Taşıyıcı sistemlerde ağaç metaforu: Frei Otto üzerine bir deneme
Branching metaphor in architectural structures: A case on Frei Otto
Yazar: NUR BANU GÜLLE
Danışman: YRD. DOÇ. DR. SEMRA ARSLAN SELÇUK ; PROF. DR. ARZU GÜNENÇ SORGUÇ
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mimarlık Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Mimarlık = Architecture

Özet:
Ağacımsı strüktürler ve dallanan yapılaşmalar, doğa esinli strüktürler içinde tasarımcıların dikkatini çeken, ona esin veren ve mimarlık tarihi boyunca sıklıkla karşılaşılan analojik tasarımlar arasındadır. Benzer şeklide ağaçlar, mimari bezeme olarak kullanılan ağaç ve dallanma motiflerinin ötesinde, tasarımcı için strüktürel bir modeldir. Ağaçlar; gövdeleri, dalları ve yaprakları ile yatay ve düşey yükler karşısında yükün nasıl iletildiği ve dengenin kurulduğu konusunda mimarlar ve mühendisler için bir akıl hocası (mentor) niteliğindedir. Bu bağlamda mimarlık tarihi boyunca ağaç analojileriyle, aslında çok derin ve sezgisel olarak gelişmiş bir strüktür bilgisinin edinildiği söylenebilir. Hesaplamalı tasarım teknolojilerinin gelişmesiyle ağaç benzeri yapıların tasarım ve yapımında da önemli gelişmeler olmuştur. Özellikle dallanma sayısı, açıları, uzunlukları ve diğer ilgili parametreler, algoritmalar kullanılarak ifade edilebilmekte ve yine sayısal araçlar yardımı ile en iyi halini almaktadır. Bu tez çalışmasında "ağacımsı yapılaşmaların tarihsel gelişimi ve sınıflandırılması" gerçekleştirilmiş ve tezin kapsamı bu konudaki yenilikçi strüktürlerin öncüsü olan mimar Frei Otto üzerine yoğunlaştırılmıştır. Otto'nun "minimum path" prensibini örneklendirdiği deneysel "ağaçları" örnek çalışma olarak belirlenmiş, yapının ardındaki parametrik tasarım çözümlenerek bir program aracılığı ile yeniden üretilmiştir. Elde edilen modellerin bir sonlu elemanlar analiz programı ile yatay ve düşey yükler altında sınanmasıyla strüktürel etkinlikleri belirlenerek tartışılmıştır. Sonuç olarak, bugünün sayısal teknolojileri ile Otto'nun sezgisel olarak doğal analojilerle kurguladığı ağacımsı yapılaşmaların strüktürel etkinliği test edilebilmiş ve günümüz mimarlarına yol gösterici olabilecek olası potansiyelleri gösterilmiştir.

Abstract:
Tree-like architectures and branching structures are one of the analogical designs that are among the nature inspired structures arousing attention of the designers, inspiring them and that are frequently confronted throughout the history of architecture. Likewise, trees are structural models for designers beyond the tree and branching patterns that are used as architectural ornamentation. Trees have the characteristics of being mentors for architects and engineers concerning how the vertical and the horizontal loads are transmitted through the trunks, branches and leaves and how the balance is provided. Within this context, it is possible to claim that a quite wide and intuitively developed structural knowledge is acquired with the tree analogies throughout the history of architecture.  By the development of computational design technologies, there have been significant developments in the design and the building of tree-like structures. Especially the number of branching, angles of dendroids, lengths and the other parameters can be defined by using algorithms and can be optimized also by the help of computational tools. In this thesis study, the historical development and classification of the tree-like structures have been carried out and the scope of the thesis has been focused on Frei Otto who is the pioneer to pave the way for innovative structures related to this field. One of the experimental studies of Otto in which he exemplified the "minimum path principle" has been determined as the case study; the parametric design behind the structure has been analyzed, and reproduced using a parametric program. The structural effectiveness has been determined and discussed by testing the obtained models using a FEM program under horizontal and vertical loads. Consequently, the structural effectiveness of today's computational technologies and the branching structures that Otto has built intuitively and by natural analogies have been able to be tested and  the possible potentials that can be leading for today's architects have been demonstrated.