text in EN, GR

Diploma thesis by Pavlos Symianakis, entitled “SWARMSRAPERS: Printing bridges between high rise design and construction”, focuses on the investigation and development of an autonomous high rise design and construction system, using UAVs and 3d printing technology.

-text by the author

What will be the spatial characteristics between fiction and reality? The reality supports the illogic in this ethereal paranoia; the fiction is supported by a series of choreographies between the robots.

A chorography between performance and efficiency, design and construction, reality and fiction. A digital spatial chorography…

It is prevalent that the industrialisation of construction site is one of the biggest changes in architecture in the 20th century. Nonetheless, if we consider the present of construction field it is apparent that construction industry resist the usage on new technology achievements. The merge between design and construction is not a new idea, as it was one of the principal ideas in gothic architecture. Nevertheless the introduction of new technology achievements in this holistic approach could trace architecture to a cognitive procedure that could produce products through a dynamical interaction system. The main purpose in my diploma thesis was the investigation and the development of an autonomous high rise design and construction system, using UAVs and 3d printing technology.

For the system development a procedure created based on a robotic system which is composed of UAVs swarms, in order to create rigid structures with the minimum material.

For the high rise morphology, focusing once again in material efficiency, I used topology optimisation. A morphogenetic algorithm, which based on a system consisted of support points, load points and a boundary as inputs, output the minimum necessary 3d geometry for the system support. Taking into account all the aforementioned procedure, for the proof of concept, a single morphology variation was selected and designed according to the initial technic that has been developed.

Facts & Credits
Project title  SWARMSRAPERS: Printing bridges between high rise design and construction
Student  Pavlos Symianakis  
Supervisor  Spiridon Papadimitriou
Academic year  2019-2020
Institution  School of Architecture, Aristotle University of Thessaloniki
Physical Model 1.500 Assistance  GCODE Workspace


Η διπλωματική εργασία του Παύλου Συμιανάκη, με τίτλο “SWARSCRAPERS: Συνδέοντας τον σχεδιασμό και την κατασκευή υψηλών κτιρίων”, εστιάζει στη διερεύνηση και ανάπτυξη ενός αυτοματοποιημένου συστήματος σχεδιασμού κατασκευής δομών υψηλών κτιρίων, που αποτελούν είτε μέρη είτε αυτοτελή κτίρια, με την χρήση σύγχρονων τεχνολογιών, όπως είναι τα μη επανδρωμένα σκάφη (κοινώς UAVs ή drones) και η τρισδιάστατη εκτύπωση.

-κείμενο από τον δημιουργό

Ποια είναι τα χωρικά χαρακτηριστικά μεταξύ φαντασίας και πραγματικότητας, μεταξύ ου-τόπου και τόπου; Η πραγματικότητα υποστηρίζει το παράλογο σε αυτήν την αιθέρια παράνοια ενώ η φαντασία υποστηρίζεται από μια σειρά κινήσεων, σχεδόν σαν χορογραφία από ρομπότ.

Μια χορογραφία μεταξύ απόδοσης και επίδοσης, σχεδιασμού και κατασκευής, πραγματικότητας και φαντασίας. Αυτή η ψηφιακή χωρογραφία…

Είναι φανερό ότι η βιομηχανοποίηση του εργοταξίου είναι μια από τις πιο σημαντικές αλλαγές στον τομέα της αρχιτεκτονικής του 20ου  αιώνα. Όμως αν αναλογιστούμε την σημερινή κατάσταση των εργοταξίων γίνεται εύκολα αντιληπτό ότι η βιομηχανία της κατασκευής αντιστέκεται στην αξιοποίηση των σύγχρονων τεχνολογικών επιτευγμάτων. Ο συγκερασμός του σχεδιασμού και της κατασκευής δεν είναι κάτι καινούριο καθώς αποτελούσε βασική αρχή της Γοτθικής αρχιτεκτονικής. Με την ανάμιξη όμως της σύγχρονης τεχνολογίας η αρχιτεκτονική ανάγεται σε μια νοητική διαδικασία η οποία με την σειρά της παράγει προϊόντα μέσω ενός δυναμικού συστήματος αλληλεπιδράσεων. Σκοπός της διπλωματικής εργασίας ήταν η διερεύνηση και η ανάπτυξη ενός αυτοματοποιημένου συστήματος σχεδιασμού κατασκευής δομών υψηλών κτιρίων, που αποτελούν είτε μέρη είτε αυτοτελή κτίρια, με την χρήση σύγχρονων τεχνολογιών, όπως είναι τα μη επανδρωμένα σκάφη (κοινώς UAVs ή drones) και η τρισδιάστατη εκτύπωση.

Για την ανάπτυξη του συστήματος δημιουργείται μια διαδικασία βασιζόμενη σε ένα ρομποτικό σύστημα που αποτελείται από σμήνη drones με στόχο την δημιουργία στιβαρών δομών με την ελάχιστη ποσότητα υλικού.

Για την μορφολογία της δομής του υψηλού κτηρίου, στοχεύοντας και πάλι στην μέγιστη απόδοση με την μικρότερη ποσότητα υλικού, χρησιμοποιήθηκε ως μέθοδο το Topology optimization. Έναν μορφογενετικό αλγόριθμο, ο οποίος με βάση ένα δυναμικό σύστημα που περιλαμβάνει ορισμένα σημεία στήριξης, ορισμένα σημεία φορτίων καθώς και ένα στερεό ως όριο, εξάγει την ελάχιστη απαιτούμενη γεωμετρία  για την στήριξη του συστήματος. Φανερώνοντας και πάλι την ροή των δυνάμεων του συστήματος  αλλά αυτή την φορά σε τρισδιάστατο επίπεδο. Τέλος, για την απόδειξη της λειτουργίας του συστήματος, επιλέχθηκε μια μορφολογία υψηλής δομής και εφαρμόστηκε σε αυτήν η τεχνική που αναπτύχθηκε αρχικά.

Στοιχεία έργου
Τίτλος έργου  SWARSCRAPERS: Συνδέοντας τον σχεδιασμό και την κατασκευή υψηλών κτιρίων
Φοιτητής  Παύλος Συμιανάκης
Επιβλέπων καθηγητής  Σπυρίδων Παπαδημητρίου
Ακαδημαϊκό έτος  2019-2020
Σχολή  Τμήμα Αρχιτεκτόνων Μηχανικών, Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης
Εκτύπωση Μακέτας 1.500  GCODE Workspace


RELATED ARTICLES