هدراکریت

نوع‭ ‬پروژه‭: ‬محصول‭ ‬دوره‌ی‭ ‬آموزشی‭ ‬پژوهشی

مدیر‭ ‬دوره‭:‬‭ ‬مهراد‭ ‬مه‌نیا

نام‭  ‬اساتید‭: ‬مسعود‭ ‬اکبرزاده،‭ ‬مهراد‭ ‬مه‌نیا،‭ ‬رامتین‭ ‬طاهریان،‭ ‬امیرحسین‭ ‬تبریزی

دانشجویان‭ ‬دوره‭ ‬ساخت‭:‬‭ ‬نعمت‌الله‭ ‬صفری،‭ ‬علیرضا‭ ‬بایراموند،‭ ‬پرهام‭ ‬قلی‌زاده،‭ ‬نسترن‭ ‬سعیدی،‭ ‬فاطمه‭ ‬صالحی‭ ‬امیری،‭ ‬آرمین‭ ‬شایان‌پور،‭ ‬سروش‭ ‬گریوانی،‭ ‬سبحان‭ ‬سرابی،‭ ‬شهریار‭ ‬آباد،‭ ‬سید‭ ‬علی‭ ‬میرزاده،‭ ‬مریم‭ ‬شهابی،‭ ‬سپهر‭ ‬فرزانه،‭ ‬یاسمین‭ ‬سماعی،‭ ‬کیمیا‭ ‬صفاخواه،‭ ‬آناهید‭ ‬عطاران،‭ ‬بنفشه‭ ‬توسلی،‭ ‬نیلوفر‭ ‬ایمانی،‭ ‬آیه‭ ‬فتوت،‭ ‬مریم‭ ‬ملا‭ ‬اسدالله،‭ ‬پوریا‭ ‬گچپزان،‭ ‬پدرام‭ ‬کریمی،‭ ‬نشاط‭ ‬میرهادی‌زادی،‭ ‬محمد‭ ‬ابراهیمی،‭ ‬مبین‭ ‬موسوی،‭ ‬محمد‭ ‬حسین‭ ‬کریمی،‭ ‬عطیه‭ ‬سادات‭ ‬فخرحسینی

دانشجویان‭ ‬دوره‌ی‭ ‬تئوری‭:‬‭ ‬مهرزاد‭ ‬اسماعیلی‭ ‬چرخاب،‭ ‬سحر‭ ‬برزنی،‭ ‬نیلوفر‭ ‬نامدار،‭ ‬ستاره‭ ‬هوشمند،‭ ‬احسان‭ ‬حیدری‌زادی

با‭ ‬تشکر‭ ‬از‭:‬‭ ‬داوود‭ ‬محمدحسن،‭ ‬امیرعلی‭ ‬زینتی،‭ ‬پانیذ‭ ‬فرخ‌سیر،‭ ‬مهدی‭ ‬ملا‌اسدلله

برگزار‭ ‬کننده‭ ‬دوره‭: ‬کانون‭ ‬معماران‭ ‬معاصر

محل‭ ‬اجرای‭ ‬طرح‭:‬‭ ‬مجموعه‌ی‭ ‬تاریخی‭ ‬فرهنگی‭ ‬سعدآباد

سال‭ ‬ساخت‬1395

مساحت‭‬‭ ‬43‭ ‬مترمربع




ایستایی‭ ‬ترسیمی‭ ‬


پر‭ ‬واضح‭ ‬است‭ ‬که‭ ‬معماری‭ ‬بدون‭ ‬درنظر‭ ‬گرفتن‭ ‬رفتار‭ ‬سازه‌ای‭ ‬اعضا‭ ‬و‭ ‬مصالح‭ ‬آن‭ ‬امری‭ ‬غیر‭ ‬قابل‭ ‬ممکن‭ ‬است‭ ‬چرا‭ ‬که‭ ‬نمی‌توان‭ ‬قوانین‭ ‬فیریکی‭ ‬را‭ ‬از‭ ‬جهان‭ ‬مادی‭ ‬حذف‭ ‬کرد‭. ‬با‭ ‬این‭ ‬فرض‭ ‬رابطه‌ی‭ ‬بین‭ ‬معماری‭ ‬و‭ ‬سازه‭ ‬از‭ ‬دو‭ ‬جهت‭ ‬قابل‭ ‬بررسی‭ ‬است؛‭ ‬یکی‭ ‬از‭ ‬دید‭ ‬بهینه‌سازی‭ ‬سازه‌ای‭ ‬که‭ ‬باعث‭ ‬بهبود‭ ‬عملکرد‭ ‬سازه‌ای‭ ‬و‭ ‬استفاده‌ی‭ ‬حداقلی‭ ‬از‭ ‬مصالح‭ ‬و‭ ‬انرژی‭ ‬در‭ ‬روند‭ ‬تولید‭ ‬معماری‭ ‬می‌شود،‭ ‬و‭ ‬دیگری‭ ‬سهولت‭ ‬استفاده‭ ‬معماران‭ ‬از‭ ‬ابزارهای‭ ‬تحلیل‭ ‬سازه‌ای‭ ‬به‭ ‬گونه‌ایست‭ ‬که‭ ‬بتوانند‭ ‬با‭ ‬استفاده‭ ‬از‭ ‬زبانی‭ ‬هندسی‭ ‬و‭ ‬فارق‭ ‬از‭ ‬زبان‭ ‬تخصصی‭ ‬این‭ ‬رشته‭ ‬به‭ ‬مطالعه‌ی‭ ‬رفتار‭ ‬سازه‭ ‬بپردازند‭. ‬رویکرد‌های‭ ‬متعددی‭ ‬با‭ ‬قابلیت‌ها‭ ‬و‭ ‬محدودیت‌های‭ ‬متفاوت‭ ‬در‭ ‬طول‭ ‬سال‌های‭ ‬گذشته‭ ‬برای‭ ‬یافتن‭ ‬فرم‭ ‬و‭ ‬ساختار‭ ‬بهینه‭ ‬سازه‌ای‭ ‬توسط‭ ‬موسسات‭ ‬تحقیقاتی،‭ ‬محققین،‭ ‬مهندسین‭ ‬و‭ ‬معماران‭ ‬مختلف‭ ‬مورد‭ ‬استفاده‭ ‬قرار‭ ‬گرفته‌اند‭. ‬این‭ ‬روش‌ها‭ ‬به‭ ‬سه‭ ‬دسته‭ ‬کلی،‭ ‬شامل‌‭ ‬مدل‌سازی‭ ‬فیزیکی،‭ ‬روش‌های‭ ‬عددی‭ ‬و‭ ‬جبری،‭ ‬و‭ ‬روش‌های‭ ‬هندسی‭ ‬تقسیم‭ ‬می‌گردند‭.‬

استفاده‭ ‬از‭ ‬مدل‌ها‭ ‬و‭ ‬آزمایش‌های‭ ‬فیزیکی‭ ‬جهت‭ ‬شبیه‌سازی‭ ‬و‭ ‬بررسی‭ ‬رفتار‭ ‬ سازه‌ای‭ ‬و‭ ‬یافتن‭ ‬فرم‭ ‬بهینه‭ ‬از‭ ‬جهت‭ ‬کارایی،‭ ‬یکی‌‭ ‬از‭ ‬روش‌های‭ ‬بسیار‭ ‬متداول‭ ‬در‭ ‬بین‭ ‬معماران‭ ‬و‭ ‬سازنده‌گان‭ ‬بزرگی‌‭ ‬چون‭ ‬آنتونی‭ ‬گائودی‭ ‬،‭ ‬هاینز‭ ‬ایسلر‭ ‬،‭ ‬فرای‭ ‬اتو‭  ‬و‭ ‬بسیاری‭ ‬دیگر‭ ‬از‭ ‬پیشروهای‭ ‬این‭ ‬رویکرد‭ ‬بوده‭ ‬است‭. ‬در‭ ‬این‭ ‬روش‭ ‬طراح‭ ‬با‭ ‬اعمال‭ ‬بارهای‭ ‬وزنی‭ ‬به‭ ‬مصالحی‭ ‬که‭ ‬از‭ ‬پارسه،‭ ‬ریسمان،‭ ‬زنجیر،‭ ‬و‭ ‬مانند‭ ‬آن‭ ‬تشکیل‭ ‬شده‌اند،‭ ‬فرم،‭ ‬هندسه‌‭ ‬و‭ ‬سازماندهای‭ ‬سازه‌ی‭ ‬بهینه‭ ‬برای‭ ‬بارگذراری‭ ‬مربوط‭ ‬را‭ ‬پیدا‭ ‬می‌کند‭. ‬با‭ ‬وجود‭ ‬اینکه‭ ‬این‭ ‬روشی‭ ‬بسیار‭ ‬قدرتمندی‭ ‬برای‭ ‬یافتن‭ ‬فرم‭ ‬بهینه‭ ‬است،‭ ‬از‭ ‬انعطاف‭ ‬پذیری‭ ‬زیادی‭ ‬در‭ ‬طراحی‭ ‬برخوردار‭ ‬نیست‭. ‬کوچکترین‭ ‬تغییر‭ ‬در‭ ‬طراحی‭ ‬نیازمند‭ ‬ساخت‭ ‬مدل‭ ‬فیزیکی‭ ‬جدیدی‌ست‭ ‬که‭ ‬گاهی‭ ‬به‭ ‬ماه‌ها‭ ‬زمان‭ ‬نیاز‭ ‬دارد‭.‬

پیشرفت‌های‭ ‬امروزی‭ ‬در‭ ‬روش‌های‭ ‬محاسباتی‭ ‬با‭ ‬استفاده‭ ‬از‭ ‬ابزارهای‭ ‬دیجیتال‭ ‬و‭ ‬کامپیوتر،‭ ‬شبیه‌سازی‭ ‬رفتار‭ ‬فیزیکی‭ ‬مسائل‭ ‬سازه‌ای‭ ‬را‭ ‬برای‭ ‬مهندسان‭ ‬و‭ ‬معماران‭ ‬بسیار‭ ‬تسهیل‭ ‬کرده‭ ‬و‭ ‬با‭ ‬استفاده‭ ‬از‭ ‬روشهای‭ ‬عددی،‭ ‬دیگر‭ ‬نیازی‭ ‬به‭ ‬ساختن‭ ‬مدلهای‭ ‬وقت‌گیر‭ ‬فیزیکی‭ ‬برای‭ ‬یافتن‭ ‬فرم‭ ‬بهینه‭ ‬وجود‭ ‬ندارد‭. ‬در‭ ‬این‭ ‬روش،‭ ‬هندسه‌ی‭ ‬نهایی‭ ‬نتیجه‌ی‭ ‬محاسبات‭ ‬پیچیده‌ی‭ ‬عددی‭ ‬است‭ ‬و‭ ‬طراح‭ ‬کنترل‭ ‬کافی‌‭ ‬بر‭ ‬تعیین‭ ‬فرم‭ ‬نهایی‭ ‬سازه‭ ‬ندارد‭. ‬در‭ ‬واقع‭ ‬رابطه‌ی‭ ‬بین‭ ‬فرم‭ ‬نهایی‭ ‬و‭ ‬ نیروهای‭ ‬موجود‭ ‬در‭ ‬سازه‭ ‬برای‭ ‬طراح‭ ‬کاملا‭ ‬واضح‭ ‬نیست‭.‬

روشهای‭ ‬هندسی‭ ‬طراحی‭ ‬سازه‭ ‬شامل‭ ‬گروه‭ ‬دیگری‭ ‬از‭ ‬تکنیک‌های‭ ‬طراحی‭ ‬و‭ ‬تولید‭ ‬فرم‌‭ ‬می‌شوند‭ ‬که‭ ‬در‭ ‬دوره‌ی‭ ‬ماقبل‭ ‬ابزارهای‭ ‬دیجیتال‭ ‬بنیانگذاری‭ ‬شدند‭ ‬و‭ ‬استفاده‭ ‬از‭ ‬آنها‭ ‬تا‭ ‬به‭ ‬امروز‭ ‬ادامه‭ ‬دارد‭. ‬یکی‌‭ ‬از‭ ‬معروفترین‭ ‬این‭ ‬روشها‭ ‬استاتیک‭ ‬ترسیمی‭ ‬یا‭ ‬هندسی‭ ‬است‭ ‬که‭ ‬بر‭ ‬اساس‭ ‬وابستگی‭ ‬هندسی‭ ‬بین‭ ‬فرم‭ ‬سازه‭ ‬و‭ ‬نمودار‭ ‬نیروهای‭ ‬موجود‭ ‬در‭ ‬سیستم‭ ‬پایه‌ریزی‭ ‬شده‭ ‬است‭. ‬طنابی‭ ‬که‭ ‬از‭ ‬سه‭ ‬جهت‭ ‬کشیده‭ ‬شده‭ ‬و‭ ‬در‭ ‬نتیجه‭ ‬به‭ ‬فرم‭ ‬تعادل‭ ‬رسیده‭ ‬است‭. ‬برای‭ ‬یافتن‭ ‬نیرو‭ ‬در‭ ‬هر‭ ‬طناب‭ ‬کافیست‭ ‬خطی‌‭ ‬عمود‭ ‬بر‭ ‬هر‭ ‬طناب‭ ‬رسم‭ ‬شود‭ ‬که‭ ‬در‭ ‬نتیجه‭ ‬این‭ ‬خطوط‭ ‬تشکیل‭ ‬یک‭ ‬مثلث‭ ‬بسته‭ ‬را‭ ‬می‌دهند‭. ‬هر‭ ‬ضلع‭ ‬از‭ ‬این‭ ‬مثلث‭ ‬عمود‭ ‬بر‭ ‬یک‭ ‬و‭ ‬فقط‭ ‬یک‭ ‬طناب‭ ‬از‭ ‬نمودار‭ ‬فرم‭ ‬است‭ ‬و‭ ‬طول‭ ‬آن‭ ‬ضلع‭ ‬برابر‭ ‬با‭ ‬مقدار‭ ‬نسبی‭ ‬نیرویی‭ ‬است‭ ‬که‭ ‬در‭ ‬آن‭ ‬طناب‭ ‬در‭ ‬حال‭ ‬تعادل‭ ‬وجود‭ ‬دارد‭. ‬بنابراین‭ ‬حالت‭ ‬بر‭ ‬عکس‭ ‬هم‭ ‬برقرار‭ ‬است،‭ ‬با‭ ‬داشتن‭ ‬یک‭ ‬مثلث‭ ‬به‭ ‬نمایندگی‭ ‬از‭ ‬نیروهای‭ ‬وارده‭ ‬به‭ ‬سیستم،‭ ‬طراح‭ ‬می‌تواند‭ ‬فرم‭ ‬طناب‌ها‭ ‬و‭ ‬میزان‭ ‬نیرو‭ ‬در‭ ‬آنها‭ ‬را‭ ‬ارزیابی‭ ‬کند‭. ‬این‭ ‬رابطه‌ی‭ ‬دوطرفه‭ ‬میان‭ ‬دیاگرام‭ ‬نیرو‭ ‬و‭ ‬فرم‭ ‬هندسی‭ ‬سازه،‭ ‬به‭ ‬این‭ ‬شکل‭ ‬که‭ ‬با‭ ‬تغییر‭ ‬هرکدام‭ ‬دیگری‭ ‬تغییر‭ ‬می‌کند‭ ‬و‭ ‬با‭ ‬تعیین‭ ‬یکی‭ ‬می‌توان‭ ‬دیگری‭ ‬را‭ ‬بدست‭ ‬آورد،‭ ‬پایه‌ی‭ ‬روش‭ ‬ایستایی‭ ‬ترسیمی‭ ‬است‭.‬

در‭ ‬روش‭ ‬ایستایی‭ ‬سازه‌ای‭ ‬ترسیمی،‭ ‬هندسه‌ی‭ ‬سازه‭ ‬با‭ ‬دیاگرام‭ "‬فرم‭"‬،‭ ‬و‭ ‬تعادل‭ ‬و‭ ‬شدت‭ ‬نیروها‭ ‬با‭ ‬دیاگرام‭ "‬نیرو‭" ‬ارائه‭ ‬می‌شوند‭. ‬هردوی‭ ‬این‭ ‬دیاگرام‌ها‭ ‬مشخصات‭ ‬و‭ ‬خصوصیات‭ ‬هندسی‭ ‬خاصی‭ ‬دارند،‭ ‬بنابراین‭ ‬درک‭ ‬تعادل‭ ‬نیروها‭ ‬و‭ ‬کنترل‭ ‬هندسه‭ ‬سازه‭ ‬در‭ ‬مقایسه‭ ‬با‭ ‬سایر‭ ‬روش‌ها‭ ‬برای‭ ‬طراحانی‭ ‬که‭ ‬دانش‭ ‬سازه‌ای‭ ‬ندارند،‭ ‬ساده‌تر‭ ‬است‭. ‬علاوه‭ ‬بر‭ ‬این،‭ ‬از‭ ‬آ‌نجایی‭ ‬که‭ ‬تغییر‭ ‬در‭ ‬هر‭ ‬دیاگرام‭ ‬اثرات‭ ‬مستقیم‭ ‬و‭ ‬قابل‭ ‬مشاهده‭ ‬در‭ ‬دیاگرام‭ ‬دیگر‭ ‬دارد،‭ ‬در‭ ‬این‭ ‬روش‭ ‬طراح‭ ‬کنترل‭ ‬بیشتری‭ ‬بر‭ ‬میزان‭ ‬و‭ ‬نحوه‭ ‬اثر‭ ‬نیروهای‭ ‬داخلی‌‭ ‬و‭ ‬فرم‭ ‬نهایی‭ ‬سازه‭ ‬دارد‭. ‬این‭ ‬خاصیت‭ ‬وابستگی‭ ‬دوگانه‭ ‬و‭ ‬رابطه‭ ‬رفت‭ ‬و‭ ‬برگشتی،‭ ‬ایستایی‭ ‬ترسیمی‭ ‬را‭ ‬به‭ ‬یکی‌‭ ‬از‭ ‬محبوب‌ترین‭ ‬روش‌های‭ ‬طراحی‭ ‬بر‭ ‬اساس‭ ‬رفتار‭ ‬سازه‌ای‭ ‬در‭ ‬دنیا‭ ‬تبدیل‭ ‬کرده‭ ‬است‭. ‬علاوه‭ ‬بر‭ ‬این،‭ ‬چون‭ ‬دیاگرام‭ ‬نیروها‭ ‬بر‭ ‬اساس‭ ‬اصول‭ ‬هندسی‭ ‬است،‭ ‬با‭ ‬بهینه‭ ‬کردن‭ ‬طول‭ ‬اعضا‭ ‬در‭ ‬دیاگرام‭ ‬نیرو،‭ ‬میزان‭ ‬نیرو‭ ‬در‭ ‬اعضای‭ ‬داخلی‭ ‬سازه‭ ‬و‭ ‬در‭ ‬نتیجه‭ ‬فرم‭ ‬هندسی‭ ‬سازه‭ ‬هم‭ ‬بهینه‭ ‬خواهد‭ ‬شد‭.‬


ایستایی‭ ‬ترسیمی‭ ‬سه‭ ‬بعدی‭ ‬

با‭ ‬وجود‭ ‬قابلیت‌های‭ ‬فراوان،‭ ‬روشهای‭ ‬هندسی‭ ‬موجود،‭ ‬یک‭ ‬ویژگی‭ ‬محدود‭ ‬کننده‌ی‭ ‬بزرگ‭ ‬در‭ ‬آن‌ها‭ ‬وجود‭ ‬دارد؛‭ ‬این‭ ‬روشها‭ ‬به‭ ‬طور‭ ‬کلی‌‭ ‬بر‭ ‬پایه‌ی‭ ‬هندسه‭ ‬دو‭ ‬بعدی‭ ‬بنا‭ ‬شده‌‌اند‭. ‬بنابراین‭ ‬طراحی‭ ‬سازه‌ها‭ ‬در‭ ‬بعد‭ ‬سوم‭ ‬با‭ ‬استفاده‭ ‬از‭ ‬این‭ ‬روشها‭ ‬آسان‭ ‬نیست،‭ ‬و‭ ‬این‭ ‬امر‭ ‬محدودیت‌هایی‭ ‬را‭ ‬در‭ ‬روند‭ ‬طراحی‭ ‬ایجاد‭ ‬می‌کند‭. ‬مسائل‭ ‬و‭ ‬مشکلات‭ ‬روند‭ ‬یافتن‭ ‬فرم‌های‭ ‬سازه‌ای‭ ‬بر‭ ‬اساس‭ ‬سیستم‭ ‬جریان‭ ‬نیروها‭ ‬در‭ ‬سه‭ ‬بعد‭ ‬با‭ ‬رویکردهای‭ ‬هندسی،‭ ‬توجه‭ ‬بسیاری‭ ‬را‭ ‬در‭ ‬زمینه‌های‭ ‬مختلف‭ ‬تحقیقاتی‭ ‬به‭ ‬خود‭ ‬جلب‭ ‬کرده‭ ‬است‭. ‬روش‭ ‬تحلیل‭ ‬شبکه‭ ‬تنش‭  ‬که‭ ‬توسط‭ ‬پروفسور‭ ‬فیلیپ‭ ‬بلاک‭  ‬در‭ ‬سال‭ ‬2009‭ ‬مطرح‭ ‬شده،‭ ‬روشی‭ ‬مبتنی‭ ‬بر‭ ‬ایستایی‭ ‬ترسیمی‭ ‬برای‭ ‬تولید‭ ‬شبکه‌ای‭ ‬از‭ ‬نیروهای‭ ‬صرفا‭ ‬فشاری‭ ‬برای‭ ‬هر‭ ‬نیروی‭ ‬خارجی‭ ‬وارده‭ ‬به‭ ‬سیستم‭ ‬و‭ ‬هر‭ ‬نوع‭ ‬شرایط‭ ‬مرزی‭ ‬و‭ ‬تکیه‌گاهی‭ ‬است‭.‬

در‭ ‬پایان‭ ‬قرنِ‭ ‬نوزدهم،‭ ‬روشهای‭ ‬هندسی‭ ‬دیگری‭ ‬برای‭ ‬بست‭ ‬روش‌های‭ ‬موجود‭ ‬به‭ ‬بعد‭ ‬سوم‭ ‬ارائه‭ ‬شدند؛‭ ‬متأسفانه،‭ ‬پیچیدگی‭ ‬این‭ ‬روش‌ها‭ ‬مانع‭ ‬از‭ ‬همه‌گیر‭ ‬شدن‭ ‬استفاده‌ی‭ ‬از‭ ‬آن‌ها‭ ‬شد،‭ ‬به‌علاوه‭ ‬تنها‭ ‬دسته‭ ‬خاصی‌‭ ‬از‭ ‬سازه‌ها‭ ‬توسط‭ ‬این‭ ‬روشها‭ ‬قابل‭ ‬تحلیل‭ ‬و‭ ‬طراحی‭ ‬بودند‭. ‬حتی‭ ‬خاصیت‭ ‬وابستگی‭ ‬دوگانه‭ ‬بین‭ ‬این‭ ‬روش‭ ‬هم‭ ‬بسیار‭ ‬مشهود‭ ‬نبود‭. ‬در‭ ‬سال‭ ‬۱۸۶۴‭ ‬میلادی،‭ ‬در‭ ‬حالی‌‭ ‬که‭ ‬روش‌های‭ ‬عددی‭ ‬در‭ ‬حال‭ ‬شکل‭ ‬گرفتن‭ ‬بودند،‭ ‬یک‭ ‬مهندس‭ ‬مکانیک‭ ‬به‭ ‬نام‭ ‬رانکین‭ ‬نظریه‌ی‭ ‬رابطه‌ی‭ ‬هندسی‭ ‬بین‭ ‬نیروها‭ ‬و‭ ‬فرم‭ ‬سازه‭ ‬را‭ ‬در‭ ‬قالب‭ ‬یک‭ ‬مقاله‌‌ی‭ ‬بسیار‭ ‬کوتاه ‭(‬نصف‭ ‬صفحه‭) ‬در‭ ‬معتبرترین‭ ‬نشریه‭ ‬یه‌ی‭ ‬فلسفی‭ ‬موجود‭ ‬چاپ‭ ‬کرد‭. ‬این‭ ‬نظریه‭ "‬اصل‭ ‬تعادل‭ ‬قاب‌های‭ ‬چندوجهی‭" ‬نام‭ ‬داشت‭ ‬و‭ ‬رنکین‭ ‬هیچ‭ ‬اثبات‭ ‬یا‭ ‬نموداری‭ ‬برای‭ ‬این‭ ‬نظریه‭ ‬ارائه‭ ‬نکرد‭. ‬رانکین‭ ‬در‭ ‬این‭ ‬مقاله‭ ‬از‭ ‬رابطه‌ی‭ ‬بین‭ ‬دیاگرام‭ ‬نیرو‭ ‬و‭ ‬فرم‭ ‬هندسی‭ ‬سازه‭ ‬صحبت‭ ‬می‌کند‭ ‬که‭ ‬بدون‭ ‬نمودار‭ ‬بسیار‭ ‬غیر‭ ‬قابل‭ ‬فهم‭ ‬می‌نمود‭. ‬در‭ ‬همان‭ ‬سال‭ ‬و‭ ‬در‭ ‬پاسخ‭ ‬به‭ ‬مقاله‌‭ ‬رانکین،‭ ‬مکسول‭ ‬روش‭ ‬رانکین‭ ‬را‭ ‬برای‭ ‬تحلیل‭ ‬مثال‭ ‬کوچکی‭ ‬بکار‭ ‬می‌برد،‭  ‬اما‭ ‬در‭ ‬مواجهه‭ ‬با‭ ‬پیچیدگی‭ ‬ترسیم‭ ‬دیاگرام‌ها‭ ‬بر‭ ‬روی‭ ‬کاغذ‭ ‬از‭ ‬ادامه‌ی‭ ‬تحقیق‭ ‬بر‭ ‬روی‭ ‬این‭ ‬روش‭ ‬خودداری‭ ‬می‌کند‭. ‬در‭ ‬سال‭ ‬۲۰۱۵‭ ‬میلادی،‭ ‬حدودِ‭ ‬صد‭ ‬و‭ ‬پنجاه‭ ‬سال‭ ‬بعد،‭ ‬مسعود‭ ‬اکبرزاده‭ ‬با‭ ‬استفاده‭ ‬از‭ ‬ابزارهای‭ ‬کامپیوتری‭ ‬و‭ ‬محاسباتی‭ ‬موجود،‭ ‬نظریه‌ی‭ ‬رانکین‭ ‬را‭ ‬رمز‭ ‬گشایی‭ ‬می‌کند‭ ‬و‭ ‬با‭ ‬الهام‭ ‬از‭ ‬روشهای‭ ‬استاتیکی‭ ‬دو‭ ‬بعدی‭ ‬موجود،‭ ‬استاتیک‭ ‬ترسیمی‭ ‬سه‭ ‬بعدی‭ ‬را‭ ‬پایه‌ریزی‭ ‬می‌کند‭. ‬اساس‭ ‬این‭ ‬روش‭ ‬بر‭ ‬پایه‌ی‭ ‬هندسه‌ی‭ ‬چند‭ ‬وجهی‌ها‭ ‬استوار‭ ‬است‭. ‬در‭ ‬بیان‭ ‬ساده،‭ ‬اگر‭ ‬در‭ ‬بعد‭ ‬دوم،‭ ‬تعادل‭ ‬نیروها‭ ‬با‭ ‬مجموعه‌ای‭ ‬از‭ ‬چند‭ ‬ضلعی‌ها‭ ‬نشان‭ ‬داده‭ ‬شود،‭ ‬این‭ ‬تعادل‭ ‬در‭ ‬بعد‭ ‬سوم‭ ‬با‭ ‬مجموعه‌ای‭ ‬از‭ ‬چند‭ ‬وجهی‌های‭ ‬فضایی‭ ‬نشان‭ ‬داده‭ ‬خواهد‭ ‬شد‭. ‬اگر‭ ‬نیرو‭ ‬در‭ ‬هر‭ ‬عضو‭ ‬از‭ ‬دیاگرام‭ ‬دو‭ ‬بعدی‭ ‬فرم،‭ ‬با‭ ‬یک‭ ‬ضلع‭ ‬از‭ ‬دیاگرام‭ ‬نیرو‭ ‬رابطه‌ی‭ ‬متقابل‭ ‬دارد،‭ ‬این‭ ‬رابطه‭ ‬در‭ ‬بعد‭ ‬سوم،‭ ‬بین‭ ‬یک‭ ‬عضو‭ ‬از‭ ‬فرم‭ ‬و‭ ‬یک‭ ‬صفحه‭ ‬از‭ ‬چند‭ ‬وجهی‌های‭ ‬نیرو‭ ‬برقرار‭ ‬است‭. ‬با‭ ‬استفاده‭ ‬از‭ ‬این‭ ‬رابطه،‭ ‬طراح‭ ‬در‭ ‬بعد‭ ‬سوم‭ ‬با‭ ‬کنترل‭ ‬هندسی‭ ‬چندوجهی‭ ‬نیرو‭ ‬قادر‭ ‬به‭ ‬یافتن‭ ‬فرم‭ ‬بهینه‭ ‬سازه‌ای‭ ‬می‌باشد‭. ‬این‭ ‬کنترل‭ ‬هم‭ ‬از‭ ‬طریق‭ ‬اضافه‭ ‬کردن‭ ‬چند‭ ‬وجهی‌ها‭ ‬به‭ ‬هم‭ ‬و‭ ‬تکثیر‭ ‬آن‌ها‭ ‬امکان‭ ‬پذیر‭ ‬است‭ ‬و‭ ‬هم‭ ‬از‭ ‬طریق‭ ‬تقسیم‭ ‬بندی‭ ‬فضای‭ ‬داخلی‌‭ ‬دیاگرام‭ ‬نیرو‭.‬


دوره‌ی‭ ‬آموزشی‭ ‬هدراکریت

تابستان‭ ‬1395هجری‭ ‬شمسی،‭ ‬2016‭ ‬میلادی،‭ ‬دوره‌ی‭ ‬آموزشی‭ _ ‬پژوهشی‭ ‬هدراکریت‭ ‬با‭ ‬هدف‭ ‬ساخت‭ ‬اولین‭ ‬نمونه‌ی‭ ‬یک‭ ‬به‭ ‬یک‭ ‬از‭ ‬تئوری‭ ‬فوق‭ ‬با‭ ‬مصالح‭ ‬بتن،‭ ‬در‭ ‬کانون‭ ‬معماران‭ ‬معاصر‭ ‬کلید‭ ‬خورد‭. ‬هدف‭ ‬از‭ ‬این‭ ‬دوره‭ ‬از‭ ‬یک‭ ‬سو‭ ‬آشنایی‭ ‬شرکت‭ ‬کنندگان‭ ‬با‭ ‬مبانی‭ ‬تئوری‭ ‬ایستایی‭ ‬ترسیمی،‭ ‬نحوه‌ی‭ ‬ارتباط‭ ‬دیاگرام‭ ‬نیرو‭ ‬و‭ ‬فرم‭ ‬در‭ ‬این‭ ‬روش‭ ‬طراحی‭ ‬سازه‭ ‬و‭ ‬تسلط‭ ‬بر‭ ‬روش‌های‭ ‬به‭ ‬کارگیری‭ ‬آن،‭ ‬و‭ ‬از‭ ‬سوی‭ ‬دیگر‭ ‬اشنایی‭ ‬با‭ ‬روش‌های‭ ‬تبدیل‭ ‬شبکه‌ی‭ ‬سه‭ ‬بعدی‭ ‬خطوط‭ ‬به‭ ‬احجامی‭ ‬با‭ ‬قطر‭ ‬مشخص‭ ‬و‭ ‬نحوه‌ی‭ ‬تولید‭ ‬و‭ ‬ساخت‭ ‬قالب‌‭ ‬اجزای‭ ‬بتنی‭ ‬این‭ ‬نوع‭ ‬از‭ ‬سازه‌ها‭ ‬بود‭. ‬شرکت‭ ‬کنندگان‭ ‬در‭ ‬مرحله‌ی‭ ‬اول‭ ‬در‭ ‬قالب‭ ‬کار‭ ‬گروهی‭ ‬به‭ ‬طراحی‭ ‬گزینه‌هایی‭ ‬از‭ ‬سازه‌های‭ ‬ایستایی‭ ‬ترسیمی‭ ‬سه‭ ‬بعدی‭ ‬در‭ ‬نرم‭ ‬افزار‭ ‬راینو‭ ‬و‭ ‬با‭ ‬استفاده‭ ‬از‭ ‬افزونه‌ی‭ ‬طراحی‭ ‬شده‭ ‬در‭ ‬این‭ ‬نرم‌افزار‭ ‬توسط‭ ‬مسعود‭ ‬اکبرزاده‭ ‬پرداختند‭. ‬و‭ ‬در‭ ‬جلسه‌ی‭ ‬داوری‭ ‬انتهای‭ ‬دوره‌ی‭ ‬تئوری‭ ‬یکی‭ ‬از‭ ‬پروژه‌ها‭ ‬به‭ ‬عنوان‭ ‬پروژه‌ی‭ ‬برتر‭ ‬انتخاب‭ ‬و‭ ‬جهت‭ ‬آماده‭ ‬سازی‭ ‬برای‭ ‬ساخت‭ ‬وارد‭ ‬فاز‭ ‬طراحی‭ ‬جزئیات‭ ‬اجرائی‭ ‬شد‭.‬

‭ ‬روند‭ ‬طراحی‭ ‬و‭ ‬ساخت‭ ‬نمونه‌ی‭ ‬یک‭ ‬به‭ ‬یک‭ ‬این‭ ‬پژوهش‭ ‬با‭ ‬طراحی‭ ‬پنج‭ ‬گزینه‭ ‬در‭ ‬زمین‭ ‬پروژه‭ ‬در‭ ‬مجموعه‌ی‭ ‬تاریخی‭ ‬فرهنگی‭ ‬سعدآباد‭ ‬آغاز‭ ‬شد‭. ‬این‭ ‬گزینه‌ها‭ ‬که‭ ‬هر‭ ‬کدام‭ ‬بر‭ ‬یکی‭ ‬از‭ ‬ویژگی‌ها‭ ‬یا‭ ‬متدهای‭ ‬طراحی‭ ‬روش‭ ‬ایستایی‭ ‬ترسیمی‭ ‬سه‭ ‬بعدی‭ ‬متمرکز‭ ‬بودند،‭ ‬در‭ ‬نهایت‭ ‬با‭ ‬بررسی‭ ‬فراوان،‭ ‬قربال‭ ‬شده‭ ‬و‭ ‬از‭ ‬میان‭ ‬آنها‭ ‬یک‭ ‬نمونه‭ ‬که‭ ‬به‭ ‬لحاظ‭ ‬ابعاد‭ ‬بزرگتر‭ ‬و‭ ‬از‭ ‬جنبه‌ی‭ ‬آزمایشی‭ ‬بیشترین‭ ‬امکانات‭ ‬تئوری‭ ‬را‭ ‬مورد‭ ‬بررسی‭ ‬قرار‭ ‬می‌داد،‭ ‬انتخاب‭ ‬شد‭.‬

دیاگرام‭ ‬نیرو‭ ‬و‭ ‬دیاگرام‭ ‬فرم

طراحی‭ ‬دیاگرام‭ ‬فرم‭ ‬و‭ ‬نیروی‭ ‬پروژه‭ ‬بر‭ ‬گرفته‭ ‬از‭ ‬منطق‭ ‬فرکتال‭ ‬در‭ ‬سه‭ ‬بعد‭ ‬می‌باشد‭. ‬در‭ ‬این‭ ‬مرحله‭ ‬هدف‭ ‬اصلی‭ ‬به‭ ‬حداقل‭ ‬رساندن‭ ‬تعداد‭ ‬تکیه‌گاهها‭ ‬و‭ ‬بیشترین‭ ‬پیچیدگی‭ ‬اجزای‭ ‬سازهای‭ ‬از‭ ‬لحاظ‭ ‬زوایای‭ ‬اتصال‭ ‬بازوها‭ ‬و‭ ‬ترکیب‭ ‬فضایی‭ ‬قطعات‭ ‬تعیین‭ ‬شد‭. ‬سازه‌ی‭ ‬مذکور‭ ‬در‭ ‬محل‭ ‬اتصال‭ ‬با‭ ‬زمین،‭ ‬مثلثی‭ ‬به‭ ‬طول‭ ‬ضلع‭ ‬6‭.‬5‭ ‬متر‭ ‬را‭ ‬در‭ ‬بر‭ ‬می‌گیرد‭ ‬که‭ ‬این‭ ‬ابعاد‭ ‬در‭ ‬بالاترین‭ ‬نقطه‌ی‭ ‬سازه‭ ‬به‭ ‬10متر‭ ‬می‌رسد‭. ‬هر‭ ‬تکیه‌گاه‭ ‬سه‭ ‬عضو‭ ‬دارد‭ ‬که‭ ‬در‭ ‬پایین‌ترین‭ ‬نقطه‌ی‭ ‬دیاگرام‭ ‬فرم‭ ‬به‭ ‬یکدیگر‭ ‬متصل‭ ‬می‌شوند‭. ‬در‭ ‬مرحله‌ی‭ ‬طراحی‭ ‬حجمی‭ ‬به‭ ‬علت‭ ‬مسایل‭ ‬سازه‌ای‭ ‬برای‭ ‬کاهش‭ ‬نیروی‭ ‬برشی‭ ‬در‭ ‬تکیه‌گاه‌ها‭ ‬خط‭ ‬اتصال‭ ‬با‭ ‬زمین‭ ‬بیست‭ ‬سانت‭ ‬بالاتر‭ ‬از‭ ‬نقطه‌ی‭ ‬تکیه‌گاهی‭ ‬دیاگرام‭ ‬نیرو‭ ‬در‭ ‬نظر‭ ‬گرفته‭ ‬شد‭ ‬تا‭ ‬هر‭ ‬عضو‭ ‬از‭ ‬اعضای‭ ‬سه‌گانه‌ی‭ ‬تکیه‌گاه‭ ‬ها‭ ‬به‭ ‬صورت‭ ‬جداگانه‭ ‬به‭ ‬صفحه‌ی‭ ‬فلزی‭ ‬پایه‭ ‬متصل‭ ‬شوند‭. ‬

در‭ ‬اینجا‭ ‬بیان‭ ‬دو‭ ‬نکته‭ ‬حائز‭ ‬اهمیت‭ ‬است‭:‬

1‭.  ‬با‭ ‬توجه‭ ‬به‭ ‬ارتباط‭ ‬رفت‭ ‬و‭ ‬برگشتی‭  ‬بین‭ ‬دیاگرام‭ ‬فرم‭ ‬و‭ ‬دیاگرام‭ ‬نیرو،‭ ‬مسیر‭ ‬حرکت‭ ‬طراحی‭ ‬سازه‭ ‬می‌تواند‭ ‬هم‭ ‬با‭ ‬طراحی‭ ‬دیاگرام‭ ‬فرم‭ ‬و‭ ‬هم‭ ‬با‭ ‬طراحی‭ ‬دیاگرام‭ ‬نیرو‭ ‬آغاز‭ ‬شود‭. ‬با‭ ‬توجه‭ ‬به‭ ‬الگوریتمی‭ ‬که‭ ‬در‭ ‬نرم‌افزار‭ ‬راینو‭ ‬برای‭ ‬محاسبه‌ی‭ ‬این‭ ‬نوع‭ ‬سازه‌ها‭ ‬طراحی‭ ‬شده‭ ‬است،‭ ‬طراح‭ ‬با‭ ‬طراحی‭ ‬یکی‭ ‬از‭ ‬این‭ ‬دو‭ ‬دیاگرام‭ ‬می‌تواند‭ ‬دیاگرام‭ ‬دیگر‭ ‬را‭ ‬به‭ ‬دست‭ ‬آورد‭ ‬و‭ ‬رابطه‌ای‭ ‬زنده‭ ‬و‭ ‬رفت‭ ‬و‭ ‬برگشتی‭ ‬بین‭ ‬این‭ ‬دو‭ ‬برقرار‭ ‬است‭ ‬به‭ ‬گونه‌ای‭ ‬که‭ ‬ایجاد‭ ‬تغییرات‭ ‬در‭ ‬یکی،‭ ‬باعث‭ ‬ایجاد‭ ‬تغییرات‭ ‬آنی‭ ‬در‭ ‬دیاگرام‭ ‬دیگر‭ ‬می‌شود‭. ‬و‭ ‬همواره‭ ‬هر‭ ‬چند‭ ‬وجهی‭ ‬بسته‭ ‬در‭ ‬دیاگرام‭ ‬نیرو‭ ‬با‭ ‬یک‭ ‬نقطه‌ی‭ ‬اتصال‭ ‬در‭ ‬دیاگرام‭ ‬فرم‭ ‬متناظر‭ ‬است‭ ‬و‭ ‬بالعکس‭. ‬از‭ ‬سوی‭ ‬دیگر‭ ‬هر‭ ‬خط‭ ‬در‭ ‬دیاگرام‭ ‬فرم‭ ‬با‭ ‬یک‭ ‬صفحه‭ ‬از‭ ‬دیاگرام‭ ‬نیرو‭ ‬در‭ ‬ارتباط‭ ‬نظیر‭ ‬به‭ ‬نظیر‭ ‬قرار‭ ‬دارد‭.‬

2‭.  ‬خطوط‭ ‬دیاگرام‭ ‬فرم‭ ‬در‭ ‬واقع‭ ‬نمایانگر‭ ‬تار‭ ‬خنثیِ‭ ‬سازه‌ی‭ ‬نهایی‭ ‬می‌باشند‭ ‬و‭ ‬مقطع‭ ‬مورد‭ ‬نظر‭ ‬می‌باید‭ ‬در‭ ‬اطراف‭ ‬آنها‭ ‬به‭ ‬یک‭ ‬میزان‭ ‬گسترده‭ ‬شود‭. ‬با‭ ‬توجه‭ ‬به‭ ‬ارتباط‭ ‬نظیر‭ ‬به‭ ‬نظیر‭ ‬این‭ ‬خطوط‭ ‬با‭ ‬صفحات‭ ‬دیاگرام‭ ‬نیرو،‭ ‬مساحت‭ ‬صفحات‭ ‬در‭ ‬دیاگرام‭ ‬نیرو‭ ‬بیانگر‭ ‬مساحت‭ ‬نسبی‭ ‬مقاطع‭ ‬می‌باشد‭. ‬به‭ ‬بیان‭ ‬دیگر‭ ‬برای‭ ‬محاسبه‌ی‭ ‬مساحت‭ ‬مقطع‭ ‬هر‭ ‬یک‭ ‬از‭ ‬اعضاء،‭ ‬ابتدا‭ ‬می‌باید‭ ‬مساحت‭ ‬هر‭ ‬یک‭ ‬از‭ ‬صفحات‭ ‬نیرو‭ ‬را‭ ‬محاسبه،‭ ‬و‭ ‬بر‭ ‬اساس‭ ‬مقاومت‭ ‬مصالح‭ ‬مورد‭ ‬استفاده‭ ‬ضخامت‭ ‬نهایی‭ ‬آنها‭ ‬را‭ ‬تعیین‭ ‬کرد‭. ‬در‭ ‬نتیجه‭ ‬برای‭ ‬دستیابی‭ ‬به‭ ‬سازه‌ی‭ ‬نهایی،‭ ‬می‌باید‭ ‬خطوط‭ ‬دیاگرام‭ ‬فرم‭ ‬در‭ ‬یک‭ ‬فرآیند‭ ‬طراحی‭ ‬حجمی‭ ‬تبدیل‭ ‬به‭ ‬اعضای‭ ‬سه‭ ‬بعدی‭ ‬شوند‭.‬

نکته‌ی‭ ‬حائز‭ ‬اهمیت‭ ‬در‭ ‬بررسی‭ ‬دیاگرام‭ ‬فرم‭ ‬پروژه،‭ ‬وجود‭ ‬سه‭ ‬نیروی‭ ‬عکس‌العمل‭ ‬فشاری‭ ‬و‭ ‬افقی‭ ‬در‭ ‬سه‭ ‬راس‭ ‬فوقانی‭ ‬سازه‭ ‬است‭ ‬که‭ ‬با‭ ‬توجه‭ ‬به‭ ‬عدم‭ ‬امکان‭ ‬تعبیه‌ی‭ ‬عامل‭ ‬خارجی‭ ‬برای‭ ‬تامین‭ ‬این‭ ‬نیرو،‭ ‬از‭ ‬نیروی‭ ‬معادل‭ ‬کششی‭ ‬در‭ ‬جهت‭ ‬عکس‭ ‬این‭ ‬نیرو‭ ‬استفاده‭ ‬شده‭ ‬است‭ ‬و‭ ‬در‭ ‬نتیجه‭ ‬در‭ ‬داخل‭ ‬تمام‭ ‬اعضای‭ ‬فوقانی‭ ‬سازه‭ ‬از‭ ‬المان‌هایی‭ ‬کششی‭ ‬برای‭ ‬تامین‭ ‬این‭ ‬نیرو‭ ‬جاگذاری‭ ‬شده‭ ‬است‭.‬در‭ ‬واقع‭ ‬با‭ ‬تبدیل‭ ‬این‭ ‬نیروی‭ ‬خارجی‭ ‬فشاری‭ ‬به‭ ‬نیروی‭ ‬داخلی‭ ‬کششی‭ ‬از‭ ‬تقارن‭ ‬سازه‭ ‬و‭ ‬وزن‭ ‬قطعات‭ ‬برای‭ ‬حفظ‭ ‬پایداری‭ ‬محصول‭ ‬نهایی‭ ‬استفاده‭ ‬شده‭ ‬است‭. ‬این‭ ‬امر‭ ‬مستلزم‭ ‬رعایت‭ ‬نکاتی‭ ‬در‭ ‬نحوه‌ی‭ ‬اتصال‭ ‬اعضا‭ ‬و‭ ‬بتن‌ریزی‭ ‬قطعات‭ ‬می‌باشد‭. ‬که‭ ‬در‭ ‬بخش‌های‭ ‬آتی‭ ‬به‭ ‬آن‭ ‬پرداخته‭ ‬خواهد‭ ‬شد‭. ‬تنها‭ ‬نکته‭ ‬قابل‭ ‬ذکر‭ ‬در‭ ‬این‭ ‬بخش،‭ ‬تغییر‭ ‬نوع‭ ‬اتصال‭ ‬قطعات‭ ‬به‭ ‬یکدیگر‭ ‬در‭ ‬قسمت‭ ‬فوقانی‭ ‬می‌باشد‭: ‬با‭ ‬توجه‭ ‬به‭ ‬فشاری‭ ‬بودن‭ ‬قطعات‭ ‬سازه‭ ‬در‭ ‬نقاط‭ ‬میانی‭ ‬و‭ ‬تحتانی،‭ ‬اتصال‭ ‬استفاده‭ ‬شده‭ ‬در‭ ‬این‭ ‬اعضا‭ ‬از‭ ‬نوع‭ ‬کام‭ ‬و‭ ‬زبانه‭ ‬است‭ ‬که‭ ‬با‭ ‬استفاده‭ ‬از‭ ‬لوله‌هایی‭ ‬با‭ ‬دو‭ ‬قطر‭ ‬متفاوت‭ ‬تامین‭ ‬شده‭ ‬است‭. ‬اما‭ ‬در‭ ‬نقاط‭ ‬فوقانی‭ ‬با‭ ‬توجه‭ ‬به‭ ‬وجود‭ ‬نیروی‭ ‬کششی‭ ‬بین‭ ‬قطعات،‭ ‬اتصال‭ ‬بین‭ ‬این‭ ‬اعضاء‭ ‬نیازمند‭ ‬در‭ ‬نظر‭ ‬گرفتن‭ ‬ملاحظات‭ ‬متفاوتی‭ ‬است‭. ‬برای‭ ‬انتقال‭ ‬نیروی‭ ‬بین‭ ‬المان‌های‭ ‬کششی‭ ‬این‭ ‬اعضا‭ (‬میلگردهای‭ ‬درون‭ ‬قطعات‭) ‬از‭ ‬صفحات‭ ‬فلزی‭ ‬واسطی‭ ‬استفاده‭ ‬شده‭ ‬است‭ ‬که‭ ‬به‭ ‬صورت‭ ‬پیچ‭ ‬و‭ ‬مهره‭ ‬به‭ ‬یکدیگر‭ ‬متصل‭ ‬می‌شوند‭. ‬

طراحی‭ ‬حجمی‭ ‬

طراحی‭ ‬حجمی‭ ‬که‭ ‬از‭ ‬آن‭ ‬با‭ ‬عنوان‭ ‬Volumetric Design‭ ‬یاد‭ ‬می‌شود،‭ ‬مرحله‌ایست‭ ‬که‭ ‬می‌باید‭ ‬حجم‭ ‬مقاطع‭ ‬روی‭ ‬شبکه‌ی‭ ‬خطوط‭ ‬دیاگرام‭ ‬فرم‭ ‬سازه‭ ‬اعمال‭ ‬شود‭. ‬این‭ ‬مرحله‭ ‬از‭ ‬آن‭ ‬جهت‭ ‬دشوار‭ ‬و‭ ‬نیازمند‭ ‬به‭ ‬کارگیری‭ ‬قواعد‭ ‬نسبتا‭ ‬پچیده‌ی‭ ‬ریاضی‭ ‬است‭ ‬که‭ ‬می‌باید‭ ‬تناظر‭ ‬و‭ ‬پیوستگی‭ ‬خطوط‭ ‬مقاطع‭ ‬در‭ ‬محل‭ ‬اتصال‭ ‬بازوها‭ ‬حفظ‭ ‬شود‭. ‬برای‭ ‬نیل‭ ‬به‭ ‬این‭ ‬هدف‭ ‬ابتدا‭ ‬باید‭ ‬مقاطع‭ ‬بازوها‭ ‬در فاصله‌ی‭ ‬معینی‭ ‬از‭ ‬نقطه‌ی‭ ‬اتصال‭ ‬دیاگرام‭ ‬فرم‭ ‬قرارگیرد‭ ‬که‭ ‬تا‭ ‬از‭ ‬ایجاد‭ ‬تداخل‭ ‬بین‭ ‬مقاطع‭ ‬جلوگیری‭ ‬شود‭. ‬این‭ ‬فاصله‭ ‬برای‭ ‬هر‭ ‬یک‭ ‬از‭ ‬مقاطع،‭  ‬تابعی‭ ‬است‭ ‬وابسته‭ ‬به‭ ‬زاویه‭ ‬آن‭ ‬عضو‭ ‬با‭ ‬اعضای‭ ‬مجاور،‭ ‬و‭ ‬همچنین‭ ‬قطر‭ ‬قطعه‭ ‬مورد‭ ‬نظر‭ ‬و‭ ‬قطعات‭ ‬جانبی‭ ‬آن‭ ‬قطعه‭. ‬سپس‭ ‬برای‭ ‬یافتن‭ ‬تناظر‭ ‬و‭ ‬حفظ‭ ‬پیوستگی‭ ‬خطوط‭ ‬مقاطع‭ ‬از‭ ‬روش‭ ‬Convex Hull‭ ‬استفاده‭ ‬شده‭ ‬است‭. ‬در‭ ‬این‭ ‬روش‭ ‬می‭ ‬توان‭ ‬با‭ ‬ترسیم‭ ‬چند‭ ‬وجهی‭ ‬محدب‭ ‬در‭ ‬محل‭ ‬هر‭ ‬نقطه‌ی‭ ‬اتصال‭ ‬که‭ ‬نقاط‭ ‬تمام‭ ‬مقاطع‭ ‬چندضلعی‭ ‬حول‭ ‬آن‭ ‬نقطه‭ ‬را‭ ‬شامل‭ ‬می‌شود‭ ‬و‭ ‬بررسی‭ ‬نسبت‭ ‬خطوط‭ ‬بازوها‭ ‬با‭ ‬هرم‌های‭ ‬حاصل‭ ‬از‭ ‬این‭ ‬چند‭ ‬وجهی‭ ‬محدب،‭ ‬الگوی‭ ‬پیوستگی‭ ‬خطوط‭ ‬را‭ ‬به‭ ‬دست‭ ‬آورد‭. ‬


آنالیز‭ ‬سازه

پس‭ ‬از‭ ‬به‭ ‬دست‭ ‬آمدن‭ ‬الگوریتم‭ ‬طراحی‭ ‬حجمی،‭ ‬سازه‌ی‭ ‬طراحی‭ ‬شده‭ ‬با‭ ‬استفاده‭ ‬از‭ ‬یک‭ ‬نرم‭ ‬افزار‭ ‬تحلیل‭ ‬سازه‌ی‭ ‬المان‭ ‬محدود‭  ‬به‭ ‬نام‭ ‬Karamba‭ ‬مورد‭ ‬آنالیز‭ ‬قرار‭ ‬گرفت‭ ‬تا‭ ‬از‭ ‬یک‭ ‬طرف‭ ‬ضخامت‭ ‬هر‭ ‬یک‭ ‬از‭ ‬بازوها‭ ‬محاسبه‭ ‬شود‭ ‬و‭ ‬از‭ ‬طرف‭ ‬دیگر‭ ‬عملکرد‭ ‬سازه‌ای‭ ‬فرم‭ ‬طراحی‭ ‬شده‭ ‬مورد‭ ‬آزمایش‭ ‬قرار‭ ‬گیرد‭. ‬برای‭ ‬محاسبه‌ی‭ ‬ضخامت‭ ‬قطعات‭ ‬در‭ ‬این‭ ‬مرحله‭ ‬الگوریتمی‭ ‬نوشته‭ ‬شده‭ ‬است‭ ‬تا‭ ‬تناسب‭ ‬ابعاد‭ ‬مقطع‭ ‬قطعات‭ ‬را‭ ‬از‭ ‬دیاگرام‭ ‬نیرو‭ ‬استخراج‭ ‬کرده‭ ‬و‭ ‬بر‭ ‬اساس‭ ‬تحلیل‭ ‬عملکرد‭ ‬سازه‌ای‭ ‬و‭ ‬مقاومت‭ ‬مصالح‭ ‬انتخابی‭ ‬بهترین‭ ‬ضخامت‭ ‬برای‭ ‬هر‭ ‬یک‭ ‬از‭ ‬بازوها‭ ‬محاسبه‭ ‬شود‭. ‬


طراحی‭ ‬قالب‭ ‬قطعات

پس‭ ‬از‭ ‬انجام‭ ‬مراحل‭ ‬طراحی‭ ‬حجمی‭ ‬سازه،‭ ‬قالب‭ ‬هر‭ ‬یک‭ ‬از‭ ‬قطعات‭ ‬می‌باید‭ ‬با‭ ‬توجه‭ ‬به‭ ‬خصوصیات‭ ‬هندسی‭ ‬احجام‭ ‬طراحی‭ ‬شده‭ ‬و‭ ‬پتانسیل‌ها‭ ‬و‭ ‬محدودیت‌های‭ ‬دستگاه‌های‭ ‬تولید‭ ‬کننده‌ی‭ ‬قالب‌ها‭ ‬طراحی‭ ‬می‌شد‭. ‬با‭ ‬توجه‭ ‬به‭ ‬محدودیت‭ ‬بودجه‭ ‬در‭ ‬این‭ ‬پروژه‭ ‬از‭ ‬مصالح‭ ‬فوم‭ ‬پلی‌استایرن‭ ‬استفاده‭ ‬شده‭ ‬است‭ ‬که‭ ‬با‭ ‬استفاده‭ ‬از‭ ‬نوع‭ ‬خاصی‭ ‬از‭ ‬اپوکسی‭ ‬برای‭ ‬مصرف‭ ‬چند‭ ‬باره‭ ‬از‭ ‬هر‭ ‬قالب‭ ‬مقاوم‭ ‬شده‭ ‬است‭. ‬همچنین‭ ‬با‭ ‬توجه‭ ‬به‭ ‬ویژگی‭ ‬هندسی‭ ‬متفاوت‭ ‬بازوها‭ ‬و‭ ‬اتصالات، و‭ ‬برای‭ ‬صرفه‌جویی‭ ‬زمانی‭ ‬و‭ ‬اقتصادی،‭ ‬از‭ ‬دو‭ ‬روش‭ ‬برای‭ ‬ساخت‭ ‬هر‭ ‬یک‭ ‬از‭ ‬این‭ ‬اجزاء‭ ‬استفاده‭ ‬شد‭.‬

در‭ ‬مورد‭ ‬بازوها‭ ‬با‭ ‬توجه‭ ‬به‭ ‬انحنای‭ ‬یک‭ ‬جهته‌ی‭ ‬قطعات‭ ‬و‭ ‬تک‭ ‬قوسی‭ ‬بودن‭ ‬آن‌ها،‭ ‬از‭ ‬دستگاه‭ ‬برش‭ ‬سیم‭ ‬داغ‭ ‬چهار‭ ‬محوره‭ ‬استفاده‭ ‬شده‭ ‬است‭. ‬قالب‭ ‬هر‭ ‬بازو‭ ‬در‭ ‬واقع‭ ‬از‭ ‬دو‭ ‬قطع‭ ‬فوم‭ ‬برش‭ ‬خورده‭ ‬به‭ ‬روش‭ ‬سیم‭ ‬داغ‭ ‬تشکیل‭ ‬شده‭ ‬است‭ ‬و‭ ‬در‭ ‬ابتدا‭ ‬و‭ ‬انتهای‭ ‬آن‭ ‬قطعاتی‭ ‬از‭ ‬تخته‌ی‭ ‬چندلایی‭ ‬سی‭.‬ان‭.‬سی‭ ‬شده‭ ‬قرار‭ ‬دارد‭ ‬که‭ ‬محل‭ ‬دقیق‭ ‬لوله‌های‭ ‬مادگی‭ ‬را‭ ‬کنترل‭ ‬می‌کنند‭. ‬در‭ ‬کل‭ ‬سازه‭ ‬84‭ ‬بازو‭ ‬با‭ ‬ویژگی‭ ‬فوق‭ ‬وجود‭ ‬دارد‭ ‬که‭ ‬با‭ ‬توجه‭ ‬به‭ ‬تقارن‭ ‬مرکزی‭ ‬دیاگرام‭ ‬فرم‭ ‬و‭ ‬تشابه‭ ‬قطعات‭ ‬هر‭ ‬یک‭ ‬از‭ ‬سه‭ ‬بخش‭ ‬سازه،‭ ‬از‭ ‬28‭ ‬قالب‭ ‬برای‭ ‬تولید‭ ‬این‭ ‬قطعات‭ ‬استفاده‭ ‬شده‭ ‬است‭. ‬

اما‭ ‬قطعات‭ ‬اتصالی‭ ‬که‭ ‬در‭ ‬محل‭ ‬تقاطع‭ ‬بازوها‭ ‬قرار‭ ‬گرفته‌اند‭ ‬و‭ ‬نقش‭ ‬قطعه‌ی‭ ‬واسط‭ ‬و‭ ‬تعیین‭ ‬کننده‌ی‭ ‬زاویه‌ی‭ ‬بین‭ ‬آن‌ها‭ ‬را‭ ‬ایفا‭ ‬می‌کنند،‌‭ ‬به‭ ‬علت‭ ‬دوقوسی‭  ‬بودن‭ ‬از‭ ‬پیچیدگی‭ ‬بیشتری‭ ‬برای‭ ‬ساخت‭ ‬برخوردارند‭. ‬برای‭ ‬برش‭ ‬فوم‭ ‬پلی‭ ‬استایرن‭ ‬در‭ ‬این‭ ‬قطعات‭ ‬می‌باید‭ ‬از‭ ‬دستگاه‭ ‬سی‭.‬ان‭.‬سی‭ ‬سه‭ ‬محور‭ ‬استفاده‭ ‬می‌شد‭ ‬که‭ ‬این‭ ‬امر‭ ‬نیازمند‭ ‬تقسیم‭ ‬هر‭ ‬قالب‭ ‬به‭ ‬قطعاتی‭ ‬بود‭ ‬که‭ ‬با‭ ‬محدودیت‌های‭ ‬دستگاه‭ ‬مورد‭ ‬نظر‭ ‬همخوانی‭ ‬داشته‭ ‬باشد‭ ‬و‭ ‬محل‭ ‬دقیق‭ ‬لوله‌های‭ ‬نری‭ ‬نیز‭ ‬در‭ ‬آن‌ها‭ ‬تعبیه‭ ‬شده‭ ‬باشد‭. ‬


اتصالات‭ ‬تکیه‌گاهی‭ ‬

در‭ ‬محل‭ ‬اتصال‭ ‬فرم‭ ‬سازه‭ ‬به‭ ‬زمین،‭ ‬از‭ ‬سه‭ ‬ورق‭ ‬فلزی‭ ‬به‭ ‬ضخامت‭ ‬15‭ ‬میلیمتر‭ ‬استفاده‭ ‬شده‭ ‬است‭ ‬و‭ ‬روی‭ ‬هر‭ ‬ورق‭ ‬سه‭ ‬قطعه‌ی‭ ‬فلزی‭ ‬برای‭ ‬اتصال‭ ‬بازوهای‭ ‬تحتانی‭ ‬بتنی‭ ‬به‭ ‬تکیه‭ ‬گاه‌ها‭ ‬تعبیه‭ ‬شده‭ ‬است‭. ‬اتصال‭ ‬قطعات‭ ‬بتنی‭ ‬به‭ ‬پایه‌ها‭ ‬به‭ ‬صورت‭ ‬نر‭ ‬و‭ ‬ماده‭ ‬و‭ ‬خشکه‭ ‬می‌باشد‭. ‬برای‭ ‬جلوگیری‭ ‬از‭ ‬نیروی‭ ‬رانشی‭ ‬که‭ ‬میزان‭ ‬آن‭ ‬بر‭ ‬اساس‭ ‬مولفه‌ی‭ ‬افقی‭ ‬بردار‭ ‬عکس‌العمل‭ ‬تکیه‌گاهی‭ ‬در‭ ‬دیاگرام‭ ‬فرم‭ ‬تعریف‭ ‬شده‭ ‬است،‭ ‬هر‭ ‬یک‭ ‬از‭ ‬سه‭ ‬تکیه‭ ‬گاه‭ ‬به‭ ‬وسیله‌ی‭ ‬قوطی‌های‭ ‬فلزی‭ ‬به‭ ‬دو‭ ‬تکیه‭ ‬گاه‭ ‬دیگر‭ ‬متصل‭ ‬شده‭ ‬است‭.‬جم‭ ‬138‭ ‬متر‭ ‬مکعب

 


چاپ