TUULIKKI TANSKA ALGORITMIT PUURAKENTAMISESSA Tarkoituksena kehittää ja tutkia puurakenteita ja puurakentamista julkisen rakennuksen mittakaavassa käyttäen algoritmisia suunnittelumenetelmiä, sekä tietokoneavusteisia tuotantomenetelmiä hyödyntäen. - Diplomityöt - Workshop-muotoiset projektit - Julkaisu-/näyttelytoiminta Ote kirjasta Algoritmit puurakenteissa Geometrisen optimoinnin menetelmät arkkitehtisuunnittelussa Algoritmiavusteisesti suunniteltu puurakenteinen uimahalli Oulun Linnanmaalle Oulun yliopiston arkkitehtuurin osasto Diplomityö, Tuulikki Tanska Valvoja Matti Sanaksenaho Ohjaaja Toni Österlund 25.9.2013 Wuorio-palkinto 2014 1. State-of-the-art selvitys, algoritmisten suunnittelumenetelmien tutkimuksen nykytilanne maailmalla, painottuen oman mielenkiintoni mukaisiin menetelmiin 2. Oman tutkimuskysymykseni ja sen luoman problematiikan selkeyttäminen. Tähän liittyi myös kaikkien suunnitelman muodonluontiin osallistuneiden algoritmisten prosessien luominen. 3. Itse suunnittelutehtävä, ja sen luomaan ongelmakenttään perehtyminen. Tämä loi raamit ja kontekstin varsinaiselle suunnittelutyölle sekä sen tuloksille. GEOMETRINEN OPTIMOINTI State-of-the-Art Mutsuro Sasaki, Sensitivity Analysis Milos Dimcic, Structural Optimization of Grid Shells Based on Genetic Algorithms Statiikkaan perustuva, stabiilin puristusrakenteen muodostava graafinen ja parametrinen suunnittelutyökalu, RhinoVAULT Enrique Ramos Melgar, partikkelisysteemeihin perustuva rakenneanalyysimenetelmä, joka integroi reaaliaikaisen fysiikkasimuloinnin ”One does not actually create the form; one lets it become as it has to, according to its own law” - Heinz Isler Digitaalisesti tehty verkkorakenteen muodon etsintäsimulaatio. Vaikuttavina voimina painovoima ja verkon pisteiden väliset jousivoimat. Frei Otto, Saksan paviljonki Montrealin maailmannäyttelyssä 1967 Force Density Method, periaate Force Density Method, sovellettuna erilaisilla voimilla GEOMETRINEN OPTIMOINTI RELAKSAATIO Relaksaatiossa järjestelmä pyrkii sisäiseen tasapainotilaan Kaksi toteutusta: 1. Lloydin algoritmi 2. Dynaaminen relaksaatio fysiikkasimulaation avulla Lloydin algoritmi Pisteverkon jokainen piste liikkuu kohti sitä ympäröivien pisteiden keskiarvoa (= ”solun” keskipistettä) Dynaaminen relaksaatio fysiikkasimulaation avulla Kolme vaikuttavaa voimaa: Hooken lain mukaiset jousivoimat, pinnalle pakottava vetovoima sekä reunimmaisiin pisteisiin sovellettava pinnan reunaviivalle pakottava vetovoima. LIITOS Vapaamuotoisen kolmioverkkorakenteen muodostamiseen liittyvä keskeinen ongelma on vääntö liitospisteissä. Oletetaan, että viivaverkon jokainen viiva määrittää tason, jolla tämä viiva sijaitsee koko pituudeltaan. Liitospiste (vertex-piste), jossa siihen liittyvien viivojen määrittämien tasojen leikkaus on suora viiva, on liitospiste jossa ei esiinny vääntöä ja tämä suora viiva on liitospisteen akseli. Onko sellaista vapaamuotoista kolmioviivaverkkoa mahdollista löytää, jossa liitospisteissä ei esiinny vääntöä? Ei ole. Vaikka usealle tasolle ei ole löydettävissä yhteistä akselivektoria, niin kahden avaruudessa sijaitsevan tason leikkaus on aina suora viiva, samoin kuin tasossa sijaitsevien kahden viivan leikkaus on aina piste (elleivät viivat ole yhdensuuntaisia). Räjäytyskuva liitosratkaisusta Toisistaan poikkeavat normaalivektorit kolmioverkon liitospisteissä Kahden vierekkäisen tason yhteinen akselivektori Levyt risteävät liitoskohdassa Teräslevyjen taivutussäde lyhentää taivutetun teräslevyn kärkeä Valmis liitos LINNANMAAN UIMAHALLI- JA LIIKUNTAKESKUS Näkymä aulatilasta, kahvio vasemmalla, uimahallin pukuhuonetilat oikealla Julkisivu länteen Pohjapiirros 1.kerros Näkymä liikuntahallista Julkisivu pohjoiseen Pohjapiirrokset kellarikerros ja 2.kerros Leikkaus A-A, pitkittäisleikkaus uimahallista ja liikuntahallista Leikkaus B-B, poikittaisleikkaus uimahallista Diplomityö ja Algoritmit puurakenteissa -kirja ladattavissa: www.digiwoodlab.fi PARAMETRINEN MALLI & CNC PARAMETRINEN MALLI & CNC OPTIMOINTI & PARAMETRINEN MALLI & CNC BIOMIMETIIKKA & PARAMETRINEN MALLI & CNC www.muuan.fi
© Copyright 2024