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
- Tez No: 777679
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ZEYNEP YEŞİM İLERİSOY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mimarlık, Architecture
- Anahtar Kelimeler: Ağaç yapı, Mimari tasarım, Topoloji optimizasyonu, Tree structure, Architectural design, Topology optimization
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mimarlık Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
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
- Minimization of geometric differences in discrete shells:a computational design method between standardization and customization
Ayrık kabuklarda geometrik çeşitliliklerin en aza indirilmesi: standardizasyon ve özelleştirme arasında bir hesaplamalı tasarım yöntemi
ARDA AĞIRBAŞ
- Toplu konut projelerinin salonlarında gün ışığı performansının parametrik optimizasyon yöntemleriyle iyileştirilmesi: TOKİ İstanbul Sütlüce projesi örneği
Parametric optimization of daylight performance in living rooms of mass housing: A case study of TOKİ İstanbul Sütlüce project
BURCU YILDIZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
İç Mimari ve DekorasyonHaliç Üniversitesiİç Mimarlık Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EDA SELÇUK
- FDDI ve FDDI şebekeleri performans analizi
Başlık çevirisi yok
HİLMİ ŞENER
Yüksek Lisans
Türkçe
1995
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. GÜNSEL DURUSOY
- Radar uygulamalarında vivaldi anten tasarımı ve optimizasyonu
Vivaldi antenna design and optimization in radar applications
ERDEM BARLİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİletişim Sistemleri Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SEBAHATTİN EKER
- İnsansız hava araçları için batarya-yakıt hücresi hibrit enerji yönetim sisteminin geliştirilmesi
Development of a battery-fuel cell hybrid energy management system for unmanned aerial vehicles
BARAN KUL
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET ONUR GÜLBAHÇE
