سطوح غشایی

سازه های غشایی به سبب ویژگی هایی همچون قابلیت حمل و نقل، سهولت در برپایی و برچیدن و همچنین سبک بودن، از دیرباز مورد استفاده بسیاری از مردم به ویژه عشایر بوده است. امروزه نیز به سبب وزن کم و قابلیت بالای این سازه ها در خلق فرم های بدیع، زیبا و متنوع توجه بسیاری از طراحان و معماران به این سازه ها بیش از پیش جلب شده است. با پیدایش کامپیوترها و پیشرفت در روش های محاسباتی، در زمینه فرم یابی سازه های غشایی پژوهش های گسترده ای صورت گرفته است. از آنجایی که هندسه سطوح غشایی فرم آزاد توسط روابط ریاضی پیچیده تعریف می شوند، فرم یابی این سطوح نیز فرآیندی پیچیده و زمان بر می باشد. هدف این پژوهش، بررسی انواع روش ها و فرآیند فرم یابی سازه های غشایی فرم آزاد و ارائه الگویی برای این فرآیند می باشد. برای این منظور، با مطالعه منابع کتابخانه ای، انواع سازه های غشایی و روش های فرم یابی آن ها و نرم افزارهای مورد استفاده در این حوزه مورد بررسی قرارگرفت. درنهایت، با فرم یابی یک سطح غشایی به روش رایانشی توسط نرم افزار راینو و پلاگین گرس هاپر و افزونه کانگورو الگوریتمی برای نحوه انجام فرآیند طراحی و فرم یابی هندسی این نوع سازه ها ارائه گردید. الگوریتم ارائه شده طراح را قادر می سازد تا بتواند هرنوع سازه غشایی با فرم آزاد را طراحی و فرم یابی کند.

با پیدایش کامپیوترها و پیشرفت در روشهای محاسباتی، پژوهشهای گستردهای در زمینه بهینهسازی صورت گرفتهاست. نتایج حاصل از مطالعات و بررسیهای پژوهشهای موجود در زمینه بهینهسازی معماری، حاکی از این بود که بدلیل کیفی بودن بسیاری از پارامترهای معماری و دشواری در تبدیل آنها به پارامترهای کمی در جهت ورود دادههای عددی به محاسبات کامپیوتری، بسیاری از این پارامترها کمتر مورد توجه بودهاند. هدف این پژوهش، ارائه الگوریتمی برای فرآیند بهینهسازی معماری پارامتر تناسبات مقیاس در طراحی یک سطح غشایی فرمآزاد میباشد. برای این منظور، مفهوم بهینهسازی معماری و روشها و نرم افزارهای مورد استفاده در این حوزهها مورد بررسی قرارگرفت و با تعریف یک سری الزامات فرضی، یک سازه غشایی از نوع چادری مخروطی با فرم آزاد طراحی و فرمیابی شد. درنهایت، یک سری از مولفههای کیفی پارامتر تناسبات مقیاس به مولفه-های کمی ترجمه شده و بهینهسازی معماری در دو حالت کمی(توسط افزونه گالاپاگوس) و کیفی(با نظر طراح) مطابق الگوریتم ارائه شده تا دستیابی به نتیجه مطلوب انجام گرفت. ملاک اصلی حصول به نتیجه مطلوب تایید طراح میباشد. درواقع، نرم-افزارها و محاسبات در جهت صرفهجویی در زمان و انرژی به کمک طراح میآیند لیکن در نهایت این نظر طراح است که کل فرآیند را هدایت میکند.