Geometrik mimari tasarımda tesselasyon kavramı; taşıyıcı sistemler üzerine bir deneme
The concept of tessellation in geometric architectural design; an essay on load-bearing systems
Yazar: ÇAĞATAY TAKVA
Danışman: DOÇ. DR. ZEYNEP YEŞİM İLERİSOY
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mimarlık Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Mimarlık = Architecture

Özet:
Temel kararlarda ve fonksiyonlarda rol oynayarak yapı inşa etme sürecinde sınırlayıcı bir görev üstlenen geometri-mimari ilişkisi, yapıların kimliğini belirlemede gerek form tasarımları gerek mekânsal ilişkilerin tanımlanması gerekse de taşıyıcı sistem kararlarında önemli bir yer tutmaktadır. Belirtilen ilişkiler matrisinde tasarım sürecinde kullanılarak yapı ürünlerinin birbirlerinden farklılaşmasında rol oynayan tesselasyonlar, geometri-mimari ilişkisini oluşturan temel yöntemlerdendir. Özellikle modern mimarlık dünyasında yapıların biçimlenişinde, cephelerinde ve taşıyıcı sistem tasarımlarında tesselasyon kurgularına rastlamak mümkündür. Tez çalışmasında, tasarım konseptinin güçlendirilmesinde rol oynayan önemli bir tasarım bileşeni olan tesselasyon örüntülerinin, özellikle taşıyıcı sistem tasarımlarına yansımaları incelenmiştir. İlk etapta, farklı tesselasyon kurgularına sahip simgesel mimarlık yapıları aracılığı ile durum analizi yapılarak taşıyıcı nitelikteki örüntüler analiz edilmiştir. Ardından en fazla kullanılan geometriler ile 8 adet tesselasyon örüntüsü oluşturulup, geometrik karakteristikleri, yapısal performansları ve maliyet bakımından etkileri araştırılmıştır. Karşılaştırılabilir bir yapısal çerçeve oluşturmak, tesselasyon örüntüleri ile taşıyıcı sistemler arasında bağ kurarak her tesselasyon kurgusunun bu sistemlerdeki geometrik potansiyellerini ve farklarını tartışmak amacıyla simetrik/periyodik tesselasyon çeşitlerinin uygulanabildiği düzlemsel ve tek eğrilikli tonoz ızgara sistemler kullanılmıştır. Grasshopper programı ile tasarlanan tesselasyonlu taşıyıcı sistemlerin, sonlu elemanlar yöntemi ile Sap2000 programında yapısal analizleri gerçekleştirilmiştir. Sonuç olarak, sekiz farklı geometrik örüntü ile elde edilen tesselasyon konfigürasyonlarının geometrik karakteristikleri sorgulanarak statik açıdan davranışları performans testlerinden geçirilmiştir, tesselasyon modülasyonlarının artmasına bağlı olarak grid yoğunluklarına ve grid faktör değerlerine göre düzenlenen taşıyıcı strüktür sistemlerinde optimum çözümler aranmıştır. İleride kullanım oranları artacak benzer tasarımlar için bu çalışma ile taşıyıcı sistemlerde geometrinin önemi ve tesselasyon kurgularının kullanımında farkındalık oluşturmak istenmiştir.

Abstract:
The geometry-architecture relationship, which plays a role in basic decisions and functions and plays a limiting role in the building construction process, has an important place in determining the identity of the buildings, both in the form designs, in the definition of spatial relations, and in the decisions of the load-bearing system. Tessellations, which play a role in the differentiation of building products from each other by being used in the design process in the specified relations matrix, are among the basic methods that create the geometry-architecture relationship. Especially in the world of modern architecture, it is possible to come across tessellation configurations in the formation of buildings, their facades and load-bearing system designs. In the thesis study, the reflections of tessellation patterns, which are an important design component that plays a role in strengthening the design concept, especially on load-bearing system designs are examined. In the first stage, the load-bearing patterns were analyzed by making a situation analysis through symbolic architectural structures with different tessellation configurations. Then, 8 tessellation patterns were created with the most used geometries and their effects in terms of geometric characteristics, structural performance and cost were investigated. Planar and single curvature vault grid systems, in which symmetric/periodic types of tessellation can be applied, are used in order to create a comparable structural framework, to link tessellation patterns and load-bearing systems and to discuss the geometric potentials and differences of each tessellation configurations in these systems. The structural analyzes of the tesselated load-bearing systems designed with the Grasshopper program were carried out in the Sap2000 program using the finite element method. As a result, the geometric characteristics of the tesselation configurations obtained with eight different geometric patterns were questioned and their static behavior was tested for performance. For similar designs that will increase in use in the future, this study aims to raise awareness about the importance of geometry in load-bearing systems and the use of tessellation configurations.