Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wpływ formy przekroju poprzecznego wieżowców na efektywność ich konstrukcji

Rychter Z.

Architecturae et Artibus

|

2014

|

Vol. 6, no. 4

88--94

PL

Praca analizuje wpływ formy przekroju poprzecznego wieżowców na efektywność ich konstrukcji w warunkach dynamicznego obciążenia wiatrem. Przedmiotem badań są dwa typy przekrojów poprzecznych: rury i krzyże. Rury obejmują formy koła, kwadratu i trójkąta. Wśród krzyży jest krzyż kwadratowy i trójkątny. Analizowane są trzy typy sylwet wieżowców: piramidy, prostokąty i beczki. Miarą efektywności konstrukcji wieżowca jest podstawowa częstość giętnych drgań własnych. Obliczenia częstości drgań wykonano metodą elementów skończonych. Ustalono hierarchię form przekrojów poprzecznych dla różnych sylwet wieżowców, obejmującą piętnaście przypadków. Stwierdzono, że rury są lepsze od krzyży dla wszystkich sylwet budynków. Najlepszą kombinacją formy przekroju poprzecznego i sylwety jest kołowa piramida. Najgorsze są krzyże o sylwecie baryłki. Praca winna wesprzeć architektów w konceptualnej fazie projektowania, zestawiając ze sobą piętnaście konkurencyjnych projektów budynków wysokich o rożnej efektywności konstrukcyjnej.

EN

The paper analyses the effect of the cross section shape of tall buildings on their structural efficiency under dynamic wind loading. Two types of thin-walled cross sections are investigated: closed tubes and open crosses. The tubes include circular, square, and triangular shapes. The crosses are square and triangular. Tall buildings with three types of silhouettes are studied: pyramids, rectangles, and barrels. The structural quality measure is the fundamental frequency of free bending vibrations. The fundamental frequencies are found numerically using the finite element method. A hierarchy of cross section shapes is established for the various silhouettes, involving fifteen cases. Tubes are found superior to crosses for all silhouettes. The best cross-section-silhouette combination is the circular pyramid. The worst are crosses with barrel silhouettes. The paper should assist architects in the conceptual design phase by putting side-by-side fifteen competing tall building design ideas with different structural merit.

2

Przeprojektowywanie morfologii minimalnie sztywnych szkieletów szachownicowych

Rychter Z.

Architecturae et Artibus

|

2014

|

Vol. 6, no. 3

54--62

PL

Przedmiotem pracy jest przeprojektowywanie morfologii płaskich szkieletów o strukturze prostokątnej szachownicy i minimalnej sztywności. Morfologie to konfiguracje komórek sztywnych rozproszonych między komórkami niesztywnymi. Szkielet minimalnie sztywny – morfologia minimalna - ma najmniejszą dopuszczalną liczbę komórek sztywnych. Morfologie minimalne są oszczędne, zawierają minimum elementów i połączeń. Są one bardzo zróżnicowane wizualnie, tworząc bogatą przestrzeń projektową. Można je łatwo ręcznie zaprojektować na kartce papieru metodą wielokrotnego rozszerzania mniejszych szkieletów sztywnych, jak to pokazał autor w pracy wcześniejszej. Praca obecna przedstawia prostą manualną metodę przeprojektowywania morfologii minimalnych, polegającą na przesuwaniu jedna po drugiej komórek sztywnych, które są singlami w warstwach komórek. Metoda ta może być łatwo zastosowana do praktycznej rekonfiguracji obiektów fizycznych o morfologii minimalnej – budynków, obiektów wnętrzarskich i mebli. Pokazano szereg zastosowań metody do zaprojektowania różnorodnych morfologii minimalnych – liniowych, rozgałęzionych, rozproszonych, regularnych i chaotycznych, które mogą spełnić rozmaite praktyczne i estetyczne wymagania architektów, projektantów wnętrz i projektantów mebli.

EN

The paper deals with the morphology redesign of planar minimally rigid chessboard-like rectangular frames. Morphologies are patterns of rigid cells dispersed among non-rigid cells. A minimally rigid frame – minimal morphology - has the lowest possible number of rigid cells. Minimal morphologies offer economy by minimizing the number of structural elements and joints. Such morphologies can be very diverse visually, they form a rich design space. They can be easily manually designed with pen-and-paper by recursively expanding smaller rigid frames, as shown by this author in a previous paper. The present paper develops a simple manual pen-and-paper minimal-morphology redesign method based on moving around one-byone rigid cells that are single in a layer of cells. The approach can be easily applied to practically reconfiguring physical objects with minimal morphologies – building frames, interior frames, and furniture. Several applications of the redesign method are shown, producing diverse morphologies – linear, branched, dispersed, regular, and chaotic, which can satisfy varied practical and esthetic requirements of architects, interior designers, and furniture designers.

3

Iteracyjna synteza konfiguracji przestrzennych szkieletów z wykorzystaniem wirtualnego potrząsania

Rychter Z.

Architecturae et Artibus

|

2014

|

Vol. 6, no. 2

65--74

PL

Przedmiotem pracy jest prosta, wizualna, interaktywna, iteracyjna procedura wirtualnej syntezy sztywnych, przestrzennych ustrojów szkieletowych. Jest to metoda kolejnych przybliżeń, polegająca na powtarzaniu cykli testowania i rozbudowy konstrukcji. Testowanie polega na wirtualnym potrząsaniu projektowanym układem w celu wykrycia ruchów wykonywanych bez oporu. Rozbudowa polega na dodawaniu prętów w kierunku tych ruchów. Algorytmem wirtualnego potrząsania jest algorytm analizy drgań własnych. Procedurę można zastosować do problemów dowolnie złożonych. W pracy procedurę pokazano na przykładzie syntezy przestrzennej konfiguracji cienkich, prostych prętów podpierających płytę. Jest to zadanie podparcia przekrycia lub połączenia płyt stropowych sąsiednich kondygnacji szkieletowej konstrukcji wielopiętrowej. Praca jest skierowana do architektów zainteresowanym interaktywnym, iteracyjnym projektowaniem koncepcyjnym konfiguracji ustrojów szkieletowych z użyciem technik komputerowych.

EN

The paper deals with a simple, visual, interactive, iterative procedure of spatial layout synthesis of rigid skeletal structures. The procedure consists in successive approximations, which repeat cycles of testing and growth of an initial design. The testing is based on virtual shaking, which reveals possible unconstrained moves of the structure. The moves are eliminated one by one in growth steps by adding members in the direction of the moves. Free vibration analysis is used for virtual shaking. The procedure can be applied to problems of arbitrary complexity. The paper illustrates the procedure by synthesizing rigid spatial layouts of thin, straight rods supporting a slab. The slab can represent a roof or a floor in a multi-story building. The paper is addressed to architects with an interest in interactive, iterative, computer-aided, visual, conceptual layout design.

4

Wpływ kształtu wieżowców na jakość konstrukcji

Rychter Z.

Architecturae et Artibus

|

2013

|

Vol. 5, no. 2

33--38

PL

Praca zawiera analizę wpływu kształtu sylwetki wieżowców na jakość ich konstrukcji przy dynamicznym obciążeniu wiatrem. Zbadano wieżowce o przekroju rury kołowej. Rozpatrzono budynki o klasycznych sylwetkach cylindra i piramidy oraz nowe propozycje w formie odwróconej piramidy, ogórka i klepsydry. Jakość konstrukcji oceniono na podstawie fundamentalnej częstości drgań własnych. Obliczenia dynamiczne wykonano metodą elementów skończonych. Ustalono hierarchię konstrukcyjnej jakości sylwetek wieżowców. Najlepsze okazały się sylwetki piramidalne, naturalne, klasyczne. Formy najgorsze to odwrócona piramida i ogórek. Wyniki pracy mogą być przydatne architektom w koncepcyjnym projektowaniu architektonicznym form wieżowców, pokazując, jakie formy są efektywne, a jakie nie i z jakiego powodu

EN

The paper analyses the effect of shape of tall buildings on their structural efficiency under dynamic wind loading. Towers having circular-tube cross section were studied. Classical silhouettes of buildings were considered, such as cylinder and pyramid, along with novel forms including inverted pyramid, cucumber, and hourglass. The structural quality measure used was the fundamental frequency of free vibrations. Dynamic finite element analysis has been performed. Hierarchy of tower silhouettes in terms of their structural efficiency has been established. Pyramid-like natural, classic shapes have been found structurally superior. Inverted pyramid and cucumber are the worst shapes. The paper can assist the architect in the conceptual shape design of tall buildings by showing which shapes are structurally efficient and which are not, and why.

5

Projektowanie morfologii minimalnie sztywnych szkieletów szachownicowych

Rychter Z.

Architecturae et Artibus

|

2013

|

Vol. 5, no. 2

25--32

PL

Przedmiotem pracy jest projektowanie morfologii płaskich szkieletów o strukturze prostokątnej szachownicy i minimalnej sztywności. Morfologię definiuje podział komórek szachownicy na komórki sztywne i niesztywne oraz konfiguracja obu rodzajów komórek. Szkielet minimalnie sztywny ma najmniejszą dopuszczalną liczbę komórek sztywnych, prawidłowo rozłożonych. Szkielet taki jest oszczędny – zawiera minimum elementów i połączeń. Szkielety można łatwo składać. W pracy przedstawiono prostą metodę konstrukcji morfologii gwarantujących minimalną sztywność szkieletu. Metoda jest rekurencyjna – polega na powtarzalnym poszerzaniu minimalnie sztywnego prostokąta o jedną warstwę komórek. Podano liczne przykłady konstrukcji różnorodnych morfologii proponowaną metodą. Wyniki pracy mogą być wykorzystane przez projektantów mebli, projektantów wnętrz i architektów do szybkiego, wielowariantowego projektowania morfologii minimalistycznych, oszczędnych szkieletów, łatwych w montażu i demontażu.

EN

The paper deals with the morphology design of planar minimally rigid chessboard-like rectangular frames. Morphologies are defined by divisions of a chessboard into rigid and non-rigid cells, and by patterns of both types of cells. A minimally rigid frame has the lowest possible number of rigid cells, properly distributed. Such frames offer economy by minimizing the number of structural elements and joints. The frames can easily be folded. A simple method is developed for the construction of morphologies securing minimal rigidity of frames. The method is recurrent – based on repeated extension of a rigid rectangle by one layer of cells. Numerous applications of the method are provided, illustrating diverse morphologies. The method can be of use to furniture designers, interior designers, and architects by enabling fast design of varied morphologies of minimalist, economical frames, easy to fold and deploy.

6

Genetic algorithm for topology optimization of statically determinate beams

Rychter Z., Kozikowska A.

Archives of Civil Engineering

|

2009

|

Vol. 55, nr 1

103-123

EN

The paper introduces a specialized genetic algorithm for topology and geometry optimization of statically determinate beams in bending, with arbitrary number of pin supports. It is shown how to generate, count and encode as genes all topologies. The integer-type topological code is combined with a dimensionless geometrical code into hybrid, discrete-continuous beam-chromosomes. The algorithm is experimentally optimized for best forms of genetic operations - selection, crossover and mutation - and fine-tuning of parameters is performed. Minimum-cost beam sets are found for uniform and non-uniform gravity loads, with absolute maximum moment as objective function.

PL

Praca przedstawia specjalizowany algorytm genetyczny do topologiczno-geometrycznej optymalizacji statycznie wyznaczalnych belek zginanych o dowolnej liczbie podpór przegubowych. Pokazano sposób generacji, zliczania i kodowania wszystkich topologii w postaci genów. Całkowitoliczbowe geny topologiczne i rzeczywiste geny geometryczne tworzą hybrydowe, dyskretno-ciągłe chromosomy belek. Geny geometryczne to bezwymiarowe długości przęseł i względne długości wsporników. Takie geny nie powodują wymiarowej eksplozji, która zachodzi przy dyskretyzacji parametrów rzeczywistych kodowanych jako łańcuchy binarne. Ponadto umożliwiają one łatwą rekombinację genów miedzy rodzicami, nie powodując powstawania belek niepoprawnych. Algorytm został eksperymentalnie zoptymalizowany w celu znalezienia najlepszych wariantów operacji genetycznych - selekcji, krzyżowania i mutacji - oraz najlepszych wartości parametrów. Algorytm zastosowano do topologicznej optymalizacji belek pod obciążeniem równomiernym i nierównomiernym, z bezwzględnie maksymalnym momentem jako funkcją kosztu. Zaprezentowano zbiory belek o minimalnym koszcie wraz z optymalnymi wykresami momentów, optymalnymi topologiami i parametrami geometrycznymi.

7

Optymalizacja topologiczna belek kratowych w najgorszym przypadku obciążenia i podparcia

Rychter Z., Musiuk A.

Zeszyty Naukowe Politechniki Białostockiej. Architektura

|

2002

|

Z. 19

127-136

PL

Praca dotyczy topologicznej optymalizacji wewnętrznie i zewnętrznie statycznie wyznaczalnych belek kratowych w najgorszym przypadku obciążenia i podparcia. Binarnymi zmiennymi topologicznymi są kierunki krzyżulców, usztywniających kwadratowe komórki utworzone przez pasy i słupki kratownicy. Miarą jakości kratownicy jest fundamentalna, minimalna wartość własna macierzy równań równowagi układu swobodnego. Wartość ta odpowiada najgorszemu przypadkowi obciążenia i podparcia kratownicy. Rozważane są belki mające od jednej do dwunastu komórek. Dla każdej liczby komórek znajdowane są belka o optymalnej topologii skratowania, belka o antyoptymalnej topologii skratowania oraz odpowiadające tym belkom fundamentalne wartości własne, rozkłady sił wewnętrznych oraz najniekorzystniejszych obciążeń. Pokazany jest wpływ wzrostu liczby komórek kratownicy na degenerację jej jakości oraz na zmiany jej wrażliwości topologicznej.

EN

The paper deals with the topological optimization of internally and externally statically detereminate trussed beams under worst conditions of loading and support. The binary topological variables are the slopes of the diagonals, which stiffen the square cells formed by the upper and lower chords and the verticals. The merit of s beam is represented by the fundamental, minimum eigenvalue of the equilibrium equations for a free beam. This value corresponds the the worst conditions of loading and support. Beams with one through twelve square cells are studied. For each number of cells, the beam with optimal topology, the beam with antioptimal topology, and their associated fundamental eigenvalues, internal forces anc nodal loads are found. The effects of beam quality deterioration and topological sensitivity change with increasing number of cells are studied.

8

Architektura wyłaniająca się z ewolucyjnej gry sieciowej autonomicznych inteligentnych agentów

Rychter Z.

Zeszyty Naukowe Politechniki Białostockiej. Architektura

|

2002

|

Z. 19

111-125

PL

Praca analizuje współczesne możliwości realizacji radykalnej wizji architektury ewolucyjnej, przedstawionej przez Nicholasa Negroponte i Johna Frazera. Rozważana jest transformacja Internetu w nową, uniwersalną sieciową platformę, sprzyjającą sztucznemu życiu i ewolucji dzięki aktywizacji i integracji zasobów sieci. Opisywany jest agentowy model programowania jako model i język sieciowej, ewolucyjnej gry architektonicznej.

EN

The paper analyzes the current possibilities of realizing a radical vision of evolutionary architecture formulated by Nicholas Negroponte and John Frazer. A transformation is described of the Internet into a universal, networked platform, conducive to artificial evolution owing to the activation and integration of Web resources. The agent-oriented programming paradigm is analyzed as a model and language for evolutionary networked architectural games.

9

Języki i mikroświaty CAD - projektowanie eksploracyjne

Rychter Z.

Zeszyty Naukowe Politechniki Białostockiej. Architektura

|

1999

|

Z. 18

31-55

PL

Technologie informatyczne są głównym źródłem zmian we wszystkich dziedzinach techniki. Jedną z tych dziedzin jest projektowanie wspomagane komputerowo. Przed-miotem pracy jest dyskusja obecnego i przyszłego wpływu postępu w dziedzinie techno-logii informatycznych i komputerowego wspomagania projektowania i zastosowania komputerów w projektowaniu: metodę ręcznego rysowania komputer w roli elektronicz-nej deski kreślarskiej), metodę eksploracji manualnej (komputer w roli symulatora kon-trolowanego przez człowieka), metodę eksploracji automatycznej, w której ludzie i kom-putery biorą udział w sieciowej grze projektowej z rozproszoną kontrolą. Praca podkreśla centralną rolę odpowiedniego języka projektowania i przedstawia argumenty na rzecz wyboru języków programowania zorientowanych obiektowo.

EN

Information Technology (IT) is the main source of change in all areas of technology. Computer Aided Design (CAD) follows suit. The paper discusses the current and future impact of advances in IT and CAD on architectural design. Various modes of design and uses of the computer are analyzed: manual drafting approach (computer used as a drawing board), manual exploratory approach (com-puter used for human-controlled simulation), and automated exploratory approach where humans and computers play a networked design game with distributed control. The paper stresses the central role of a proper design language, and argues in favour of object-oriented programming languages.