Gazbeton blokları ile asimetrik kabuk sistemlerin tasarlanması: Parçacık tabanlı jenerik bir model

Abstract

Yığma yapılar, mimarlık tarihi boyunca yapı stoğunun önemli bir kısmını oluşturmuş ve bir çok önemli yapının bu bilgi ile ayağa kaldırılmasıyla uygarlıkların yapı bilgisi envanterine girmiştir. Günümüzde, yığma yapılar yerlerini daha hafif ve taşıyıcılıkta daha etkili malzemelerle oluşturulmuş olan kabuk sistemlere bırakmasına rağmen halen kullanılmaktadırlar. Bilgisayar destekli tasarım teknolojileri ve modelleme tekniklerindeki ilerlemeler ile, yeni form bulma yöntemleri çeşitli biçimlerde daha karmaşık yapılar tasarlamaya olanak vermektedir. Bu çalışma, 'Gazbeton' blokları kullanarak simetrik ve asimetrik biçimli kabuk sistemlerinin yığma taşıyıcılık prensiplere dayalı hesaplamalı modelinin üretilmesi üzerinedir. Bu sebeple, tezin kapsamı, kabuk sistemlerinin materyal odaklı tasarımı için gazbetonun uygunluğunu araştırmak ve kabuk tipi konstrüksiyonlardaki davranışlarını incelemek olarak belirlenmiştir. Bu araştırmanın ışığında, simetrik tonozlardan daha zor inşa edilen asimetrik tonoz ve kabuk sistemlerin, kabuk oluşturmada kullanılan geometrik öntanımları, zincir eğriliği kriterleri ve gazbeton bloklarının yapısal davranışları üzerinden, parçacık tabanlı amaca özgü bir genel modelinin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Bu jenerik modelin önemi, malzeme kalınlığı, plan geometrisi, kemer yüksekliği ve açıklıkları gibi parametrelerin esnek olmasıdır. Bu model yığma yapıların yapısal ve statik özellikleri konusunda mimarlar ve tasarımcılar için bir öngörü oluşturma ve erken tasarım evresinde taşıyıcılığa bağlı karar verebilme olanağı kazandırmaktadır. Bu kazanım ile, mimarlar ve tasarımcılar, bilgisayar ortamında, sayısal biçimlendirme yöntemlerinden yararlanarak, karar verme sürecinin ilk adımlarında bir bakıma dijital eskiz oluştururlar.

Masonry vault structures have been used in many significant buildings in architecture for many centuries and have been applied by many civilizations as an important knowledge of construction in architecture. Today, vault and shell structures are still being used in various structural types and with various materials. With advances in computer-aided design technologies and modelling techniques, new form-finding methods have enabled us to design more complex structures in various forms. This thesis is on generating a computational model of symmetric and asymmetrically shaped shell systems by using 'Autoclaved Aerated Concrete' (AAC) blocks. Thus, this thesis aims to find the appropriateness of AAC for material oriented design of shell systems and to study its behaviour in shell type constructions. In the light of this research, it is aimed to develop the generic model of particle based asymmetrically shaped shell, which is more difficult to construct than symmetrical shell, via the geometrical predeterminations on shell making, hanging chain criteria and structural behaviour of AAC blocks. The importance of this generic model is the flexibility of parameters such as material thickness, plan geometry, height and length of spans which provides the architects and designers with a foresight into the structural and static characteristics of structures and the ability to make decisions in accordance with the load bearing in the early design phase.This feature carry architects and designers to the idea of digital sketching in the very first steps of decision making while bringing benefits of computational design and integrated form finding methods.