کاربندی

یکی از مباحث مهم در فهم تاریخ معماری ایران، مطالعه و دسته بندی تاق پوش ها است، کاربندی و رسمی بندی، عناصر تاقی مبتنی بر الگوهای هندسی هستند که ریشه در نبوغ هندسه ترسیمی معماران ایرانی دارند. علیرغم اهمیت این عناصر تاقی، در تعاریف استادکاران و پژوهشگران از ماهیت آنها و دسته بندی های ارائه شده، اختلاف نظر و حتی تناقضاتی وجود دارد که این امر درک مفاهیم پایه، توسعه ساختارهای جدید و نوآوری را با مشکلاتی مواجه می سازد. مسئله اصلی این پژوهش یافتن تفاوت بین کاربندی و رسمی بندی از منظر مکان اجرا و نحوه کاربست شان می باشد و هدف تحقیق شفاف سازی مفاهیم کاربندی و رسمی بندی و رسیدن به یک دسته بندی جامع بر مبنای ساختگاه و نحوه کاربست آنها است. برای رسیدن به این هدف، ابتدا آرا و نظریات موجود در زمینه کاربندی و رسمی بندی مورد کنکاش قرار گرفت تا تعریف مشخصی از کاربندی و رسمی بندی ارائه گردد. سپس گونه های مختلف آنها با در نظر گرفتن مولفه های مکانی و ساختاری به دست آمدند. این پژوهش از نوع تحقیق های بنیادی نظری می باشد و به روش تحلیلی توصیفی کار شده و اطلاعات لازم از طریق مطالعات میدانی، مشاهده عینی و بررسی های کتابخانه ای جمع آوری شده اند. با توجه به این نکته که استادکاران و پژوهشگران، عناصر متشکل از باریکه تاق های متقاطع که در قالب هندسه وتری ترسیم و اجرا می شوند را «کار» نامیده اند، نتایج تحقیق نشان می دهد که هر چند مؤلفه باربری، مهمترین وجه تمایز کارهای مختلف است، ولی استقرار کارها در پوشش اصلی یا پوشش زیرین نمی تواند ملاک تشخیص کاربندی از رسمی بندی باشد و برای تشخیص این دو از همدیگر باید مؤلفه های محل کاربست، خصوصیات شکلی، خصوصیات ساختاری، نقش ساختمانی و کاربرد، جنس مصالح باریکه تاق ها و نقش سازه ای، لحاظ گردد. در نهایت یک دسته بندی جامع از گونه های مختلف کاربندی و رسمی بندی بر مبنای مؤلفه های مذکور ارائه گردید.

کاربندی، یکی از الگوهای پوشش تاقی است که ریشه در روش های دقیق هندسه ترسیمی دارد. این الگو به سبب داشتن هندسه مقیّد، از انعطاف زیادی برخوردار نبوده و در معماری ایران نیز تنها در زمینه های مشخص به کار رفته است. لذا همواره این سؤال مطرح است که روش های رایج ترسیم کاربندی چه محدودیت ها و مقتضیاتی دارند؟ و با شناخت این محدودیت ها و مقتضیات، چگونه می توان کاربردهای کاربندی را گسترش داد؟ تحقیق حاضر، با هدف پاسخ گویی به سؤالات مذکور شکل گرفته است؛ لذا به منظور یافتن محدودیت ها و الزامات هندسی کاربندی، ابتدا کاربندی های بازار تاریخی تبریز را بررسی و تحلیل می کند، سپس با در نظر گرفتن الزامات یافته شده، در صدد رسیدن به روشی است تا بتواند بر محدودیت های هندسی کاربندی فائق آمده و استفاده های آن را گسترش دهد. این پژوهش، با روش استدلال منطقی و با جمع آوری اطلاعات از طریق مشاهده عینی، بررسی های کتابخانه ای و مدل سازی رایانه ای، به ارائه راه حل هایی در جهت افزایش تنوع زمینه های کاربندی پرداخته است. نتایج بررسی نمونه های مطالعاتی نشان می دهد که شروط لازم و کافی برای پیاده سازی دقیق هندسه یک کاربندی n ضلعی در زمینه های چهار ضلعی این است که اولاً دو زاویه مقابل چهار ضلعی زمینه مکمل باشند، ثانیاً هر چهار زاویه به دست آمده از ترسیم یکی از اقطار آن، مضربی از حاصل تقسیم °180 بر تعداد اضلاع کاربندی باشد، ثالثاً مرکز دایره محیطی، داخل چهار ضلعی زمینه قرار گیرد. سپس با در نظر گرفتن شروط مذکور، روشی ارائه شد که در مقایسه با روش های ترسیمی موجود، محدودیت های کمتری دارد و استفاده از کاربندی را در زمینه های نامنتظم نیز ممکن می کند.

در برخی موارد شکل زمینه کاربندی به گونه ای است که از ترکیب مربع و مستطیل به  دست نمی آید. این زمینه ها غیرمتداول بوده و به ندرت دیده می شوند. در شرایط خاص، هندسه کاربندی را می توان بر زمینه های غیرمنتظم هندسی پیاده سازی کرد. کتاب ها و مقاله های نوشته شده در مورد هندسه انواع کاربندی ها همگی بیشتر به شیوه ترسیم کاربندی در زمینه های منتظم و متداول پرداخته اند. کمبود چنین نگاهی در میان بسیاری از مطالعات انجام شده منجر به بررسی چگونگی ترسیم کاربندی در زمینه های غیر متداول و نامنتظم شده است. بدین منظور، در این مقاله پس از تقسیم بندی زمینه های کاربندی، اطلاعات مربوط به نمونه های واقعی در زمینه های غیرمنتظم از طریق مشاهده و برداشت مستقیم میدانی به دست می آید. سپس نمونه های موجود در تومار میرزا اکبر با مطالعات کتابخانه ای ترسیم می شوند. پس از آن، نظام هندسی نمونه ها با نرم افزار اتوکد مدل سازی می شوند. هدف تحقیق مشخص کردن هندسه کاربندی ها در زمینه های غیرمعمول از منظر شکل پلان زمینه است. یافته های این پژوهش نشان می دهند تعداد اضلاع اصلی ترین وجه تمایز این کاربندی ها از بقیه کاربندی ها می باشد. عواملی همچون تعداد اضلاع کاربندی، فواصل اتصال، شکل زمینه و غیره در شیوه ترسیم انواع کاربندی ها موثر هستند.

با توجه به قابلیت های هندسی و سازه ای که در کاربندی مشهود است، این ساختار در ادوار مختلف تاریخ ایران توسعه فراوانی نموده و گونه های فراوانی از آن منشعب شده است. فقدان ادبیات مشترک میان معدود منابع موجود در زمینه های ترسیم کاربندی و نیز اصطلاحات خاص هرکدام، مانعی در درک درست این شیوه ها است. در این پژوهش ابتدا داده های مربوط به هندسه نظری (پلان و طرح سه بعدی) کاربندی ها بر اساس آموزه های استادکاران سنتی، جمع آوری شد؛ سپس تلاش شد تا برای کسب شناخت بیشتر این عنصر معماری اسلامی، با ایجاد نظمی منطقی در مطالب پراکنده قبلی، دسته بندی مشخص ایجاد شود. ابتدا نمونه های مختلف از نظر شکل هندسی و کاربری فضایی آن ها بر اساس آموزه های استادکاران سنتی و پژوهشگران مختلف در این گستره، دسته بندی شده سپس به مقایسه آن ها پرداخته می شود؛ بنابراین شیوه پژوهش حاضر علی- مقایسه ای است. گردآوری اطلاعات به روش مشاهده مستقیم و گرفتن عکس از نمونه ها بوده و در تحلیل آن ها از منابع کتابخانه ای و اسناد مرتبط استفاده شده است. بنابر یافته های پژوهش، هریک از استادکاران شیوه خاص خود را برای گونه شناسی کاربندی ها ارائه داده اند. در روش های سنتی ترسیم کاربندی، گام ابتدایی تعیین بستر یا زمینه کاربندی بر اساس شکل و تناسبات بستر ادامه می یابد. در بررسی پوشش هایی که دارای کاربندی هستند، ساختار شکلی پلان بر روی فرم کاربندی، تأثیرگذار است. این بدان معناست که در یک زمینه مشخص با نسبت طول به عرض مشخص می توان کاربندی های خاصی را پیاده کرد که عوامل گوناگونی روی آن ها تأثیرگذارند. عوامل گوناگون در اختیار معمار مجری بر تصمیم گیری های او درباره جزئیات این ویژگی ها تاثیر می گذارد. مطالعه کاربندی نیازمند نگاهی همه جانبه است؛ نگرشی که ملاحظات ساختاری و شکلی را به طور توأمان در نظر گیرد. کاربندی ها بر اساس تناسبات چندضلعی زمینه، موقعیت قرارگیری شمسه نسبت به اضلاع زمینه، تعداد، زوج یا فرد بودن اضلاعشان، نحوه قرارگیری و تداخل چهارگوش های زمینه، نحوه اتصال نقاط تقسیم روی دایره محیطی چندضلعی زمینه و... نام گذاری و دسته بندی می شوند.

کاربندی یکی از عناصر اصیل معماری ایرانی، حاصل ذوق و تسلط معماران ایرانی بر علم ریاضیات و هندسه بوده است. در استفاده از کاربندی ها، زمینه (پلان یا کارشیو) یکی از ارکان جدایی ناپذیر فرآیند طراحی می باشد و همواره این سؤالات مطرح بوده است که چگونه می توان برای یک زمینه، به سادگی کاربندی های مربوط به آن را پیدا نمود؟ زمینه های منتظم موجود در کاربندی ها با چه مفاهیم مشترک تکرار شونده هندسی تکرار می شوند؟ پژوهش حاضر با اتکا بر برهان های ریاضی و گزاره های قاعده مند و مبتنی بر علم هندسه و احکام بدیهی در صدد پاسخگویی به سؤالات مذکور است؛ لذا روش تحلیل به کار رفته در آن روش توصیفی و استدلال منطقی است که اطلاعات لازم در مورد کاربندی به صورت مطالعات کتابخانه ای، بررسی مقالات داخلی و خارجی، مشاهدات میدانی و مدل سازی های رایانه ای گردآوری شده است. نخست تمامی کاربندی های ممکن، ترسیم و مدل سازی شده و سپس زمینه های موجود در آن ها بررسی و کنکاش شدند. سپس شماره کاربندی ها، n ، نوع آن، m و الگوی تکرار برای زمینه های منطبق ، مربع، مستطیل، مثلث متساوی الاضلاع و چندضلعی منتظم مشخص شده است. نشان داده شد که برای هر k ضلعی منتظم جمله عمومی الگوی تکرار آن به ازای k ≥ ۳ به صورت a n =kn * n k,nϵN می باشد. در ادامه، نشان داده شد که تمامی کاربندی های زوج با شماره بزرگ تر از چهار، منطبق بر زمینه پر کاربرد مستطیلی خواهند بود. رابطه بین طول وتر در هندسه پلانی کاربندی، ارتفاع کاربندی و مساحت شمسه نیز ارزیابی شد. نتایج ارزیابی حاکی از آنست که برای یک شماره ثابت n ، هرچقدر در نوع آن کاربندی، m ، پیش می رویم، طول وتر، دهانه قوس، ارتفاع کاربندی و تعداد تقسیم بندی های داخلی در هندسه کاربندی افزایش و مساحت شمسه کاهش می یابد. همچنین برای یک نوع خاص m ، با افزایش شماره ، n ، طول وترها و در نتیجه ارتفاع کاربندی کاهش و مساحت شمسه افزایش می یابد.

کاربندی یکی از الگوهای اصیل و کهن در معماری ایرانی و حاصل شناخت معماران ایرانی نسبت به علم هندسه و ریاضیات پیشرفته است. باززنده سازی این الگو مستلزم شناخت کافی نسبت به تمامی ابعاد موضوع نظیر، گونه شناسی، شناخت ویژگی های هندسی، ساختاری و اجرایی آن است. در این راستا در این مقاله سعی شده است به گونه شناسی کاربندی پرداخته شود و در ضمن این گونه شناسی نیز به تدوین ساختار هندسی کاربندی رسمی در قالب جدول هندسی/ حسابی پرداخته شود. از آنجا که این تحقیق به کمک سامانه های صوری-ریاضی انجام شده و به میزان زیادی به گزاره های قاعده مند وابسته می باشد، لذا روش تحقیق این پژوهش روش استدلال منطقی است. در این مقاله ابتدا به تاریخچه کاربندی سپس تعاریف اصطلاحات تخصصی و در نهایت نیز به گونه شناسی انواع کاربندی پرداخته شده است. یکی از یافته های این مقاله تدوین ساختار هندسی کاربندی رسمی است که قابلیت سامان دهی تمامی مصادیق مربوطه را دارد، از دیگر یافته های این مقاله، معرفی و نامگذاری کاربندی رسمی منفرد دو پا،کاربندی رسمی مرکب،کاربندی رسمی خاص و همچنین معرفی گونه کاربندی غیر ساده و پنج زیر شاخه آن یعنی، کاربندی پرور، سوار، دو چفدی، گسترش و درون زا می باشد که تاکنون کمتر مورد بررسی قرار گرفته اند.

پوشش یزدی بندی یکی از مهم ترین عناصر معماری ایرانی محسوب می شود و در این مقاله با در نظر گرفتن آن به عنوان یکی از انواع کاربندی آسمانه بناهای معماری ایران، و با هدف دسته بندی، تحلیل هندسی و بررسی سازه ای، سعی در بیان یک تعریف و بررسی ویژگی های این پوشش معماری شده است. در این راستا، ابتدا با کنکاش در هندسه دو مورد از تاق های کهن معماری ایران سعی در پی یافتن خاستگاه شکل گیری هندسه یزدی بندی شده است و پس از دسته بندی انواع یزدی بندی ها، تحلیل هندسی و سازه ای آن ها در دستور کار بوده است. بنابر یافته های پژوهش، شرط اطلاق یزدی به یک کار، وجود آلت هندسی "سینه فخری" عنوان شده است و کار یزدی بندی در زمینه هندسه و نقش سازه ای به دو دسته: 1. یزدی هایی که در پی تحول هندسی و سازه ای رسمی بندی به وجود آمده اند و به نظر می رسد هندسه آن ها بر پایه شبکه ترسیمات رسمی بندی به وجود می آید و 2. یزدی هایی که با بررسی آن ها نتیجه می شود که هم از لحاظ هندسی و سازه ای و همچنین روش ساخت از فرمول مقرنس پیروی می کنند دسته بندی می شود. پژوهش حاضر به روش مشاهده مستقیم مصادیق مرتبط با موضوع مقاله تدوین شده است و در تحلیل نمونه ها از منابع کتابخانه ای و اسناد مرتبط استفاده شده است.

گسترش کاربندی یکی از شیوه های ایجاد پوشش های متنوع در معماری سنتی بوده و کاربندی گسترش یافته بخش مهمی از آثار تاریخی معماری ایران را تشکیل می دهد. با این حال این نوع کاربندی در گونه شناسی های انجام شده جایگاه قابل توجهی نداشته و تا کنون پژوهشی هدفمند در زمینه چگونگی این بسط و گسترش صورت نگرفته و هر آنچه با این مضمون مشاهده شده، مطالعات پراکنده ای است که در خلال سایر پژوهش ها آمده است. پژوهش حاضر با هدف فهم بیشتر سازه های سنتی به بررسی هندسه نظری بسط و گسترش کاربندی، توسعه زمینه برای رسیدن به تنوع بیشتر و الزامات پیاده سازی کاربندی در زمینه های جدید پرداخته است. روش پژوهش به شیوه تحلیل توصیفی و استدلال منطقی با بررسی گزاره های هندسی است. جمع آوری اطلاعات از طریق بررسی های کتابخانه ای و مدل سازی رایانه ای انجام شده و جهت تدقیق بررسی ها، کاربندی 16 به عنوان نمونه مورد مطالعه انتخاب شده است. نتایج پژوهش نشان می دهد کاربندی گسترش یافته گونه مفصلی از کاربندی ها است که از تقاطع دو یا چند زمینه مادر همسان یا غیر همسان شکل گرفته است و با توجه به دو مؤلفه زمینه و فاصله اتصال، فرم های متنوعی را ایجاد می نماید. زمینه کاربندی گسترش به سه روش هندسه محیطی، هندسه غیرحذفی و هندسه حذفی قابل شکل گیری است. لذا این نوع کاربندی در انواع زمینه های چندضلعی منتظم، غیرمنتظم با تقارن محوری و غیرمنتظم بدون تقارن محوری با شرایط خاص خود قابل پیاده سازی است. در هندسه های محیطی شرایط فاصله اتصال همانند کاربندی در زمینه مادر است، اما در هندسه های حذفی و غیرحذفی تعداد تقسیمات میان دو پایه مجاوری که بیشترین فاصله را از هم دارند، تعیین کننده حداقل فاصله اتصال در آن ها است.

شناسایی دقیق تر جزئیات ترسیم ویافتن ارتباط بین فرمول های ریاضی با اشکال هندسی خود پیش نیازارائه راهکاری نوین برای ترسیم انواع کاربندی می باشد. امروزه به دلیل تغییر شیوه و ابزار ترسیمات ارائه راهکارهایی نوین برای افزایش دقت و سرعت ترسیم اشکال پیچیده هندسی مخصوصا کاربندی بیشتر حس می شود. یافتن زاویه بین قطر دایره و طول مستطیل محاط در دایره، راهکاری نوین بر پایه فرمولی جدید، جهت فراگیری ساده تر و سریعتر روش های ترسیم انواع کاربندی با تعداد ضلع زوج و در زمینه مستطیل شکل ارائه می دهد. در خصوص کاربندی تاکنون هیچ منبع مکتوب کاملی به دست نیامده است. پژوهشگران در گستره کاربندی بیشتر به شیوه های ترسیم آن هم به شکل متفاوت با یکدیگر پرداخته اند. این پژوهش برای نخستین بار به ارائه راهکاری نوین و ساده جهت ترسیم اشکال هندسی کاربندی بر پایه فرمول ریاضی مشخص می پردازد. روش داده اندوزی به صورت مطالعه منابع کتابخانه ای ومحاسباتی می باشد. هدف کلی این مقاله، تحلیل حسابی و هندسی روش های گوناگون ترسیم کاربندی جهت دستیابی به ارائه راهکاری نوین می باشد. نتیجه حاصل از تحقیق، مبین این مطلب است که با دانستن دو پارامتر تعداد ضلع کاربندی و اندازه زاویه بین قطر دایره و طول مستطیل محاط در دایره، به راحتی می توان انواع کاربندی های با تعداد ضلع زوج در زمینه مستطیل را ترسیم نمود.

رسمی بندی در دو حالت یک پا و دوپا کاربرد دارد. عدم به کارگیری آن ها در زمینه دلخواه، ضعف این نوع از کاربندی ها محسوب می شود که در نوع دوپا، به علت قرارگیری پاها در خارج از کنج ها و روی نقاط مشترک زمینه که خود باعث ایجاد هندسه پیچیده تر می شود، بیشتر ملموس است. ازاین رو بررسی هندسه دوبعدی رسمی دوپا شاغولی، آشنایی با ابعاد و نسبت های زمینه اجرای آن ها ضروری به نظر می رسد. پرسش پژوهش آن است که تغییرات فراوانی شیوه های اتصال، تناسب ابعادی و نسبت های هندسی زمینه رسمی های دوپا قالب شاغولی چگونه است؟ و مناسب ترین زمینه هندسی رسمی های دوپا قالب شاغولی، براساس نسبت های طلایی فیبوناچی و عدد طلایی Φ کدام است؟ بر این اساس، مبتنی بر مطالعات کتابخانه ای و تحلیل های نظری، از طریق دایره محیطی، هندسه نظری 185 حالت از رسمی های دوپای 8 تا 24 قالب شاغولی بررسی شده و با حذف آلت سنبوسه، به طبقه بندی انواع، حالت های اتصال و تعداد حالت های ممکن در این نمونه ها پرداخته شده است. درنهایت، بهترین حالات رسمی دوپا برای طول و عرض زمینه ها مشخص شده و زمینه های مناسب براساس نسبت های طلایی فیبوناچی و عدد طلایی Φ معرفی شده است. نتایج نشان می دهد که تعداد زیادی از زمینه های رسمی دوپا از قوانین نسبت های طلایی فیبوناچی و عدد طلایی Φ پیروی می کنند. رسمی های دوپا از حالت اتصال 3 به 3 آغاز می شوند و با افزایش نوع رسمی دوپا از 8 به 24، فراوانی آن رسمی نیز بیشتر یا برابر رسمی دوپای قبل از خود می شود. به ازای هر مرحله بالاتر از نوع رسمی دوپای 8، حالت اتصال، تصاعدی می شود؛ بنابراین هرچه تعداد اتصالات بیشتر شود، فراوانی تعداد رسمی های دوپا نیز بیشتر خواهد بود. رسمی دوپای 8، کمترین تعداد فراوانی (یک نوع حالت) و رسمی دوپای 22 و 24، بیشترین تعداد فراوانی (48 نوع حالت مختلف) را دارد. شعاع شمسه نیز در حالت های مختلف اتصال رسمی های دوپا، برای تمام نمونه ها یکسان است.