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Title: Diseñar el modelo tridimensional de una cubierta recíproca con la herramienta “Rhino” y optimizar las conexiones entre sus elementos mediante el complemento “Grasshopper”.
Authors: Tuz Puetate, Cristian Gamalielt
Keywords: MARCO RECÍPROCO
GEOMETRÍA RECÍPROCO
Issue Date: 4-Oct-2021
Publisher: Quito, 2021
Citation: Tuz Puetate, C. G. (2021). Diseñar el modelo tridimensional de una cubierta recíproca con la herramienta “Rhino” y optimizar las conexiones entre sus elementos mediante el complemento “Grasshopper”. 125 hojas. Quito : EPN.
Abstract: In the present work, a computational design focused on reciprocal framework structures is developed. For this, we proceed to perform a three-dimensional modeling of a reciprocal cover, obtaining a structure with an appropriate reciprocal geometry with a focus on the optimization of connections between its elements, since, this type of structures are characterized by their non-hierarchical nature, since, when changing a local parameter of any element, the entire structure will be affected and must be readjusted to restore its connections. The design was developed in Rhinoceros/Grasshopper software. Starting from a dome-shaped surface, in which a triangular parametric cover is generated, to later become a reciprocal cover. This conversion is done by the "rotation method", however, with this method the connection between elements cannot be guaranteed. Therefore, an optimization of eccentricities was carried out through a dynamic relaxation approach, where each element is applied fictitious forces that will make each element move and rotate, until reaching a static equilibrium. For this, the Kangaroo / Grasshopper tool was used, capable of performing a non-linear analysis, and thus, achieving the 3D model of an optimized reciprocal cover. Finally, the file of the 3D model is exported to a specialized structural analysis software, where the structural stability is determined, based on the total deformations and normal stresses that occur in each member due to the loads of own weight.
Description: En el presente trabajo se desarrolla un diseño computacional enfocado en estructuras de marco recíproco. Para esto, se procede a realizar una modelación tridimensional de una cubierta recíproca, obteniendo una estructura con una geometría recíproca apropiada con un enfoqué en la optimización de conexiones entre sus elementos, ya que, este tipo de estructuras se caracterizan por su naturaleza no jerárquica, puesto que, al cambiar un parámetro local de cualquier elemento, toda la estructura se verá afectada y debe ser reajustada para restaurar sus conexiones. El diseño se desarrolló en software Rhinoceros / Grasshopper. Partiendo de una superficie con forma de domo, en la cual se genera una cubierta paramétrica triangular, para posteriormente una convertirse en una cubierta recíproca. Esta conversión se la realiza mediante el “método de rotación”, sin embargo, con este método no se puede garantizar la conexión entre elementos. Por lo tanto, se realizó una optimización de excentricidades mediante un enfoque de relajación dinámica, donde cada elemento se aplican fuerzas ficticias que harán que cada elemento se mueva y gire, hasta llegar a un equilibrio estático. Para esto, se empleó la herramienta Kangaroo/ Grasshopper, capaz de realizar un análisis no lineal, y así, lograr obtener el modelo 3D de una cubierta recíproca optimizada. Finalmente, el archivo del modelo 3D, se exporta a un software de análisis estructural especializado, donde, se determina la estabilidad estructural, con base en las deformaciones totales y esfuerzos normales que se producen en cada miembro debido a las cargas de peso propio.
URI: http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/21852
Appears in Collections:Tesis Ingenieria Civil y Ambiental (ICA)

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