Parametric Modeling and Optimization of a Timber Hall System with Tapered Glulam Beams
2024 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE credits
Student thesis
Abstract [en]
The study explores the parametric modeling and optimization of a timber hall systemwith tapered Glulam beams, with a focus on the development of a tool for sustainabledesign. The challenges of optimizing a timber hall system with tapered beamsby creating a model in the parametric engineering environment Grasshopper andapplying evolutionary genetic algorithm principles are addressed. The primary goalis to reduce material volume while maintaining structural integrity.The study investigates the possibilities of a parametric design tool with integratedoptimization engine for the improvement of system sustainability. The projectattempts to reduce computational complexity by implementing all investigated aspectsin one Grasshopper script and to optimize the structure by implementing the Octopusoptimization engine. An additional visualization of the hall system componentsprovides a detailed overview of the design, highlighting the structure members, suchas tapered beams, columns, purlins, and bracing system.The Grasshopper model was developed to explore the advantages of parametricdesign when generating sustainable structural solutions. While the optimizationtool shows promise for improving sustainability in hall system design, it requiresadditional refining and expansion to ensure its usefulness over a wider range ofsystem designs and applications. Future advances can be achieved by limiting systemboundaries, specifying more limitations, and including additional optimization goalsand boundaries from the start for the respective system designs.Finally, by combining parametric modeling, optimization techniques, andsustainability considerations, the study contributes to the advancement of sustainabletimber engineering. The findings emphasize the importance of holistic designapproaches and the necessity for continuous improvement in structural optimizationtools for sustainable construction practices.
Abstract [sv]
Studien undersöker den parametriska modelleringen och optimeringen av etthallsystem i trä med sadelbalkar av limträ, med fokus på utvecklingen av ett verktygför dimensionering av hållbara konstruktioner. Studien tar upp utmaningarna medatt optimera ett hallsystem i trä med sadelbalkar genom att skapa en modell i denparametriska modelleringsmiljön Grasshopper och tillämpa evolutionära genetiskaalgoritmprinciper. Det primära målet är att minska materialvolymen samtidigt medsom den strukturella integriteten.Studien undersöker möjligheterna att använda ett parametriskt designverktyg medintegrerad optimeringsmotor för att förbättra systemets hållbarhet. Projektet försökerminska beräkningskomplexiteten genom att implementera alla undersökta aspekter iett Grasshopper skript och optimera strukturen genom att implementera Octopus. Enytterligare visualisering av hallsystemets komponenter ger en detaljerad översikt överkonstruktionen och framhäver strukturelementen, t.ex. sadelbalkar, pelare, åsar ochstagningssystem.Grasshopper modellen utvecklades för att utforska fördelarna med parametriskdesign vid framtagning av hållbara strukturella lösningar. Optimeringsverktygetär lovande när det gäller att förbättra hållbarheten i utformningen av hallsystem,men det kräver ytterligare förfining och utvidgning för att säkerställa att det äranvändbart för ett bredare spektrum av systemutformningar och tillämpningar.Framtida framsteg kan uppnås genom att anpassa systemgränserna, specificera flerbegränsningar och inkludera ytterligare optimeringsmål och gränser från börjanrespektive systemdesign.Genom att kombinera parametrisk modellering, optimeringstekniker och hållbarhetsöverväganden,bidrar studien till utvecklingen av hållbarträbyggnation. Resultatenunderstryker vikten av holistiska designmetoder och nödvändigheten av kontinuerligförbättring av strukturella optimeringsverktyg för hållbara byggmetoder.
Place, publisher, year, edition, pages
2024.
Series
TRITA-ABE-MBT ; 24517
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-348655OAI: oai:DiVA.org:kth-348655DiVA, id: diva2:1877833
External cooperation
Sitowise Sverige AB
Supervisors
Examiners
2024-06-262024-06-26