Application of parametric building information modelling techniques on the historic masonry structures

Abstract

Tarihi binaların geometrik ve geometrik olmayan verilerini belgelemek tarihi mirası korumak için bir zorunluluktur. Tarihi yapıdan elde edilen veriler, çeşitli yazılımlar ve dijital platformlar aracılığıyla 3 boyutlu olarak ifade edilir. Bu bağlamda, yapı bilgi modelleme platformları gelişmekte, daha erişilebilir ve kullanılabilir hale gelmektedir. Bu yenilikçi yapı sistemlerinin tarihi yapılara da fayda sağlayabileceği öngörülmekte ve bu konuda alanında uzmanlar tarafından belirli çalışmalar yürütülmektedir. Tarihi yapılarda Heritage BIM (HBIM) kavramı olarak ortaya çıkan bu sistem, tarihi yapıların korunması ya da yeniden işlevlendirilmesi için oldukça önemlidir. Fakat, tarihi yapıların sahip olduğu standart olmayan yapı elemanları ve karmaşık geometriler, yapı modellemesini zorlaştıran unsurlardır. Bu çalışma kapsamında, HBIM modelinin geliştirilmesini sağlayan, standart olmayan ve bozulmuş tarihi yapı elemanlarının modelleme yöntemleri araştırılmıştır. Bu çalışma, HBIM kapsamında tarihi yapının yapı elemanlarının, parametrik modelleme araçlarıyla akıllı nesnelere dönüştürülmesine yönelik bir yöntem araştırmasıdır. Bu araştırma için Revit programında yer alan mevcut yöntemlerin potansiyel olanaklarını incelenmiştir. Bu aşamada HBIM model oluşturabilmek için düzensiz taş dizilimli duvarlara sahip olan tarihi bir yapı örnek çalışma olarak incelenmiştir. Bu tez kapsamında, Roma dönemi yapısı olan ve Adana'da bulunan Anavarza/Anazarbus Zafer Takı'nın tarihi yığma taş duvarlarının HBIM modeli akıllı nesneler ile Revit programında oluşturulmuştur. Tarihi yapı, restitüsyon çizimleri üzerinden elde edilen geometrik ve geometrik olmayan bilgileri doğrultusunda modellenmiştir. Zafer takı yapı elemanları restitüsyon çiziminde yer aldığı geometrik şekliyle manuel bir şekilde oluşturulmuştur. Bu çalışmada bozulmuş yapı elemanlarından çok tarihi yapının düzgün geometriye sahip taş elemanlarına odaklanılmıştır. Bu sayede süre ve kaynak olarak kısıtlı olan bir süreçte restitüsyon çizimlerinden HBIM modeli oluşturmanın yöntemlerine odaklanılmıştır. HBIM modeli oluşturulan tarihi yapının geometrik ve geometrik olmayan verilerinin programa işlenmesi ile proje süreci boyunca programdan gerekli veriler elde edilmesi amaçlanmıştır. Bununla birlikte bütünüyle sanal ortamda yeniden inşa edilen Anavarza/Anazarbus Zafer Takı'nın modelinde geliştirilen yöntemin olumlu ve olumsuz yönleri tespit edilmiştir. Bu süreçte ana ve ara hedefler belirlenerek bir yol haritası oluşturulması hedeflenmiştir.

Documenting the geometric and non-geometric data of historic buildings is imperative to preserve the historical heritage. Acquired data is articulated in 3D by means of various software and digital platform. In this respect, building information modeling platforms are advancing, becoming more accessible and convenient. It is predicted that this system can also benefit historical buildings, and some studies are carried out by a specialist in this regard. This system, which emerged as the concept of HBIM, is useful for conserving or re-functioning historical structures. However, non-standard building elements and complex geometries of historical buildings are the elements that make building modeling difficult. In this study, modeling methods that enable developing the HBIM model of non-uniformly deteriorated historic building elements are investigated. This study aims to examine the potential possibilities of available methods provided in Revit to reconstruct the non-uniformly deteriorated masonry wall of the historical building with smart objects within the scope of HBIM. At this stage, a historical structure with non-uniformly wall is studied as a case study to create an HBIM model. Within the scope of this thesis, the HBIM model of the historical masonry stone walls of the Anavarza/Anazarbus Triumphal Arch, which is a Roman-era structure and located in Adana, is produced with smart objects in Revit Software. The restitution project of the historical building is used as an underlay within the scope of this project, but this drawing also includes damaged structural elements. This thesis focuses on modeling the non-uniform elements with regular geometries, rather than modeling the geometries of the deteriorated elements of the historical building. In other words, it focuses on digitizing historical building elements with proper geometries. Restitution project modeling is preferred within the scope of this thesis in a short time in order to use time and resources accurately. It is aimed to obtain the necessary data from the Revit software throughout the project duration by processing the geometric and non-geometric data of the historical structure, for which the HBIM model is created. In addition, the positive and negative aspects of the method developed in the model of the Anavarza/Anazarbus Triumphal Arch, which was rebuilt entirely in a virtual environment, are revealed. In this process, it is aimed to create a road map by determining main and intermediate goals.