Design Method for Radially Retractable Single DOF Plate Structure Based on Regular 1-Uniform Regular Tessellations
Aylin Gazi, Koray Korkmazİzmir Intitute Of Technology, Department Of ArchitectureThis paper is concerned with a method of designing single degree of freedom (DOF) radially retractable planar plate structures (RRPS). The shape of the plates are desired to be regular polygons and they are not allowed to overlap in any configuration and no gaps in the closed configuration. The method has been developed by translating geometric knowledge of tessellation in math. Therefore the paper firstly introduces the fundamentals of tessellations and then their classification based on polygon shape. After that it proposes a method of designing RRPS by using 1-uniform regular tessellations. The method identifies the plate types, shape and the way of connecting the plates with only revolute joints. Composed of various plates and joints, the proposed RRPSs based on 1- uniform regular tessellations are single DOF multi-loop planar mechanisms. Mobility analysis is made to prove the single DOF. After various mobility analysis, a theorem is developed to find the number of excessive plates. It is also introduced that there are passive joints besides excessive plates. When more plates and revolute joints are used in architectonic applications, the excessive plates and passive joints can be removed and reassembled if necessary for aesthetic or functional reasons. Finally, a single DOF radially retractable plate structure is proposed for a building façade as a sun shade to reduce the energy consumption.
Keywords: retractable structure, tessellation, dual, mobility, mechanismDüzenli Düzgün Tesselasyonlarla Tasarlanan Radyal Açılır Kapanır Tek Serbestlik Dereceli Plak Strüktürler için Bir Tasarım Yöntemi
Aylin Gazi, Koray Korkmazİzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü, Mimarlık BölümüBu yazıda tek serbestlik dereceli, radyal açılır kapanır, düzlem plakalardan oluşan strüktürlerin tasarımı için bir yöntem geliştirilmiştir. Plakaların biçiminin düzgün çokgenler olması istenmektedir ve herhangi bir konfigürasyonda üst üste gelmemeleri ve strüktür kapandığında da hiçbir boşluk olmaması istenmektedir. Yöntem matematikteki tesselasyon geometri bilgisinden yararlanılarak geliştirilmiştir. Bu nedenle öncelikle tesselasyon sonra poligon şekli dikkate alınarak yapılan bir sınıflandırılma anlatılmıştır. Daha sonra düzenli tesselasyonlar kullanılarak radyal açılır kapanır strüktür tasarımı yapmamızı sağlayacak yöntem açıklanmıştır. Yöntem plaka tiplerini, şekillerini buldururken, sadece döner mafsallar ile plakaların nasıl monte edileceğinde de tasarımcıya yol gösterir. Bu yazıda düzenli poligonlardan oluşan tesselayonlardan yararlanılarak tasarlanan, çeşitli plakalar ve döner mafsallardan oluşan strüktürler tek serbestlik dereceli çok devreli mekanizmalardır. Tek serbestlik dereceli mekanizmalar olduklarını kanıtlamak için birçok hareketlilik analizi yapılmıştır. Analizler sonucunda, çıkarıldığında mekanizmanın hareketliliğini etkilemeyen (fazla) plakaların olduğu ve bu fazla plakaların sayısını saptayabileceğimiz bir teori geliştirilmiştir. Ayrıca pasif döner mafsallar da olduğu saptanmıştır. Mimari uygulamalarda çok daha fazla sayıda plaka ve mafsal kullanıldığında, fazla plakalar ve pasif mafsallar estetik veya fonksiyonel sebeplerle gerektiğinde çıkarılıp tekrar monte edilebilir. Son olarak yapı enerji tüketimini azaltmak için bina dış cephesine radyal açılır kapanır bir strüktür güneş kırıcı olarak önerilmiştir.
Anahtar Kelimeler: Açılır kapanır strüktür, tesselasyon, dual, mobilite, mekanizmaManuscript Language: English
