SDSG 2023
14. rujna 2023

Article / članak 04

The influence of topology optimization on the increase in column buckling resistance

Utjecaj topološke optimizacije na povećanje otpornosti stupa na izvijanje


authors / autori
Ivana Zovko, izv. prof. dr. sc. Marko Bartolac, prof. dr. sc. Josip Galić

Sveučilište u Zagrebu Arhitektonski fakultet, ivana.zovko@arhitekt.hr; josip.galic@arhitekt.hr
Sveučilište u Zagrebu Građevinski fakultet, marko.bartolac@grad.unizg.hr

DOI
https://doi.org/10.5592/CO/PhDSym.2023.04

keywords / ključne riječi
topological optimization, additive manufacturing, TPMS structures, buckling, column
topološka optimizacija, aditivna proizvodnja, TPMS strukture, izvijanje, stup

page range in publication / raspon stanica
43 → 52

publish date / datum publikacije
14/9/2023

abstract / sažetak
The emergence of 4.0 industry has created the prerequisites for the creation of complex architectural forms and an optimized construction system in terms of load-bearing capacity and material consumption. By observing biological structures, a triple periodic minimum surface (TPMS) pattern was created. A linear elastic buckling analysis was performed on a full section column and on columns shaped as TPMS lattice structure and optimized in three levels. The preliminary analysis was carried out to show the possibility of design and load bearing capacity of such forms of load-bearing elements and will serve for further research into the design and optimization of additively produced load-bearing elements.
Pojavom 4.0 industrije stvoreni su preduvjeti kreiranju složenih arhitektonskih formi i optimiziranog konstruktivnog sustava u pogledu odnosa nosivosti i utroška materijala. Promatrajući biološke strukture stvoren je uzorak trostruko periodične minimalne površine (eng. triply periodic minimal surface - TPMS). Provedena je linearna elastična analiza izvijanja stupa punog presjeka i stupova modeliranih u TPMS formi i optimiziranim u tri razine. Preliminarna analiza je provedena u svrhu prikaza mogućnosti oblikovanja i nosivosti ovakvih formi nosivih elemenata te će poslužiti za daljnja istraživanja oblikovanja i optimizacije aditivno proizvedenih nosivih elemenata.