فرمیابی از گذشته تا حال

مقدمه
در معماری و مهندسی سازه، فرمیابی (Form Finding)، فرآیند طراحی یک فرم سازهای بهینه توسط بکارگیری استراتژیهای مختلف و ابزارهای مبتنی بر تجربه مانند مدلهای فیزیکی و اعمال قوانین اثرگذار فیزیکی به منظور شبیهسازی یک رفتار خاص مکانیکی، تعریف میگردد. این فرآیند فرم یابی همواره از گذشته تا به حال، به روشهای مختلف مانند روش عکس زنجیر آویزان (reverse hanging chain) برای تعیین فرم بهینه از نظر مسائل سازهای توسط معماران معروفی چون Antoni Gaudi، Frei Otto و Heinz Isler مورد استفاده قرار میگرفت.
1. اما نقشهای اساسی و بنیادی در معماری و مهندسی سازهها چه مواردی هستند؟
نقشهای اساسی و بنیادی در معماری و مهندسی سازه 2 مورد میباشد:
- زوم تهیه اطلاعات مناسب در مورد تشکیل یک سازه، ابعاد و اندازهی یک سازه، نحوه استقرار سازه، مشخصات متریال به کار برده شده و … .
- بالا بردن سطح مناسبی از اعتماد به نفس یک مهندس و یک سازنده برای ساخت سازهی نهایی با توجه به انتظارات مورد نظر از رفتارهای سازهای.
1.1. محدود شدن 2 تعریف اساسی و بنیادی مطرح شده در مهندسی سازه به 2 سوال مهم
اگر سابقه و دیرینهی طراحی و مهندسی سازههای پوستهای (Shells) بررسی کنیم، 2 تعریف بالا محدود میشود به 2 سوال اساسی و مهم شامل:
- هندسهی سهبعدی یک شکل به چه صورت و بر اساس چه عوامل مهمی تعریف میشود؟ یا به عبارت سادهتر، یک فرم و شکل سهبعدی به چه صورت در ذهن طراح و سازندهاش تولید میشود؟
- کدام فرمها و شکلهای سهبعدی غالباٌ مناسب هستند تا اینکه طراح اطمینان حاصل کند که آیا سازه مطابق انتظار مورد نظرش رفتار میکند یا خیر.

2. پاسخ به سوالات مطرح شده در دورهی باستان
در دورهی باستان برای پاسخ به این سوالات مطرح شده از ریاضیات و ساخت مدلهای فیزیکی در مقیاس کوچک جهت پیشبینی رفتارهای سازهای استفاده میشد. در نتیجه طاقها و گنبدهای ساخته شده توسط رومیان یا استوانهای شکل بودند یا نیمکره.

1.2. پاسخ به سوالات مطرح شده در دورهی قرون وسطی
اما در دوران قرون وسطی، از شکلهای هندسی مانند دایرهها، چهارضلعیها (مربع و مستطیل) و مثلثها به منظور پاسخ به سوالات مطرح شده استفاده میشد چرا که مسائل سازهای در این شکلهای هندسی به دلیل هندسی بودنشان حل شده میباشد و همچنین اینکه باور عمومی در آن زمان به این صورت بود که، نتیجهی طراحی بر پایهی این اشکال هندسی، کارآمد و مناسب خواهد بود چرا که حتی خداوند نیز برای ساخت این جهان از این اشکال هندسی استفاده کرده است.

2.2. دلایل استفاده از اشکال هندسی در معماری
این دلایل شامل 3 مورد میباشد:
- ضرورت تعریف هندسهی یک شکل به منظور آنالیز و تجزیه و تحلیل رفتارهای سازهای: از آنجایی که تجزیه و تحلیل اشکال هندسی بسیار راحتتر میباشد، پس مهندسان و طراحان ترجیحاً از اشکال هندسی استفاده میکنند.
- نمایش و تنظیم این اشکال در سایتهای طراحی راحتتر میباشد: به دلیل راحت بودن تنظیم اشکال هندسی در سایت طراحی و همچنین محاسبات این اشکال در ابعاد و اندازهها، مهندسان و معماران معمولاً از اشکال هندسی استفاده میکنند.
- تحت فشار بودن مهندسان سازه به منظور تضمین ایمنی و بهینهسازی سازه: اغلب مهندسان سازه به خاطر تضمین ایمنی یک سازه و بهینهسازی سازه شامل کاهش وزن سازه، کاهش هزینهها، کوچک کردن ابعاد، ساده کردن مسیر ساخت و … تحت فشار هستند پس به همین دلایل از اشکال هندسی که همهی این مسائل در آنها به راحتی پاسخ داده شده است استفاده میکنند.

3. تعیین هندسه و فرم یک شکل در زمان حال
امروزه در هنگام طراحی فاکتورهای زیادی در تعیین هندسهی شکل تأثیرگذار هستند مانند شکل پلان، بارها، ارتفاع و …
تعیین هندسهی شکل در زمان حال به 2 صورت انجام میگردد:
- ممکن است مانند گذشته قسمتی از تعاریف ریاضی و اشکال هندسی باشد.
- ممکن است با استفاده از فرآیندهای فیزیکی و اعمال قوانین مهم فیزیکی بر روی فرم مورد نظر، فرمیابی شوند مانند سیستم آویزان و معلق کردن یک زنجیر، شبکهای از زنجیرها و یا پوسته (Hanging chains system) که اکنون این روشی که در گذشته به صورت فیزیکی و با استفاده از مدلهای تجربی توسط معماران بزرگی چونAntoni Gaudi Frei Ottoو Heinz Isler مورد استفاده قرار میگرفت توسط افزونهی Kangaroo در محیط ویژوال Grasshopper تحت عنوان سیستم گره و فنر (Particle-Spring System) و اثر دادن قوانین فیزیکی، برای رسیدن به یک فرم بهینه از نظر سازهای قابل اجرا میباشد.

دیدگاهتان را بنویسید
برای نوشتن دیدگاه باید وارد بشوید.