ارتقاء قابلیت ساختاری پوسته های سین کلاستیک متقارن دورانی در معماری با الهام از ویژگی های هندسی پوسته تخم پرنده

نوع مقاله : پژوهشی اصیل

نویسندگان
احسان غلامزاده 1
محمدرضا متینی 2
سیدیحیی اسلامی 3
غلامرضا طلیسچی 4
1 دانشجوی دکتری معماری، گروه معماری، واحد بروجرد، دانشگاه آزاد اسلامی، بروجرد، ایران
2 استادیارگروه معماری، دانشکده معماری و شهرسازی، دانشگاه هنر، تهران، ایران.
3 استادیار دانشکده معماری، پردیس هنر های زیبا، دانشگاه تهران، تهران، ایران
4 استادیار گروه معماری، دانشکده هنر و معماری، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران
چکیده
اهداف: مطالعه بر روی پوسته های طبیعی، از دیرباز مورد توجه معماران قرار گرفته است. پژوهش حاضر بر روی پوسته های «سین کلاستیک متقارن دورانی»، با نام پوسته های آر.اس.اس متمرکز شده که به اختصار پوسته های «سین کلاستیک دورانی» نامیده شده است. این پژوهش به ارتقاء قابلیت های ساختاری این پوسته ها در معماری با استفاده از الگوی پوسته تخم پرنده در طبیعت پرداخته است.

روش ها: روش تحقیق این پژوهش توصیفی-تحلیلی و تطبیقی است و از منابع اولیه این حوزه و نرم افزار تحلیلی متلب استفاده نموده تا از طریق تحلیل سطوح تخم پرنده به عنوان یک پوسته سین کلاستیک دورانی طبیعی، به چگونگی افزایش ظرفیت های ساختاری این سطوح در معماری بپردازد.

یافته ها: ابتدا معرفی پوسته های سین کلاستیک دورانی و گونه شناسی فرمی آن ها با تمرکز بر پوسته تخم پرندگان صورت گرفته است. در ادامه به مساله بهینگی پوسته تخم پرندگان و الگو پذیری بهینه فرمی و ساختاری این پوسته ها در معماری پرداخته شده است. در نهایت با تفسیر و تحلیل داده ها، به تحلیل پارامترهای بهینگی سطوح پوسته های تخم مرغی پرداخته و از نتایج آن در سطوح سین کلاستیک دورانی معماری بهره گیری شده است.

نتیجه گیری: با بهره گیری از ابزارهای تحلیل دیجیتال در مدل سازی پارامتریک پوسته تخم پرندگان، می توان به پوسته های بهینه تر سین کلاستیک دورانی در معماری معاصر دست یافت. پوسته هایی با حداقل مصالح و قابلیت اجرای سریعتر و آسانتر نسبت به پوسته های دیگر برای پوشش فضایی مناسب دهانه های بزرگ.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

Falahat, M., Shahidi, S. Nature and Its Role in Architectural Design. Honar-Ha-Ye-Ziba: Memary Va Shahrsazi, 2010 Jul 14; 2(42): 37-46. https://dorl.net/dor/20.1001.1.22286020.1389.2.42.4.3 [Article]
طاهرطلوع‌دل محمدصادق. رمزگشایی از مدل پایداری لرزه ای بناهای تاریخی آجری ایران. نقش جهان - مطالعات نظری و فناوری های نوین معماری و شهرسازی. ۱۳۹۷; ۸ (۱) :۳۴-۲۵. [Article]
Feizabadi, M. Bemanian, M. Golabchi, M. Mirhosseini, S. M. Methods of Utilizing Natural Organisms in Technological Architecture. Middle-East Journal of Scientific Research, 2013 Mar; 13 (3): 379-389, https://doi.org/10.5829/idosi.mejsr.2013.13.3 [Article] [DOI]
نوری‌فرد آزاده، مهدی‌زاده‌سراج فاطمه. نقش معماران بر عملکرد لرزه‌ای ساختمان‌های میان‌مرتبه متعارف با بهره‌گیری از تجارب زلزله‌های گذشته. نقش جهان - مطالعات نظری و فناوری های نوین معماری و شهرسازی. ۱۳۹۷; ۸ (۱) :۴۵-۳۵. [Article]
Medi, H. Imani, M. Biomimic Technology and Nature Inspiration. Naqshejahan- Basic studies and New Technologies of Architecture and Planning. 2018 Jul 16;8(1):47-55 http://dorl.net/dor/20.1001.1.23224991.1397.8.1.7.9 [Article] [DOI]
مدی حسین، ایمانی مرضیه. فناوری بایومیمیک و الهام از طبیعت. نقش جهان - مطالعات نظری و فناوری های نوین معماری و شهرسازی. ۱۳۹۷; ۸ (۱) :۵۵-۴۷. [Article]
Matini, M. Kakoei, E. Compliant Mechanisms; an Approach Leading to Reduce Functional Deficiencies of Kinetic Skins. Honar-Ha-Ye-Ziba: Memary-Va-Shahrsazi, 2019 Jun 22; 24 (2): 39-48. https://dx.doi.org/10.22059/jfaup.2019.258891.672029 [Article] [DOI]
نوری فرد آزاده، مهدی زاده سراج فاطمه، وفامهر محسن. ارزیابی مفهومی عملکرد لرزه ای دیوارهای غیرسازه ای در ساختمان های میان مرتبه ی متعارف - بر اساس تجارب زلزله های گذشته. نقش جهان - مطالعات نظری و فناوری های نوین معماری و شهرسازی. ۱۳۹۵; ۶ (۳) :۵۰-۳۸. [Article]
Ghiabaklou, Z. Biomimetic Auditorium Design Inspired by Seashells. Honar-Ha-Ye-Ziba: Memary Va Shahrsazi, 2013 Mar 3; 18(3): 17-24. https://dx.doi.org/10.22059/jfaup.2013.51314 [Article] [DOI]
مردمی کریم، سهیلی فرد مهدی، آقاعزیزی مجید. همسازی سازه و معماری در راستای جانمایی بهین ه تکیه گاه ها به روش الگوریتم ژنتی ک (نمونه موردی: پوشان ههای با فرم آزاد، طراحی شده بر اساس هندسه گره ایرانی). نقش جهان - مطالعات نظری و فناوری های نوین معماری و شهرسازی. ۱۳۹۴; ۵ (۲) :۷۵-۶۵. [Article]
Moore, F. Understanding Structures. United States: McGraw-Hill Education - Europe.1998; 6-198 [Article]
مهدوی نژاد محمدجواد، مطور سها. کیفیت نورگیرها درگنبـدهای ایـرانی (با رویکرد به مسائل سازه‎ای گنبد). نقش جهان - مطالعات نظری و فناوری های نوین معماری و شهرسازی. ۱۳۹۱; ۲ (۲) :۴۲-۳۱. [Article]
Golabchi, Mahmoud and Amiri, Mojtaba, Structural Elements for Architects, Tehran: University of Tehran Press. 2016; 423-544.
تقی زاده کتایون، سنایی نفیسه. بررسی کاربردی سیستم‎های سـازه‎ای پنـاهگاه‎های متحـرک و موقت. نقش جهان - مطالعات نظری و فناوری های نوین معماری و شهرسازی. ۱۳۹۱; ۲ (۲) :۷۸-۶۷. [Article]
Melaragno, M. An Introduction to Shell Structures: The Art and Science of Vaulting. New York, Van Nostrand Reinhold. 1991 Nov 30; 120-121. https://doi.org/10.1007/978-1-4757-0223-1 [Article] [DOI]
عباسی محمدرضا، طاهباز منصوره، وفائی راحیل. معرفی سیستم نوین لایه های ساختمانی تغییرپذیر (فناوری نو در طراحی معماری اقلیمی). نقش جهان - مطالعات نظری و فناوری های نوین معماری و شهرسازی. ۱۳۹۴؛۵(۲):۵۴-۴۳. [Article]
Mansoori M., Kalantar N., Creasy T., Rybkowski Z. Adaptive Wooden Architecture. Designing a Wood Composite with Shape-Memory Behavior. In: Bianconi F., Filippucci M. (eds) Digital Wood Design. Lecture Notes in Civil Engineering, Springer, Cham. 2019 Mar; [24] :703-717. https://doi.org/10.1007/978-3-030-03676-8 [Article] [DOI]
Farshad, M. Design and Analisis of Shell Structures (Solid Mechanics and Its Applications(16)), Springer Netherlands.1992; [16]: 2-28. https://doi.org/10.1007/978-94-017-1227-9 [Article] [DOI]
Nishiyama,Y. The Mathematics of Egg Shape. International Journal of Pure and Applied Mathematics. 2012 May;78(5):679-89. Available from https://ijpam.eu/contents/2012-78-5/8/8.pdf [Article] [DOI]
mnch.uoregon.edu [Internet]. Oregon: The Museum of Natural and Cultural History; 2010 [Cited 2021 April 25]. Available from https://mnch.uoregon.edu/collections-galleries/birds-eggs [Article] [DOI]
Minke, G. Building with Earth, Design and Technology of a Sustainable Architecture. Birkhäuser- Publisher for Architecture. Germany. 2006; 11-198. [Article]
Creswell, K.A.C. The History and Evolution of the Dome in Persia. Journal of the Royal Asiatic society of the Great Britain and Ireland. 1914; 681- 701. [Article]
Pirnia, M. Iran's Gifts to the World of Dome Architecture. Hanar Va Mardom.1973; [136-137]: 2-7. [Persian] [Article]
Parsa, S. and Fakhartehrani, F. The Study of Theoretical Geometry of Domes and Arches in Iranian Architecture, First Conference on Technology and Traditional Structures Based on Domes, Tehran. 2013;1:1-11 [Persian] Available from https://civilica.com/doc/205014/ [Article]
Grishman, R. Persian Art: Parthian and Sassanian Dynasties. Translated by B. Farahvashi. Elmi Va Farhangi Publication. Tehran. 1991;137 [Persian] [Article]
Chilton, J. Space Grid Structures. Routledge. New York. 1999; 1. [Article]
Lan, Tien. T. Space Frame Structures, Structural Engineering Handbook, Ed. Chen Wai-Fah, CRC Press LLC. Boca Raton. Florida. 2005 Sep; 956-1013. [Article]
Ghyka, M. C. Esthétique des proportions dans la nature et dans les arts. Editorial Poseidon. 1979; 6-320. [Article]
Mytiai IS, Matsyura AV. Mathematical interpretation of artificial ovoids and avian egg shapes (part I). Regulatory Mechanisms in Biosystems. 2019 Feb; 10(1):92-102. https://doi.org/10.15421/021915 [Article] [DOI]
mvz.berkeley.edu [Internet]. Berkeley: Museum of Vertebrate Zoology; 2020 [Cited 2021 May 3]. Available from https://mvz.berkeley.edu/mvzegg/ [Article] [DOI]
Stoddard, M. C., E. H. Yong, D. Akkaynak, C. Sheard, J. Tobias and L. Mahadevan. 2017. Avian egg shape: Form, function and evolution. Science. Washington DC. 2017 Jun 23; [356] 1249-1254. http://dx.doi.org/10.1126/science.aaj1945 [Article] [DOI]
vis.sciencemag.org [Internet]. Washington DC.: Sciencemag. 2017 [Cited 2021 May 25]. Available from https://vis.sciencemag.org/eggs [Article] [DOI]
Sheard, C., Neate-Clegg, M.H.C., Alioravainen, N. et al. Ecological drivers of global gradients in avian dispersal inferred from wing morphology. Nature Communications. 2020 May 18;11,2463. https://doi.org/10.1038/s41467-020-16313-6 [Article] [DOI]
Fu, F. Advanced modelling techniques in structural design: John Wiley & Sons. 2015; 11-153 [Article]
Hass, J.R. & Heil, C.D. & Weir,M.D. Thomas’ Calculus.14th Edition, Pearson. 2017; 737 [Article]
nationalgeographic.com [Internet]. Washington DC.: National Geographic. 2017 [Cited 2021 July 27]. Available from https://www.nationalgeographic.com/animals/article/bird-eggs-shapes-flight-evolution [Article]
Berlin: archisearch. 2021 [Cited 2021 Aug 26]. Available from https://www.archisearch.gr/architecture/egg-shaped-architecture [Article]
galinsky.com [Internet]. Florida: galinsky. 2003 [Cited 2021 Aug 26]. Available from: http://www.galinsky.com/buildings/reichstag/index.htm [Article] [DOI]
atlasofplaces.com [Internet]. Geneva: Atlas of Places. 2018 [Cited 2021 Aug 29]. Available from https://www.atlasofplaces.com/architecture/lingotto-factory/ [Article]
Taghizade K, Sanaee N. An Investigation on Structural Systems of Mobile and Temporary Shelters. Naqshejahan. 2012; 2 (2) :67-78.
URL: http://bsnt.modares.ac.ir/article-2-1305-en.html [Article]
Mahdavinejad M, Matoor S. The Quality of Light-Openings in Iranian Domes (With the Structural Approach). Naqshejahan. 2012; 2(2):31-42. URL: http://bsnt.modares.ac.ir/article-2-3310-en.html [Article]
Mardomi K, Soheilifard M, Aghaazizi M. Integration of Architecture & Structure in Optimizing Supports’ Location Using Genetic Algorithm Method (Case study: Cladding based on Iranian girih). Naqshejahan. 2015; 5 (2) :65-75. URL: http://bsnt.modares.ac.ir/article-2-7894-en.html [Article]
Noorifard A, Mehdizadeh saradj F, Vafamehr M. Conceptual assessment of seismic performance of nonstructural walls in conventional medium rise buildings according to the experiences of past earthquakes. Naqshejahan. 2016;6(3):38-50. URL: http://bsnt.modares.ac.ir/article-2-2619-en.html [Article]
Ahmadnejad Karimi M, Asefi M, haghparast F. Propose of movement pattern for curved retractable roofs with using of movable bars. Naqshejahan. 2016;6(3):27-37. URL: http://bsnt.modares.ac.ir/article-2-6191-en.html [Article]
Noorifard A, Mehdizadeh Saraj F. Role of Architects in the Seismic Performance of Conventional Medium-rise Buildings by Using the Experiences of Past Earthquakes. Naqshejahan. 2018;8(1):35-45. URL: http://bsnt.modares.ac.ir/article-2-26884-en.html [Article]
TaherTolou Del M. Decoding Seismic Stability Model of Historic Brick Buildings of Iran. Naqshejahan. 2018;8(1):25-34. URL: http://bsnt.modares.ac.ir/article-2-15614-en.html [Article]