için mimari aydınlatma sistemi tasarımında kullanılabilecek bir yaklaşım

    An architectural lighting system design approach for sustainable environments

    FERİDE ŞENER YILMAZ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    Mimarlıkİstanbul Teknik Üniversitesi

    Mimarlık Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ALPİN KÖKNEL YENER