سازه های طبیعی

الهام از طبیعت برای پاسخگویی به مسائل علمی در حوزه های گوناگون دانش، هدف بیونیک در رشته های مختلف است که در طراحی و ساخت سازه های معماری نیز نقش های مختلفی را پذیرفته است. در این میان، به منظور افزایش شناخت رابطه میان سازه در طبیعت و معماری، راهکار و نگرش طبیعت در برابر نیروهای محیطی از طریق کارآمدترین ترتیبات سازه ای می تواند در معرفی الگوهای باربری برای سازه های معماری گسترش یابد. در این راستا، هدف اصلی این پژوهش دسته بندی وجوه گوناگون الگوهای باربری با بررسی نمونه های گوناگونی از ساختارهای موجود از سازه های طبیعی خمش محور است. در این نوشتار با تکیه بر یک روش توصیفی و تحلیلی و با استفاده از ادبیات حوزه های اصلی پژوهش، الگوهای باربری در این نوع سازه ها در قالب بررسی دو وجه، شامل رویکرد راه حل های باربری و ماهیت راه حل های باربری تبیین شده است. در وجه اول، چگونگی پاسخ سازه و در وجه دوم، ویژگی پاسخ سازه در برابر نیروهای محیطی مورد بحث است. نتیجه اصلی پژوهش آن است که سازه های طبیعی به جای مقاومت در برابر نیروها، به طور عمده از روش مدیریت نیروها استفاده می کنند. در بحث ارائه شده، لزوم توجه دقیق به فرایند پیچیده انتقال این الگوهای باربری از طبیعت به حوزه سازه های معماری نیز مدنظر است.

در طراحیِ ساختمان­های بلند با توجه به خوانایی این بناها در زمینه­ی شهری، توجه به پیکربندی معماری آن از اهمیتِ بالایی برخوردار است. رعایت ملاحظاتِ سازه­ای مطابق با ضوابط و آیین­نامه­های ملاک عمل، در حال حاضر باعثِ ایجاد بناهایی با بازدهی سازه­ای بالا و جذابیت معماری پایین گردیده­است. هدفِ این پژوهش ارائه­ی رویکردی مبتنی بر اصولِ بیومیمیکری بود که با الگوبرداری از خصوصیات یک سازواره (گیاهان سمپادیال، درخت نارون) شاهد افزایش کارائی در حین جذابیتِ بصری در پیکربندی ساختمان­های بلند باشیم. این پژوهش از بعدِ هدف، پژوهشی کاربردی توسعه­ای و از بعدِ ماهیت پژوهشی توصیفی- تحلیلی- شبیه­سازی بوده، روش گردآوری اطلاعات به سه روش کتابخانه­ای (فیش­برداری)، میدانی (برگه مشاهده) و استفاده از سایت­های اینترنتی صورت گرفته بود. در این پژوهش، پیکربندی گیاهانی که از نظرِ ساختاری با ساختمان‌های بلند دارای شباهت بودند مورد بررسی قرار گرفته و یکی از نزدیکترین پیکربندی­ها به ساختمان­های بلند انتخاب و اصول اصلی پیکربندی آن استخراج شد. سپس اصول استخراج شده به یک ساختمانِ بلندِ مشابه تعمیم داده شد و ساختمان موجود در کنارِ دو نمونه­ی شاهد که از سیستم سازه‌های متعارف بهره می­برد در فضای نرم افزار ترسیمی به مدل سه بعدی تبدیل و پس از آن در نرم افزار محاسباتیEtabs و Sap مدل­سازی، مقاطع سازه­ای مشخص و با نمونه­ی شاهد مقایسه شد. در این فرآیند مشخص شد، مقادیر مصالح مصرفی به صورت میانگین، (34 درصد فولاد و 24 درصد بتن) کمتر از نمونه­های شاهد ‌بود. با مقایسه پیکربندی حاصل شده از مدل بایونیکی در کنار سیستم‌ سازه ای شاهد مشخص گردید، علاوه بر پیکربندی سازه­ای متفاوت و قابل توجه، عملکرد سازه­ای در مدل بایونیکی مطلوب تر بوده به نحوی که علاوه بر داشتن یک فرم پویا مصرف متریال باربر در آن به اندازه­ی قابل توجهی کاهش پیدا کرده است.