مقاله سازه های طبیعی و هندسه فراکتال 96 اسلاید - مقاله پاورپوینت درس ایستایی 1 و 2 | گروه معماری پارساکد

« مقدمه»
هيچ گاه از هيچ چيز تقليد مکن ، مگرفرم هاي طبيعي
از ابتداي تمدن بشري ، دنياي پر جاذبه طبيعي منبعي بسيار غني براي نو آوري و الهام بخشي بزرگ ترين نقاشان ، مجسمه سازان ، موسيقي دانان ، فيلسوفان ، شاعران ، طراحان و مهندسان بوده است. صداي حرکت آب در رودخانه ، رنگ هاي خيره کننده رنگين کمان ، ريتم منظم برخورد امواج دريا با صخره هاي اطراف آن فريبندگي بوي خوش گل هاي سرخ ، ساختار هوشمند کندوي عسل ، غناي رنگ در فصل پاييز ، آسمان زيبا به هنگام طوفان و شکسته شدن نور خورشيد در يک روز برفي زمستاني تنها تعداد اندکي از عجايب طبيعي اند که باعث الهام بخشي و نو آوري در آثار دست ساخت انسان شده اند. تعجب برانگيز نخواهد بود اگر بگوييم که دنياي طبيعي پيرامون ما در حال حاضر به سطح بالايي از توسعه در طول ميليون ها سال تکامل تدريجي خود رسيده است و دنياي امروز از دوران تغييرات طولاني عبور کرده است تا به سطحي از زيبايي که ما امروزه آن را مي بينيم و درک مي کنيم ، دست يابد. در اين فرآيند ، فقط کارا ترين ، قوي ترين و قابل انعطاف ترين فرم هاي طبيعي در طول ميليون ها سال باقي مانده اند.

در تکوين دنياي امروزي ، ميراثي چند ميليون ساله از پيشرفت هايي که در طول ساليان دراز حاصل شده است ، وجود دارد. ارسطو ، فيلسوف دوران باستان ، از نخستين افرادي بود که در مورد طبيعت به عنوان منبع عظيم الهام بخشي نوشت. او بيان کرد که زيبايي عملکردي حتي در مخلوقات بسيار کوچک نيز وجود دارد. در اکثر موارد ما از طبيعت از طريق احساس زيبايي طبيعي با استنشاق بوي خوش ، رنگ ، شکل ، فرم و صدا الهام مي گيريم. غالب اوقات بدون جستجو براي معناي عميق تر و بدون سوال از فرم هاي طبيعي ، به طور حسي از ذات طبيعي خود پيروي مي نمائيم و اصوات ، رنگ ها و فرم هايي را که ما را احاطه کرده اند ، تقليد مي کنيم . بدون شک تعدادي از بهترين قطعات موسيقي کلاسيک و بهترين آثار نقاشي از اين طريق خلق شده اند.

برای دانلود و توضیحات بیشتر به ادامه مطلب مراجعه نمائید…

بخشی از مطالب:

فصل اول

بخش 1 :
سازه هاي طبيعي
اين امر تقريبا قطعي است که سازنده هاي ابتدايي که توسط انسان هاي ماقبل تاريخ مورد استفاده قرار مي گرفتند، فرم هاي طبيعي بودند. بيش از آن که انسان بتواند دنياي اطراف خود را مطابق با خواسته ها و نيازهاي خويش تغيير دهد ، براي رفع احتياجاتش از غار ها به عنوان سر پناهي براي محافظت در برابر عوامل طبيعي،از درختان براي محافظت در برابر حيوانات درنده و يا محلي براي مخفي شدن به هنگام شکار و همچنين از درختان سقوط کرده براي عبور از رودخانه ها و سيلاب ها استفاده مي کرد.شايد اجداد ما بدون درک واقعي فرم هاي طبيعي،از يکي از بهترين معلمان يعني طبيعت ، استفاده از فرم هاي سازه اي موجود در آن را مي آموختند. طبيعت براي اطمينان از اين که سازه ها به خوبي پاسخگوي اهداف عملکردي شان مي باشند يا خير ، روش مخصوص به خود را دارد، هر چيزي که به اندازه کافي قوي نيست محکوم به نابودي است. به عنوان مثال فرسايش در غارها به تدريج ابعاد دهانه غار ار افزايش داد که صخره روي آن مي بايست اين دهانه را بپوشاند ، نتيجه اينکه در اثر تنش زياد ، سقف غار فرو مي ريخت ، يا در مورد درختاني که ريشه هاي آنان به اندازه کافي در زمين فرو نرفته باشد، با وزش بادهايي قوي از بين مي روند. بيش از صدها هزار سال انسان اوليه به تدريج از يک مصرف کننده بدون تفکر آن چه طبيعت در اختيار وي قرار مي داد، به يک موجود فني و تکنيکي تبديل شد که مي توانست براي مشکلات و مسائل خود راه حلي را بيابد. در اين مرحله گذار و تحول انسان اوليه ، انسان از طبيعت تقليد مي کرد و پس از آن به قبول و پذيرش نمونه هايي از دنياي طبيعي پرداخت.

اين آموزه ها امروزه هم بيان مي شوند و مورد استفاده قرار مي گيرندو طيف وسيعي از دانش مربوط به کارايي سازه اي و تمرينات عملي به شکل فرم هاي زيبا و طبيعي را شامل مي گردند. سلول هر موجود زنده ساختاري دارد و بايد فرم سازه اي مشخصي داشته باشد. در استفاه از فرم هاي مناسب براي عملکردهاي مشخص ، طبيعت نيز مانند طراحان ساختمان با مجموعه اي از مسائل و مشکلات روبروست. يک فرم قوي تر و پايدار تر ممکن است مقاومت بيشتري را براي موجود زنده فراهم کند ولي در عين حال نياز به مواد خام بيشتري داشته باشد(که ادامه اين کار به دور باطل مي انجامد. جايي که وزن بيشتر نياز به سازه اي مقاوم تر براي آنکه آن را حفظ کند ، دارد و براي پاسخگويي به اين نياز ، به وزن بيشتر احتياج است ).
يک اشتباه جزيي در طرح هاي طبيعي ، نتيجه اي بي رحمانه در پي خواهد داشت. حيوان شکار چي که وزن زيادي دارد و نمي تواند به اندازه کافي سريع حرکت کند تا شکار خود را به چنگ آورد ، مدت زيادي زنده نخواهد ماند. همچنين شکاري که وزن مناسب نداشته باشد، نمي تواند از دست شکارچي در امان باشد. در طبيعت فرم هاي سازه اي کارا الويت بيشتري دارند، زيرا طبيعت مي تواند بارهاي وارده در يک ساختاررا به روش حسي انتقال دهد و ديگر اينکه طبيعت با کارايي مؤثر يک موجود زنده هيچگونه سازشي ندارد.اين امر يکي از کليدهاي موفقيتي است که طراحان ساختمان سعي در به دست آوردن آن دارند.آيا هدف از طراحي بهينه چيزي جز رسيدن به بهترين دستاورد با صرف کمترين سرمايه گذاري است؟
طبيعت ترکيب زيبايي و فرم سازه اي
هنگامي که به يک گل نگاه مي کنيم ، تحت تاثير بوي خوش و فرم زيباي آن قرار مي گيريم . ولي اگر با دقت بيشتري به آن نگاه کنيم و در مورد فرم آن تفکر نماييم ، شايد بيشتر تحت تاثير اين موضوع قرار گيريم که چگونه يک گل هنگام وزش نسيم نوسان مي کند، ولي نمي شکند و دوباره به حالت اول خود باز مي گردد. اين موضوع در گياهاني که داراي مفصل هستند، بيشتر به چشم مي خورد. به دليل وجود مفصل، اين گياهان هنگام وزش باد، انعطاف پذير مي باشند. موضوع جالب توجه اين است که با اينکه مصالح سخت کننده در مفاصل به ميزان حداقل مي باشند، در عين حال در کاراترين و مؤثرترين شکل خود بکار برده شده اند. دليل اين امر اين است که طبيعت چيزي را هدر نمي دهد.

امروزه درس هاي زيادي براي آموختن در طبيعت وجود ندارد، آموزه هاي طبيعي به سوي مراحلي عميق تر و دقيق تر پيش مي روند. با کوشش و درک قوانين طبيعت و ديدن ، احساس کردن، شنيدن و يا استشمام فرم هاي طبيعي شايد بتوان به زيبايي عملکردي طبيعي دست يافت( به طور مثال زيبايي از طريق حداکثر کارايي در مصالح و فرم حاصل مي شود).
براي توسعه و پرورش فرم هاي سازه اي که در طبيعت وجود دارند، قوانين اساسي وجود دارد که مي توان آنها را در اغلب سازه هاي نوين به کار برد.
بسياري از بهترين مهندسان و معماران با استفاده ازاين قوانين طرح هاي زيبا خلق کرده اند.

هنگام در نظر گرفتن يک فرم طبيعي ، معماران سعي کرد در درک تناسبات ، فرم هاي منحني ، شکل و حجم آن را دارند، در حالي که مهندسان قوانين مقاومت مصالح ، ايستايي و حرکت در آن را تحليل مي کنند و قوانين موجود در آن را براي ايجاد فرم هاي جديد مورد بررسي قرار مي دهند. شايد با توضيحات فوق بتوان کلمه ًطبيعت ً را از نمودار شماره 1 حذف کرد و بجاي آن از کلمه ًطراحي ً استفاده کرد.
شايد آنچه مخلوقات طبيعي را بسيار خاص مي سازد اين باشد که کارايي سازه اي و زيبايي فرم در آنها همزمان اتفاق مي افتد. در تمامي سازه ها بدون استثنا منطقي روشن وجود دارد که به نوعي در مسير جادويي، فرم هاي زيبا ايجاد مي کنند که همگان مشتاق به ديدن و تحسين آنها هستند. تشابه ، تناسب و تفاوت هايي را مي توان بين فرم هايي موجود در طبيعت و فرم هاي دست ساخته انسان پيدا کرد.
از نظر فلسفي، طبيعت ارتباطي است بين استدلال سازه اي ، کارايي ، بهترين استفاده از مصالح با توجه به خصوصيات آنها، تناسبات عملکردي و زيبايي شناسانه، رنگ ، شکل و حجم در سطحي که دست ساخته هاي انسان تاکنون به آن حد نرسيده اند. ولي از نظر عملي، بسياري از ً مفاهيم موجود در طبيعت ً به زيبايي و فرم هاي ساخته شده کارا ترجمه شده اند. با درک قوانين موجود در طبيعت و کاربرد آنها ، انسان توانسته است سازه هايي با کارايي بالا و شکل و تناسباتي ايجاد نمايد که مي توان آنها را ً زيبا ً ناميد.هنگامي که زيبايي و کارايي در يک فرم سازه اي با پيروي از قوانين موجود در طبيعت ترکيب مي شوند ، مي توان ادعا کرد که اين نوع از سازه ها کاملا به نمونه هاي طبيعي نزديک شده اند.
بخش 2 :

نمونه هاي طبيعي
درختان
آن چه که در مورد فرم ، زيبايي و ساختار درختان وجود دارد، بسيار منطقي و طبيعي است. با نگاهي دقيق به ساختار يک درخت در مي يابيم که تنه درخت در پايين پهن تر بوده و شاخه هاي آن هر قدر به سمت بالا مي روند ، نازک تر مي شوند. درختان نکات زيادي را در مورد طراحي و ساخت هاي کارا به ما آموزش مي دهند. در حقيقت درخت يک طره عمودي بسيار بزرگ است که در يک انتها توسط ريشه هاي آن نگاه داشته مي شود. همچنين شاخه ها نيز هر يک طره اي کوچک تراند که به تنه درخت و يا شاخه هاي بزرگ تر متصل شده اند. در يک طره مقدار تنش در تکيه گاه بيشتر است و به سمت انتهاي طره کاهش مي يابد. با چنين استدلالي ، مصالح در طره ها بايد در تکيه گاه متمرکز شوند و به سمت انتهاي آن کاهش يابند. اين چيزي است که به طور واقعي مي توان در شکل طبيعي درخت مشاهده کرد.

¢تصوير 3- سلسله مراتب در ساختار يک درخت

¢تصوير 4- پل طره اي forthدر اسکاتلند

طراحان چنين قانوني را از زمان هاي بسيار دور در طرح هاي خود استفاده کرده اند، مانند ماريو سالوادوري که در کتاب با ارزش خود در مورد مهندسي سازه به اين امر اشاره کرده است(1990، salvadori).لازم نيست به مهندس معمار و سازه آموزش داد تا محاسبه نمايد که تير طره اي نشان داده شده در تصوير شماره 5 کارايي ندارد، زيرا چنين فرمي اساسا از نظر زيبايي شناسي ً ناصحيح ً و ًنا خوشايند ً است و داراي آرايش ً غير منطقي ً است. دليل اينکه ما مي دانيم طراحي تصوير شماره 5 صحيح نيست ، چيست؟ آيا به اين دليل نيست که شکل آن را در درختان مشاهده مي کنيم؟
منطق موجود در ساختار درخت منبع اصلي نوآوري و ابداع در بسياري از فرم هاي سازه اي بوده است که تعدادي از آنها در ادامه و فرودگاه استنستد در انگلستان که به شکل ستون هاي درختي است.

¢تصوير5 – شکل غلط سازه طره اي تصوير6- شکل صحيح سازه طره اي

و…

فهرست مطالب
مقدمه …………………………………………………………………………………… 4
فصل اول
بخش 1: سازه هاي طبيعي …………………………………………………………. 5
بخش 2: نمونه هاي طبيعي ………………………………………………………… 11
بخش 3: سازه هاي داراي اسکلت ……………………………………………… 26
بخش 4: درس هايي از طبيعت براي طراحان ……………………………….. 30
بخش 5: تقليد از طبيعت ………………………………………………………….. 34
بخش 6: نتيجه گيري ………………………………………………………………. 47
فصل دوم
بخش 1: معماري طبيعي …………………………………………………………… 50
بخش 2: اصل و مبدأ معماري …………………………………………………… 52
بخش 3: دگرگوني مدرنيسم ……………………………………………………. 57
بخش 4: انواع سازه ها …………………………………………………………….. 60
بخش 5: ساختماني همخوان با باد ……………………………… ………………………..69
بخش 6: تصویر هايي از ماکت استخر
که از طرح صدف الهام گرفته شده ………………………………………… 71
بخش 7: خانه جنگل هانگي ……………………………………………………………. 73
فصل سوم
بخش 1: هندسه فراکتال …………………………………………………………………. 76
بخش 2: فراکتال هاي هندسي …………………………………………………………. 79
بخش 3: نمونه هاي فراکتال ……………………………………………………………. 82
بخش 4: خصوصيات اشکال فراکتال ………………………………………………… 90
بخش 5: فراکتال و معماري معاصر …………………………………………………… 94
منابع و مآخذ …………………………………………………………………………………. 96