Yığma Kabuk Strüktürler İçin Malzeme Tabanlı Hesaplamalı Bir Çerçeve

OpenAlex Türkçe

Kabuk strüktürler geniş açıklık geçebilme, serbest biçim üretebilme, verimli malzeme kullanımı ve tasarım potansiyeli sebebiyle geçmişten günümüze ilgi çekici bir konu olmuştur. Bütün bu avantajlarının yanında tasarım ve üretim süreçleri çeşitli zorlukları da beraberinde getirmektedir. Kabuk strüktürlerin en eski örneklerini oluşturan yığma kabuk strüktürler, sayısal tasarım teknolojilerinin kullanımının artmasıyla beraber yeniden gündeme gelmiştir. Fiziksel modeller yapılarak üretilen biçimler yerini dijital ortamda gerçekleştirilen simülasyonlara, modellere ve hesaplamalara bırakmıştır. Fakat biçim bulma çalışmaları gerçekleştirilirken genellikle malzeme bilgisi göz ardı edilmektedir. Bu gözlemden yola çıkılarak yapılan çalışmada biçim, malzeme ve strüktürel başarım arasındaki ilişkinin incelenmesi amaçlanmıştır. İlk olarak literatür taraması yapılarak kabuk strüktürlerin sınıflandırılması yapılmıştır. Ardından yığma kabuk strüktürler ele alınıp; geçmişten günümüze biçim bulma, malzeme kullanımı ve üretim yöntemlerinin değişimi incelenmiştir. Son olarak yığma kabuk strüktürlerin erken tasarım evresine malzeme bilgisinin entegre edildiği, üç aşamadan oluşan bir algoritma önerisi geliştirilmiştir. Birinci aşamada İtme Ağı Analizi yöntemini ele alan RhinoVault eklentisi ile biçim üretimi gerçekleştirilmiştir. İkinci aşamada NGon eklentisi kullanılarak yüzey alt parçalara ayrılmış ve kalınlık verilmiştir. Üçüncü aşamada ise Karamba3D eklentisi kullanılarak; C20 betonu, C40 betonu, kil tuğlası, ateş tuğlası, kireçtaşı ve kumtaşı olmak üzere altı farklı malzemenin Young’s Modülü, çekme ve basınç dayanımı bilgileri algoritmaya entegre edilmiştir. Ardından Sonlu Elemanlar Yöntemi (SEY) kullanılarak performans analizi yapılmıştır. Yapılan analiz sonucunda altı malzeme arasından kireçtaşının en iyi performans gösteren malzeme olduğu gözlemlenirken, kil tuğlası en düşük performans gösteren malzeme olmuştur. Malzemelerin özellikleri ve gösterdiği performanslar göz önüne alındığında, Young’s Modülü değerinin performansı en çok etkileyen parametre olduğu gözlemlenmiştir.