Şematik Tasarım Evresinde Mimari Form Alternatiflerine Yönelik Taşıyıcı Sistem Davranışlarının Görselleştirilmesi

Öz

Mimari formun belirlendiği şematik tasarım aşaması küçük değişimlerle en büyük faydaların üretilebildiği evredir. Şematik tasarım evresinde güneş ışığından faydalanma miktarı, hâkim rüzgâr yönleri, topoğrafya, çevre yapılarla kurulan ilişki, iklim özellikleri gibi verilere oldukça dikkat edilse de yapının strüktürel davranışları göz önüne alınamamaktadır. Bunun nedenleri, strüktürel analiz için uzmanlaşmış tasarımcı veya mühendisin ön tasarım evresinde genellikle yer almamasıdır. Strüktür tasarımcısı yapı formunun belli bir gelişmişlik düzeyine ulaştığı evrede tasarıma katkı sunmaya başlamaktadır. Yapının ana formunun belirlenmiş olduğu bu evrede strüktürel veriler tasarımı besleyen bilgi olmaktan ziyade, tasarımı gerçekleştirmek için çözümler üreten görevini üstlenmektedir. Taşıyıcı sistem hesaplamalarında zemin davranışları, sismik özellikler, malzemelerin dayanım verileri ve binanın hangi amaçla kullanılacağı gibi fazla sayıda bileşen bulunmaktadır. Yapısal özelliklerin bu düzeyde detaylı bir analizine, zaten tasarım süreçlerine yoğunlaşmış olan mimarın vakit ayırması genellikle mümkün olmamaktadır. Bu aşamada eldeki sınırlı tasarım girdileriyle yapısal davranışa yönelik veriler elde etmek, ileri tasarım aşamasında yapılacak detaylı analizlere ve yönetmeliklerin zorunlu tuttuğu standartlara uyulmasına katkı verecektir. Yapısal elemanlara taşıyıcı malzeme ve kesit atamasına izin veren öneri tasarım aracı, yapının ağırlığını ve maksimum gerilmelerin oluştuğu bölgeleri ön tasarım aşamasında kullanıcıya sunacaktır. Bu çalışmada şematik tasarım aşamasında, mimari formun ortaya çıkmaya başlamasıyla beraber hem parametrik tasarıma hem de geleneksek tasarıma yönelik strüktürel analizler yapıp sonuçlar üretebilecek hesap aracı önerilmekte ve üretilen modeller üzerinden sonuçlar karşılaştırılmaktadır.

Anahtar Kelimeler

• Yapısal Analiz
• Şematik Tasarım
• Karamba3D
• Yapısal Davranış

Kaynakça

1. Buchanan, C., & Gardner, L. (2019). Metal 3D printing in construction: A review of methods, research, applications, opportunities and challenges. Engineering Structures, 180, 332–348. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2018.11.045
2. Crolla, K., Williams, N., Muehlbauer, M., & Burry, J. (2017). SmartNodes Pavilion - Towards Custom-optimized Nodes Applications in Construction.
3. Gilbert, M., He, L., Rankine, C., & Reale, V. (2020). Identifying materially efficient structures using Peregrine - YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=5vNSXwniuKw
4. Hu, J., Chen, W., Qu, Y., & Yang, D. (2020). Safety and serviceability of membrane buildings: A critical review on architectural, material and structural performance. Engineering Structures, 210, 110292. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2020.110292
5. Jalali, Z., Noorzai, E., & Heidari, S. (2020). Design and optimization of form and facade of an office building using the genetic algorithm. Science and Technology for the Built Environment, 26(2), 128–140. https://doi.org/10.1080/23744731.2019.1624095
6. Peregrine | Parametric House. (n.d.). Retrieved June 18, 2021, from https://parametrichouse.com/peregrine/
7. Subhrajit, D., & Siddhartha, G. (2019). Analysis and Design of Tensile Membrane Structures: Challenges and Recommendations. Practice Periodical on Structural Design and Construction, 24(3), 4019009. https://doi.org/10.1061/(ASCE)SC.1943-5576.0000426
8. Vantyghem, G., & Ooms, T. (n.d.). Concre3DLab | Food4Rhino. Retrieved June 18, 2021, from https://www.food4rhino.com/en/app/concre3dlab

9. Vantyghem, G., Ooms, T., & De Corte, W. (2021). VoxelPrint: A Grasshopper plug-in for voxel-based numerical simulation of concrete printing. Automation in Construction, 122, 103469. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.autcon.2020.103469