TOPOLOGY OPTIMIZATION METHOD FOR INTRODUCTION TO ARCHITECTURE COURSE


Yıldırım E.

3. INTERNATIONAL DİCLE SCIENTIFIC RESEARCH AND INNOVATION CONGRESS, Diyarbakır, Turkey, 26 November 2022, vol.1, pp.1853-1864

  • Publication Type: Conference Paper / Full Text
  • Volume: 1
  • City: Diyarbakır
  • Country: Turkey
  • Page Numbers: pp.1853-1864
  • Dokuz Eylül University Affiliated: Yes

Abstract

Today's architects must be proficient in the majority of tools associated with construction, building, and design creation. Due to the increasing rapidness and complexity of software development, architects must innovate and modify their working methodologies. In addition, architecture students must possess software skills, thus they are taught actual software whose primary function is to facilitate the creation of a design by applying their knowledge of design with structure. Innovative structural design with topology optimization is a cutting-edge method for utilizing digital architecture. In many instances, there is a disparity between the vision of the architect and the sensibility of the engineer, as well as between the aesthetic or appearance of the structure and its corresponding skeleton. Form is the domain of the architect, while function is the responsibility of the engineer. However, both architects and engineers are typically concerned with "function," even if in very different ways. Topology optimization is a technique that maximizes the structural performance of a system by optimizing material placement within a specific design space, a specific set of loads, boundary conditions, and constraints. If the topology optimization method is taught alongside conventional methods during structural design studies at the beginning of architectural education, a model of education that is more in line with contemporary technological approaches can be provided. In this study, parametric design and topology optimization methods were taught in the 2nd term architectural design studio training course's staircase design study for the development of students' structural comprehension. This technique, which is relatively difficult for a second-semester student, has given them the ability to apply a variety of tools.

Bugünün mimarları inşaat, bina ve tasarım oluşturma ile ilgili araçların çoğunda yetkin olmalıdır. Yazılım geliştirmenin artan hızı ve karmaşıklığı nedeniyle, mimarlar çalışma metodolojilerini yenilemeli ve değiştirmelidir. Ek olarak, mimarlık öğrencilerinin yazılım becerilerine sahip olmaları gerekir, bu nedenle onlara, birincil işlevi tasarım bilgilerini yapı ile uygulayarak bir tasarımın oluşturulmasını kolaylaştırmak olan yazılımlar öğretilmelidir. Topoloji optimizasyonu, mimari yapıtları üretmek için son teknolojiyi kullanan yenilikçi bir yapısal tasarım yöntemdir. Pek çok durumda, mimarın vizyonu ile mühendisin duyarlılığı arasında ve yapının estetiği veya görünümü ile ona karşılık gelen iskelet arasında bir uyumsuzluk vardır. Form mimarın, işlev ise mühendisin sorumluluğundadır. Bununla birlikte, hem mimarlar hem de mühendisler, çok farklı şekillerde olsa bile tipik olarak "işlev" ile ilgilenirler. Topoloji optimizasyonu, belirli bir tasarım alanı, belirli bir yük seti, sınır koşulları ve kısıtlamalar içindeki malzeme yerleşimini optimize ederek bir sistemin yapısal performansını en üst düzeye çıkaran bir tekniktir. Mimarlık eğitiminin başlangıcında yapısal tasarım çalışmalarında geleneksel yöntemlerin yanı sıra topoloji optimizasyon yöntemi öğretilirse, çağdaş teknolojik yaklaşımlara daha uygun bir eğitim modeli sağlanabilir. Bu çalışmada, 2. dönem mimari tasarım stüdyosu eğitimi dersi kapsamında, merdiven tasarımı çalışmasında öğrencilerin yapısal kavrayışlarının geliştirilmesine yönelik parametrik tasarım ve topoloji optimizasyon yöntemleri öğretilmiştir. İkinci dönem öğrencisi için nispeten zor olan bu teknik, onlara çeşitli araçları uygulama becerisi kazandırmıştır.