مقاله ارتقاء فراگیری مفاهیم سازه با توجه به مانایی سازه های طبیعی

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

  مقاله ارتقاء فراگیری مفاهیم سازه با توجه به مانایی سازه های طبیعی دارای ۱۴ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله ارتقاء فراگیری مفاهیم سازه با توجه به مانایی سازه های طبیعی  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی مقاله ارتقاء فراگیری مفاهیم سازه با توجه به مانایی سازه های طبیعی،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

بخشی از متن مقاله ارتقاء فراگیری مفاهیم سازه با توجه به مانایی سازه های طبیعی :

چکیده

از ابتدای تمدن بشری ، دنیای پر جاذبه طبیعی منبعی بسیار غنی برای نو آوری والهام بخشی بزرگترین هنرمندان و معماران بوده است. دنیای طبیعی پیرامون ما در حال حاضر به سطح بالایی از توسعه در طول میلیونها سال تکامل تدریجی خود رسیده است و دنیای امروز از دوران تغییرات طولانی عبور کرده تا به سطحی از زیبایی که ما امروز آن را می بینیم و درک می کنیم، دست یابد.طبیعت در همه جا تاثیر گذار است و معماری نیز از آن مستثنی نیست . با توجه به لزوم ارتقای دانش فنی سازه ای در فرآیند طراحی می توان برای تفهیم دانش فنی از این تکامل تدریجی استفاده نمود هدف ازاین پژوهش بررسی وضعیت و جایگاه فعلی دانش فنی سازه ای معماران وهمچنین ارائه راه کارهایی برای ارتقا آن با توجه به مانایی سازه های طبیعی است و در آخر به بررسی نمونه های موفق ازساختمان های دوران معاصر که از طبیعت الهام گرفته اند می پردازیم که با پیروی ازطبیعت توانسته اند به سازه هایی زیبا،پایدار و مانا برسند.

واژگان کلیدی:مفاهیم سازه ای،مهندسی معماری، مانایی، سازه های طبیعی

۱

مقدمه

امروزه بسیاری از معماران و دانشجویان معماری در مورد اهمیت معلومات سازه ای در دانش معماری متقاعد شده اند ، اما اکتساب چنین علمی را از آنچه تصور می کنند ، مشکلتر می یابند..پیشرفت سریع تکنیک های ساختمان سازی که در اثر استفاده از مواد جدید (مانند بتن مسلح ، بتن پیش تنیده یا پلاستیک ها ) به وجود آمده است و یا مشکلات محاسبات پیچیده ریاضی که جزء لاینفک محاسبه و طراحی فرم های ساختمانی جدید (مانندسقف های بزرگ با شکل های گوناگون) می باشد ، باعث می شود که برای هر معمار بدون زمینه ی تکنیکی و سازه ای ، فهم امکانات و خصوصیات روش های جدید ساختمان سازی غیر ممکن باشد. لذا بایستی شرایطی فراهم گردد تا دانشجویان معماری در دانشکده ها بدون آموزش دقیق ریاضیات ،فیزیک واقتصاد موفق به درک کاملی از جنبه سازه ای معماری شوند و جهت طراحی بناهای همگام با تکنولوژی روز، ضروریات عملکرد سازه ای بدون آموزش ریاضی و فیزیک از جانب معماران درک شود. بنابر این بایستی تمایزی روشن بین مفهوم اصول سازه ای و دانش دقیق تجزیه و تحلیل سازه ها بر قرار نمود.

در این مقاله پس از بررسی دانش فنی سازه ای معماران به ارائه مثالهایی از سازه های طبیعی می پردازیم که با توجه به مانایی آنها می توان دانش فنی معماران را ارتقاء داد. منظور از مانایی سازه وجود سازه واستمرار وجود در طول زمان است.

اهمیت آموزش دروس سازه به معماران

سازه وسیله ای کارآمد و موثر در خدمت هنر معماری است و معمار باید بتواند در خلق آثار خود از قابلیت های آن به نحو هنرمندانه ای بهره برداری کند.برای رسیدن به این امرباید از آشنایی های سطحی و کسب مهارت های اولیه فراتر رفت و به درک بالاتری از مفاهیم سازه ای دست یافت.خلاقیت و نوآوری از مسائل بسیار مهمی است که با وجود تدریس دروس آن در کشور های پیشرفته، نبود آن در در نظام آموزشی ایران بسیار بارز و مورد توجه است( .(Taylor,1982,24

البته منظور این است که اطلاعات معماران صرفا در حد آشنایی با جنبه های سازه ای پروژه های خود یا حد برقراری ارتباط منطقی با مهندسین سازه و حتی گاهی اوقات محاسبه بعضی از اجزای سازه ای ، محدود و مختصر نشود بلکه هدف متعالی تر کردن بهره برداری هوشمندانه و تمام عیار از توان سازه در تمام طول مراحل طراح است.برای دست یافتن به چنین قدرت و توانایی دانشجویان باید به درک عمیق تر و دقیق تر از رفتار سازه ای ساختمان ها دست یابند(مگردیپیان،۶۷،.(۱۳۷۶

روسی۱ در زمینه لزوم آموزش مهندسی در دانشکده های معماری می گوید:آرزویم خلق دانشکده ای است که نامش ترکیبی از معمار ، مهندس عمران و نقشه بردار باشد.چنین دانشکده ای دیگر دانشکده معماری نخواهد بود (مهدوی،۷۳،.(۱۳۷۶ نروی۲ درباره لزوم آشنایی معماران با دانش سازه ای چنین می گوید : حتی معماران محاسبات سازه ها را به یک متخصص واگذار می کنند باید خودشان توانایی ایجاد و دادن تناسبات صحیح به آن را داشته باشند، تنها در آن شرایط یک سازه می تواند سلامت حیات و احتمالا زیبایی را تواما در بر داشته باشد(سالوادوری،۴،.(۱۳۷۴سالوادوری معتقد است از آنجا که گفتگو بین معمار و مهندس محاسب ، ضروری است معمار باید علوم سازه ای لازم را فراگیرد. یادگیری این علوم به ویژه در دوران کنونی که تکنیک های سازه ای به سرعت در حال پیشرفت بوده و دارای رفتار پیچیده ای هستند،ضروری است.در غیر این صورت فهم امکانات و خصوصیات سازه ای جدید غیر ممکن خواهد بود و معمار فاقد

Aldo Rossi Pier Luigi Nervi

۱

۲

۲

دانش سازه ای از میدان معماری معاصر بیرون رانده خواهد شد(سالوادوری،۵،(۱۳۷۴ پیامد دو گانگی ای ایجاد شده میان معماران و مهندسان سازه در قرن بیستم، مدارس معماری در غرب تاسیس شدند که در آنها دروس سازه ای نیز تدریس می شد، به گونه ای که هماهنگی های لازم برای معماران مهندسان صورت پذیرد.یکی از این مدارس که جهت نزدیکی معماری به مهندسی ساختمان تاسیس شد،مدرسه باهاوس بود.گروپیوس۱ موسس مدرسه معتقد بود معمار بایستی صنعتگر هم باشد،کار با مصالح را فرا گیرد،خواص و قابلیت های آن را بشناسد و همراه با آن نظریه های فرو وطراحی را هم بیاموزد(گیدیون،۴۱۸،.(۱۳۵۰

گوتمان۲در مقاله طراحی دوباره مدارس معماری ، کمبود های آموزش معماری را مطرح می کند. از جمله این کمبود ها تاکید بیش از حد برنامه های درسی بر طراحی و تاریخچه نظری ایده های طراحی است، در حالی که معلوماتی که در مورد تکنولوژی ساختمان و اجرا داده می شود، بسیار کم است.به همین دلیل دست اندرکاران صنعت ساختمان اغلب از کمبود اطلاعات فنی معماران شکایت می کنند.بنابراین معمار باید از دانش سازه ای کافی برخوردار
باشد( (Gutmann,1956,21

وضعیت فعلی دانش فنی سازه ای معماران

امروزه در دانشکده های معماری، آموزش سازه به عنوان یکی از دروس مهم واساسی تحت عنوان درس “ایستایی” به دانشجویان معماری تدریس می شود.اما در اکثر دانشکده های معماری این درس به صورت استاد محور تدریس می گردد بطوری که استاد، درس را به صورت تئوری گفته و دانشجویان برداشت می کنند.حتی برای درس ایستایی در تعیین نوع واحد ، ۲ واحد نظری در نظر گرفته اند و واحد عملی برای آن در نظر گرفته نشده است .در حالیکه در دانشکده های معماری دیگر کشورها بلاخص کشور های پیشرفته این درس به صورت ۱ واحد نظری و۱ واحد عملی (کشور های فرانسه،انگلستان،اسپانیا،ایتالیا) و یا ۱ واحد نظری و۲ واحد عملی(دانشگاه بریتیش کلمبیا،ژاپن،آلمان،سوییس،دانشگاه کالیفرنیا درایالات متحده آمریکا) در نظر گرفته شده است.((Alcom,2003,42

راه کارهایی برای ارتقاء سطح دانش فنی سازه

نتیجه ی تحقیقات انجام شده بر روی مدل تدریس درس ایستایی در دیگر کشورها و پیاده سازی آن در دانشکده های داخل،بهره گیری از مدل های مفهومی برگرفته از طبیعت به عنوان روشی جایگزین با اثر بخشی بیشتر در آموزش مفاهیم سازه به مهندسان معمار پیشنهاد می گردد.۳که در این روش ارائه به صورت کامل وموفق انجام می شود.منظور از “ارائه کامل وموفق”،تمهید وسایل و ایجاد امکان درک تجربی و عملی مفاهیم دروس کاربردی در مکان و زمان و شرایط مناسب برای دانشجو است که در پایان درس اعتماد به نفس نسبی برای استفاده از آموخته ها و یا حداقل قدرت بحث و طرح سوالات بنیادین نسبت به آنها را داشته باشد.مثالهایی در مورد استفاده از فرم های طبیعی، در طراحی معماری ،که توسط آنها می توان به یادگیری دانشجویان در مفاهیم سازه کمک کرد.

۱ Walter Grupios 2 Robert Gutmann ھانیه اخوت-مجتبی انصاری-ارزیابی چگونگی ارتقاءسطح یادگیری دانشجویان مهندسی معماری در فراگیری مفاھیم سازه ۳

۳

درختان

امام جعفر صادق (ع) در کتاب توحید مفضل فرموده اند: »نمی بینی که ستون خیمه ها را چگونه به طناب ها از هر جانب می کشند تا راست بایستد و نیفتد وبه جایی میل نکند،همچنین درختان و سایر نباتات،ریشه ها در زمین کشیده است تا از افتادن و میل کردن جلوگیری کند.اگر چنین نمی بود، چگونه درختان طویل عظیم مانند نخل و صنوبر و چنار برپا می ایستادند و از بادهای تند نمی افتند. پس نظر کن بر روی حکمت حکیم که چگونه پیش از آنکه بشر درصناعت خود تدبیر کنند بر طبق آن تقدیر فرموده بلکه صنعت خیمه و مانند آن را از روی خلق درخت و امثال آن برداشته اند زیرا خلقت بر صنعت مقدم است.آنچه در مورد فرم، زیبایی و ساختار درختان وجود دارد،بسیار منطقی و طبیعیست. با نگاهی دقیق به ساختار یک درخت در می یابیم که تنه درخت در پایین پهن وهر چه به سمت شاخه ها می رود باریکتر می شود.

شکل -۱ سلسله مراتب در ساختار یک درخت

شکل-۲ پل طره ای Forth در اسکاتلند

۴

درختان نکات بسیاری را در مورد طراحی و ساخت سازه های مانا به ما می آموزند.در حقیقت درخت یک طره عمودی بزرگ است که در یک سمت توسط ریشه ها نگاه داشته شده است و شاخه ها خود نیز طره ای کوچکترند که به تنه درخت و شاخه های بزرگتر متصل شده اند.در یک طره مقدار تنش در تکیه گاه بیشتر است و به سمت انتهای طره کاهش می یابد. با چنین استدلالی، مصالح در طره ها باید در تکیه گاه متمرکز شوند و به سمت انتهای آن کاهش یابند این چیزی است که در شکل طبیعی درخت می توان مشاهده کرد. همان گونه که درخت با چنین ساختاری مانایی خود را تضمین می کند می توان گفت سازه ای با چنین ساختار می تواند مانا باشد.منطق موجود در ساختار درخت منبع اصلی نوآوری و ابداع در بسیاری از فرم های سازه ای بوده است.مانند سقف فرودگاه اشتوتگارت در آلمان و فرودگاه استنستد در انگلستان که شکل ستون ها درختی است.

شکل-۳ ستون های درختی در فرودگاه استنستد شهر لندن

شکل -۴ فرودگاه اشتوتگارت،طراحی شده توسط فن گرگان

۵

قوس های طبیعی

در بسیاری از نقاط در سراسر جهان، طبیعت به ما می آموزد که چگونه یک قوس می تواند بارهای وارده در طول یک دهانه را تحمل کند.پونت د آرک در فرانسه، پل رین باو در آریزونا و قوس لنداسکیپ در یوتا آمریکا از بزرگترین و مشهورترین نمونه ها هستند.

شکل-۵ ساختمان اپرای سیدنی، نمونه ای از فرم قوسی در معماری معاصر

شکل-۶قوس طبیعی لنداسکیپ در آریزونا

رمز بقای چنین سیستمی شکل آن است.صخره ها در برابر فشار مقاوم هستند ولی در برابر کشش ضعیف می باشند.به همین دلیل قوس بهترین فرم برای انتقال نیروهای وارده در طول یک دهانه است که تحت فشار خالص است.به همین دلیل است که در طبیعت صخره های صاف یا با قوس معکوس پیدا نمی کنیم، چون در این صورت چنین فرمی دارای تنش های کششی ناپایدار شده و سیستم دچار خرابی شده و فرو می ریزد.در واقع مانایی خود را از دست می دهد.

۶

صدف های دریایی

در بعضی موارد به دلیل فرم بدن موجود زنده نیاز به مقاومت خمشی می باشد و استفاده از فرم های قوسی میسر نیست.مسئله ای که در این رابطه پیش می آید،استفاده از مصالح حداقل با حداکثر کارایی است.کاغذ صافی برداشته وخم می کنیم،می توان دید که چنین صفحه کاغذی در برابر خمش هیچ گونه مقاومتی ندارد.اما اگر در همین صفحه تا خوردگی های متعددایجاد نماییم،متوجه می شویم که کاغذ در برابر نیروهای خمشی مقاومت قابل توجهی دارد.اگر در طبیعت دقت نمایید می بینید که صدف دریایی هم، چنین چین خوردگی هایی را دارد که با حداقل مصالح مقاومت خمشی مناسبی را تامین می کند.