پارامترهای بهینگی فرم و ساختار پوسته‌های سین‌کلاستیک متقارن دورانی (RSS) در طبیعت و معماری؛ بررسی موردی: پوسته تخم پرندگان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دکتری معماری، گروه معماری، واحد بروجرد، دانشگاه آزاد اسلامی ، بروجرد، ایران

2 استادیار گروه معماری، دانشکده معماری و شهرسازی، دانشگاه هنر، تهران، ایران

3 استادیار گروه معماری، دانشکده معماری، پردیس هنرهای زیبا، دانشگاه تهران، تهران، ایران- استادیار مدعو گروه معماری، واحد بروجرد، دانشگاه آزاد اسلامی، بروجرد، ایران

4 استادیار گروه معماری، دانشکده هنر و معماری، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران- استادیار مدعو گروه معماری، واحد بروجرد، دانشگاه آزاد اسلامی، بروجرد، ایران

چکیده

فرم‌ها و ساختارهای طبیعی همواره یکی از مهم‌ترین منابع الهام انسان به‌منظور خلق فضا بوده است. پژوهش حاضر بر روی یکی از منابع الهام مهم از طبیعت که پوسته‌های سین‌کلاستیک متقارن دورانی (RSS) است، متمرکز شده و به بهینگی فرمی و ساختاری این پوسته‌ها و الگوپذیری در معماری پرداخته است. روش تحقیق این پژوهش توصیفی-تحلیلی و شبیه‌سازی است و از منابع اولیه این حوزه و نمونه موردی تخم پرندگان استفاده نموده تا از طریق بررسی پارامترهای فرم و ساختار نمونه تخم‌مرغی از پوسته‌های طبیعی RSS ، به چگونگی استفاده از ظرفیت‌های شاخص آنها در معماری بپردازد. در این راستا، مقاله ابتدا به گونه‌شناسی پوسته‌های RSS و بررسی اصول فرمی آنها در طبیعت می‌پردازد. سپس، گونه‌شناسی این پوسته‌ها که در قالب پوشش‌های فضا در معماری گذشته و معاصر بوده، مورد بررسی قرار گرفته است. از اهداف دیگر این پژوهش، بررسی پارامترهای بهینگی فرمی و ساختاری در طبیعت و معماری بوده است. نتایج نشان می‌دهد، پارامترهای بهینگی فرمی و ساختاری پوسته‌های RSS در طبیعت می‌توانند الگوهای مهمی برای معماران باشد، نظیر کاهش مصرف مصالح، افزایش دهانه‌ها، کاهش مقاومت هوا در طراحی پوسته و اجرای پوسته‌های RSS  متمرکز بر زمینه و بستر.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


پارسا، سروناز، و فخار تهرانی، فرهاد (1392). نگاهی بر هندسه نظری گنبد و طاق در معماری ایرانی. نخستین همایش فناوری و سازه‌های سنتی با محور گنبدها، تهران.
پیرنیا، محمدکریم (1352). ارمغان‌های ایران به جهان معماری گنبد. مجله هنر و مردم، 136-137، ۲-۷.
تقی‌زاده، کتایون (1385). آموزه‌هایی از سازه‌های طبیعی، درس‌هایی برای معماران. نشریه هنرهای زیبا، 28، ۷۵-۸۴.
تقی‌زاده،کتایون، متینی، محمدرضا، و کاکوئی، الناز (1398). ساختارهای انعطاف‌پذیر؛ راهکاری در جهت کاهش معضلات عملکردی پوسته‌های متحرک. نشریه هنرهای زیبا- معماری و شهرسازی، 24  (2)، 48-39.
خبازی، زوبین (1391). پارادایم معماری الگوریتمیک، (چاپ اول). مشهد: کتابکده کسری.
سالوادوری، ماریو (1374). سازه در معماری (مترجم: محمود گلابچی) (چاپ اول). تهران: مؤسسه انتشارات دانشگاه تهران.
شاهرودی، عباسعلی،گلابچی، محمود، و اربابیان، همایون (1386). بهره‌گیری از طبیعت برای آموزش مؤثر درس ایستایی در رشته معماری در ایران، نشریه هنرهای زیبا، 31 (5)، ۴۷-۵۶.
فرشاد، مهدی (1353). فرم‌های ساختمانی. (چاپ دوم). شیراز: انتشارات دانشگاه پهلوی.
گلابچی، محمود و امیری، مجتبی (1395). عناصر سازه‌ای برای معماران. تهران: مؤسسه انتشارات دانشگاه تهران.
مدی، حسین و ایمانی، مرضیه (1397). فناوری بایومیمیک و الهام از طبیعت. نقش‌جهان - مطالعات نظری و فناوری‌های نوین معماری و شهرسازی، 8 (۱)، 55-47.
معماریان، غلامحسین (1391). معماری ایرانی نیارش (تدوین: هادی صفایی‌پور) جلد اول و دوم. تهران: نغمه نواندیش.
Baxter, A. (2011). Natural Landscape Areas of London and their Natural Signatures. London’s Natural Signatures: The London Landscape Framework.
Chilton, J. (1999). Space Grid Structures. New York: Routledge.
Crespy, S. & You, J. (2017). Cracking the Mystery of Egg Shape. https://vis.sciencemag.org/eggs.
Creswell, K.A.C. (1914). The History and Evolution of the Dome in Persia. Journal  of the Royal Asiatic society of the Great Britain and Ireland, 46, 681- 701.
Feizabadi, M., Bemanian, M., Golabchi, M., and Mirhosseini, S. M. (2013).  Methods of Utilizing Natural Organisms in Technological Architecture. Middle-East Journal of Scientific Research, 13 (3), 379-389.
Farshad, M. (1992). Design and Analisis of Shell Structures (Solid Mechanics and Its Applications (16)). Netherlands: Springer.
Ghyka, M. C. (1979). Esthétique des proportions dans la nature et dans les arts. Editorial Poseidon.
Hartmann, E. (2003). Geometry and Algorithms for Computer Aided Design. Darmstadt: University of Technology Department of Mathematics.
Hass, J.R., Heil, C.D. & Weir, M.D. (2017). Thomas’ Calculus,14th Edition, London: Pearson.
Lampugnani, V. M. (1997). 20th Century Architecture. New York: Thames and Hudson.
Lan, Tien.T. (2005). Space Frame Structures, Structural Engineering Handbook, Ed. Chen Wai-Fah. Boca Raton: CRC Press LLC.
Mansoori, M., Kalantar, N., Creasy, T., and Rybkowski, Z. (2019). 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, vol 24. Springer, Cham.
Melaragno, M. (1991). An Introduction to Shell Structures: The Art and Science of Vaulting. New York: Van Nostrand Reinhold.
Minke, G. (2006). Building with Earth, Design and Technology of a Sustainable Architecture. Germany: Birkhäuser- Publisher for Architecture.
Moore, F. (1998). Understanding Structures. United States: McGraw-Hill Education - Europe.
Mytiai, I. S., & Matsyura, A.V. (2019). Mathematical interpretation of artificial ovoids and avian egg shapes (part I). Regulatory Mechanisms in Biosystems.
Nishiyama, Y. (2012). The Mathematics of Egg Shape. BULGARIA, International Journal of Pure and Applied Mathematics, 78 (5), 679-689.
Pottmann, H., Asperl, A., Hofer, M., and Kilian, A. (2007). Architectural Geometry. USA, Pensilvania, Extone: Bentley Institute Press.
Sourin, A.,  and Sourina, O. (2010). Towards Immersive Visualization of Mathematics. scientific visualization. http://sv-journal.org/2010-2/01/.
Stoddard, M. C., Yong, E. H., Akkaynak, D., Sheard, C., Tobias, J., and Mahadevan, L. (2017). Avian egg shape: Form, function and evolution. Science, 6344, 1249-1254.
URL1 : https://www.geogebra.org/m/wTh7KKd3   Date:31 Oct 2016
URL2 : https://mvz.berkeley.edu/mvzegg/  Date:3 May 202