پاورپوینت طبیعت، منبع الهام سازه های معماری


طبیعت،منبع، الهام سازه های معماری

مقدمه
رویکرد تقلیدانه معماری از طبیعت
سازه های کابلی
سازه های بادی
سازه های پوسته ایی
گنبد ژئودزیک
نتیجه گیری
فهرست

طبیعت ، طراحى زبردست و مهندسى چیر ه دست است که هم در انتخاب فرم وشکل های یک جسم (متناسب با نیاز آن) بهترینها را انتخاب میکند و هم درانتخاب اسکلت و مکانیسمى که به آن جسم ایستایى و دوام ببخشد، ساد ه ترین،متناسب ترین و موثرترین را به کار میگیرد. جالب است که در طبیعت، فرم یک جسم و اجزاى برپادارنده و شکل دهند ه آن به صورت متقابل، یکدیگر را تعریف میکنند.

بر این اساس در اواخر قرن بیستم نیز، توسعه و پیشرفتهای تکنولوژی و پژوهشهایانجام شده توسط برخى از معماران و مهندسان، این امکان را برای ساختن سازه های سبک فراهمکرد و در واقع یکی از دستاوردهای بزرگ در زمینه معماری و مهندسی، توسعه سازه هایی باوزن کم بود که این کار تنها با الهام از ساختارها و تئور ی های طبیعی ممکن میشد.

1- رویکرد فرمى : در این رویکرد طبیعت به صورت سمبل وارد عرصه معمارى می شود.

2- رویکرد ساز ه گرا : در این نگاه به اجسام طبیعى از منظر ساختارى جهت تحمل نیروها نگریسته می شود.

3- رویکرد تکامل گرا : در این بخش الگوهایى از رشد موجودات یا ارگا نهاى طبیعى وارد عرصه معمارى می شود.
معمارى میتواند در تقلید از طبیعت 3 رویکرد را دنبال نماید :

در این نوشتار سعى شده است تا دیدگا ه هایى در خصوص رویکرد دوم یعنى رویکرد ساز ه گرا ارائه شود.

نمودهاى شاخص این رویکرد سازه هاى کابلى، سازه های بادی، سازه هاى پوسته اى و گنبد ژئودزیک هستند.

بهترین مهندس در دنیاى حیوانات عنکبوت است؛ تار عنکبوت مانند آب، لطیف و همچون درخت انعطا ف پذیر و سازه اى شگفت انگیز است که تمامى مهارتها در آن به کار رفته است

« هورست برگر » تار عنکبوت یکى از معجزات ساختمانى طبیعت است،

آ نها از سیمهاى فولادى با همان قطر، قویترند و داراى خاصیت کشسانى هستند که به آنها اجازه میدهد 25,1 برابر سیمهاى فولادى کش بیایند.
این ساختارهاى سبک، ظریف و مقاوم توجه مهندسان را به خود جلب کرده است.
ساز ههاى کابلى
استادیوم المپیک مونیخ ملهم از تار عنکبوت

مهندسین آنها را براى خلق مفهوم کابلهاى کشسان به کار میگیرند، تارهاى عنکبوت به عنوان نمونه اولیه ساز هاى ساختمانى پلهاى معلق به کار رفتند و با تنوعى که دارند یک پدیده هنر مهندسى به شمار میروند. در کنار عنکبوت همان مدل ساختمانى را میتوان در مد لهاى طبیعى دیگرنظیر پاهاى پر ه دار مرغان آبى، باله هاى ماهى و بالهاى خفاش نیز به خوبى مشاهده کرد
مدل ماشین پرواز داوینچی با الهام از بال خفاش

در ساختما ن سازى با کابل هاى کشسان، عنصر باربر اصلى شبکه فولادى است که بر روى آن
غشاهایى از مصالح مختلف میتواند قرار گیرد. چنین ساختارهایى براى پوشاندن فضاهایى که نقاط تکیه گاهى آنها فاصله زیادى باهم دارند، از کارایى بالایى برخوردار است.
از نمونه هاى معمارى این گونه ساختارى مى توان به سقف نمایشگاه مونترال، سقف استادیوم مونیخ، استادیوم المپیک مسکو، میدان گاو بازى در کارولیناى شمالى و زمین هاکی روی یخ دانشگاه ییل اشاره کرد.
استادیوم المپیک مسکو متکی بر کاب لهاى کشسان
ملهم از تار عنکبوت

در طبیعت، بیشترین فرمها از فرمهای کوچک کروی پوسته ای به وجود می ایند (ساز ه های پنوماتیک). فررمهای کروی پوسته ا ی رفتاری مشابه رفتار حباب صابون را دارند که دارای انعطا ف پذیری مناسب و مقاومت کافی در لایه بیرونی برای محافظت از محتویات درون
خود هستند.
ساز ههای بادی

حبا بها با توجه به شکل فرمی خود به حداقل سطوح نیز دست می یابند چراکه به تبع آن حداقل مواد به کار رفته در آن نیز رعایت میشود. سبکی و ساختار منعطف آن منجر به ساختار شکل پذیر حبا بها می شود. هر سلول حیوانی یا گیاهی یک ساختارپنوماتیکی دارد که از غشا و همچنین محتویات داخل آن یعنی پروتوپلاسم (ماده اصلی جسم سلولی) تشکیل شده است. یکی ازاصل یترین عناصر تشکیل دهنده درون سلولی، سطح کشسان آن است که مقاومت آن باعث فرم دادن به شکل عمومی آنها می شود.
نمایشگاه دهه هفتاد ازوکای ژاپن و طراحی پاویون فوجی، پاویون یونایتداستیتز، پروژه Edenنمونه هاى معمارى این نوع سازه هستند.

نمونه معمارى :
United States پاویون
در انگلستان از حباب
پروژه Eden

پوست تخم مرغ پرندگان نمونه زیبایى از قانون استفاده از مصالح با حداکثر کارایى است. عملکرد اصلى پوست تخم مرغ پرندگان،حفاظت از جوجه درون آن است که با استفاده از حداقل مصالح به خوبى پاسخ داده شده است. با استفاده از مصالح بیشتر، هم به مادر صدمه وارد م ىشود و هم وزن پوسته زیاد شده و مانع شکستن آن توسط جوجه میشود.
سازه ی پوسته ای مرکز کنفرانس CNIT در پاریس
پوسته تخم پرندگان با مقاومت و سختی مناسب
سازه هاى پوسته اى

پوست تخم پرندگان را میتوان به عنوان فرم قوسى سه بعدى در نظر گرفت که در آن نیروها به شکل فشارى منتقل میشوند
فرم قوسى شکل سه بعدى، عامل اساسى طراحى ساختما نها با استفاده از گنبد و فرم هاى پوسته اى بوده است. همچنین پوسته دانه های آجیل مانند گردو، بادام، نارگیل، پوسته خارجی حشرات، پوسته بیرونی انواع بذر و دانه ها نمونه های مشابهی از این گونه اند.
این ساختارهای طبیعی به واقع دارای سختی و مقاومت زیاد نسبت به نمونه های سازهای تخت مشابه آن هستند.

در پوست ههای قوسی شکل؛ تمامی تنشها در تمامی پوسته توزیع و در نهایت به تکیه گاه ها منتقل میشود.
اصول سازه های موجود در پوسته هایی چون صد فها و پوست تخم مرغ کاملاً میتواند در معماری نیزصادق باشد. چرا که ساختار بهینه این پوسته ها چه از نظر به کارگیری حداقل عناصر مادی با بیشترین توانایی باربری و انتقال نیروها، همچنین کمترین ضخامت ممکن، خصوصیات بارزی است که بهر ه گیری از آن در معماری باعث بهینه سازی سازه ای خواهد شد.

در اینجا گفتنی است که صد فهای د وتکه ای با وجود ضخامت کم پوسته ها، حداکثر مقاومت را دارا هستند، بدون اینکه مواد زیادیدر ساخت آن به کار رود. یعنى ساز ه ها می توانند براى افزایش در سختى و صلبیت سطح با تغییر در فرم های منحنی مقاوم شوند.
از انواع مختلف پوسته، می توان به نمونه هایى از قبیل پوسته با قوس استوانه ای، پوسته گنبدی شکل، اشاره کرد.
از نمو ه هاى معمارى ساز هها ى پوست هاى می توان کلوب شبانه جاکاراندا، رستوران مانانتیالز و تالار کنفرانس MITرا نام برد.

نمونه الها م گرفته MIT تالار کنفرانس در دانشگاه
از پوست تخم مرغ

بعضى از نمونه هاى سازه هاى طبیعى تاثیر مستقیم بر انسا نهاى اولیه نداشته اند، مانند آرایش مولکولى در ترکیبات شیمیایى که جستجوى طبیعت براى دستیابى به سادگى، مقاومت و زیبایى را در سطح میکروسکوپى نشان می دهد
،« پریمولوى » شیمیدان ، معروف ایتالیایى که بعدا نویسند ه اى موفق نیز شد، یک ایده ساده ولى الها م بخش از زیبایى شناسى حاصل از صحت و درستى در فرم سازه اى مولکول کربن را این گونه توضیح داده است : در حقیقت آنچه در شیمى اتفاق می افتد مشابه چیزى است که در معمارى ساختما نهاى بزرگ که زیبا، ساده و متقارن، محکم و نیرومند هستند. به طور خلاصه همان چیزى که در مولکو لها اتفاق می افتد همان چیزى است که در گنبد کلیساى جامع و یا قوس یک پل مبینیم
سازه های ژئودزیک

. زیبایى واقعى را که درون هر دوره به طور خاص میتوان جستجو نمود، شاید بتوان در شکل سنگها، فرم بدنه کشتى و یا بال هواپیما یافت.
کاراترین ساختارهای شبکه ای با یک فرم کروی و ترکیبات شش ضلعی یا سه ضلعی ژئودزیک خوانده میشود
یک سازه ژئودزیک متشکل از یک سری قطعات چهار وجهی است که شکلی کروی دارند و هرگز تغییر شکل نمی یابند.
این ساختار ترکیبی بسیار سخت، سبک، منظم و ساده است
که دارای عناصر قابل پیش ساخته شدن است. به عبارت دیگر این قابلیت را دارد که در مدت کم و با صرف هزینه پایین ساخته شود.

نتیجه گیرى
طبیعت همواره به عنوان منبعى براى تقلید بشر در معمارى مورد توجه بوده است. این توجه تنها به فرمهاى موجود محدودنبوده بلکه فرم در کنار ساختار و سازه بنا، توانسته است توجه معماران به خود را معطوف نماید.
فر مهاى طبیعى همواره به حالتى شکل گرفته اند که بتوانند پایدارى لازم را براى کالبد خود را تامین نمایند، لذا میتوان از فر مها و عناصر طبیعى به بتوان عنوان پایدارترین و نیز مقرون به صرفه ترین سازه ها نام برد که با الهام از آنها، فر مهاى بهینه اى براى معمارى به دست آورد.

درخت

در رواقع می توان گفت اجسام طبیعی همواره در جهت هماهنگ سازی خود با نیروهای وارد از محیط بیرون گام برمی دارند.
زیربنای این هماهنگ سازی را سازه جسم طبیعی تشکیل میدهد
به عبارت دیگر، میتوان گفت در طبیعت، عملکرد و فرم در دل خود، سازه را نیز به همراه
دارد و در معماری بر اساس عملکرد است که فرم و سازه شکل میگیرد.
نیلوفر

پرواز پرنده

مکعب آب

نیزار

پیکر چرخان

شهر شقایق های شناور

پایان