image
images
XVIII. MİMARLIKTA SAYISAL TASARIM ULUSAL SEMPOZYUMU
Yüzey Panelizasyonu Aracılığıyla Karşılıklı Çerçeve Strüktürlerinin Geometrik Tasarım Uzamının Genişletilmesi
Yazarlar:
Hanım Gülsüm Karahan Sevil Yazıcı
Yayın Yılı:
2024
Yayıncı:
Balıkesir Üniversitesi Yayınları
Dil:
ISBN:
978-975-6993-33-0
Özet:
Mimarlık, mühendislik ve inşaat sektörünün çevre üzerindeki yıkıcı etkisini azaltmaya çalıştığı günümüz şantiyelerinde montaj kolaylığı ve malzemenin yeniden kullanılabilirliği kritik bir öneme sahiptir. Yapım süreçlerindeki ölçüsüz karbon salınımını azaltmak için montaj basitliğini öne çıkarmak Karşılıklı Çerçeve (KÇ) yapıları aracılığıyla yaygınlaştırılabilir. KÇ yapıları geniş açıklıkları görece daha kısa özdeş elemanlarla geçebilme yeteneklerinden dolayı tarih boyunca kullanılmıştır. Basit bağlantı gerektiren ve kendine özgü birbirlerini destekleme özellikleri sayesinde KÇ sistemleri kolay ve hızlı yapımın önünü açmaktadır. Düz elemanlarla ayrık ve eğrisel formlar elde etme becerisi elemanların yeniden kullanılmasına olanak verir. Bu özellikler göz önünde bulundurulduğunda, KÇ sistemleri acil barınma yapıları ve geçici strüktürler gibi ileri teknolojik çözümler gerektirmeyen yapılar için uygulanabilir bir seçenek sunar. KÇ yapılarının inşaat alanına getirdiği basit ancak etkili tasarım çözümlerinin, diğer mekansal ve kabuk yapılara alternatifler sağlaması için daha kapsamlı değerlendirilmesi gerekir. Bu araştırmanın motivasyonu belirli ihtiyaçları karşılamak amacıyla geçici yapılar için pratik tasarım çözümleri aramaktır. Montaj basitliğinin aksine, KÇ yapılarının strüktür davranışı karmaşık olmakta ve sezgisellik barındırmamaktadır. Bu karmaşıklık, yapının geometrisinin kontrol ve tahmin edilebilir olmasını da zorlaştırır. Tekrar eden birimlerle oluşturulan KÇ yapılarının optimizasyonu üzerine birçok çalışma olmasına rağmen, birim varyasyonu gösteren KÇ yapıları ve yüzey manipülasyonunun yapı örüntüsünü nasıl etkilediği üzerine yapılan çalışmalar kısıtlıdır. Bu çalışma, KÇ yapılarının kendi geometrik özelliği olan ikilik (duality) prensibinden yola çıkarak yeni yapısal konfigürasyonlar oluşturmayı amaçlamaktadır. İkilik özelliği, geometrinin yüzey üzerine atanmasının (mapping) aksine strüktürel karşılıklı olma halinin (structural reciprocity) kullanılmasını sağlamaktadır. Farklı karmaşıklıklı geometrilerin modellemesinde kullanılan NURBS yüzeylerin bölünmesi ve düzlemselleştirilmesine dayalı bir tasarım tanımı algoritmik modelleme ortamında hazırlanmıştır. Fiziksel benzetim tabanlı algoritmik tasarım eklentisi ile hem KF konfigürasyonları oluşturulmuş hem de elemanların KÇ konfigürasyonundaki yerleri optmize edilmiştir. Çalışmanın sonucu, eşkenar dörtgensel geometrinin aynı NURBS yüzeyi oluşturmak için dörtgen ve altıgen bölmelereden daha az eleman kullanarak KÇ konfigürasyonunu oluşturduğunu göstermiştir.
Anahtar Kelime (AI):
Karşılıklı-çerçeve
ikilik prensibi
panelizasyon
hesaplamalı geometri.
XVIII. MİMARLIKTA SAYISAL TASARIM ULUSAL SEMPOZYUMU
Expanding Geometric Design Space of Reciprocal Structures through Surface Panelization
Yazarlar:
Hanım Gülsüm Karahan Sevil Yazıcı
Yayın Yılı:
2024
Yayıncı:
Balıkesir Üniversitesi Yayınları
Dil:
ISBN:
978-975-6993-33-0
Özet:
(AI):
Ease of assembly and reuse of materials in structures are critical considerations in today’s construction sites as the architecture, engineering, and construction industry strives to decrease its destructive environmental impact. Prioring simplicity in construction can be proliferated through Reciprocal frame (RF) structures to decrease excessive carbon emissions. RF structures have been used throughout history due to their ability to cover large spans with relatively shorter identical elements. Inherent self-supported characteristics of RF structures that require simple joints pave the way for easy and fast construction. The competence of achieving discrete and/or curvature forms by straight elements allows the reuse of the same elements without damaging them. With these characteristics, they become a viable option for emergency shelters and temporary structures that do not necessitate advanced technological solutions. The simple yet efficient design solutions that RF structures bring to the construction site need further evaluation to provide alternatives for other spatial and shell structures. The motivation of this paper is to investigate practical design solutions for types of structures which are designed to meet specific needs for a short period of time. In contrast to the simplicity of connection and assembly, the structural behavior of RF structures is rather counterintuitive in that the internal reactions between elements are arbitrary and complex. This complexity also affects predicting and controlling the geometry of the structure. Although existing studies mostly focus on the optimization processes of RF structures which consist of repetitive units, the research on RF structures that exhibit unit variations, and how surface manipulations influence the structural pattern is limited. This study aims to explore new structural configurations to create RF structures based on their unique geometrical properties that is, the duality principle. Unlike the mapping method that imposes geometric patterns onto a form, the duality principle enables exploiting structural reciprocity. The design definition based on division and planarization of NURBS (Non-uniform Rational B-spline) surfaces is developed in the algorithmic modelling environment. A Physics-based simulation engine is used both for creating RF configurations and optimizing output RF structures. The results show that the rhombus division of a NURBS surface yields a more efficient RF configuration in terms of forming the same NURBS surface with fewer elements than quad and hexagon divisions.
Anahtar Kelimeler:
(AI):
Reciprocal structures
duality principle
panelization
computational geometry.