Logo
Logo

طراحی سایت و سئو توسط سرمد


بازگشت به بلاگ

سازه های چوبی نوین



blog

چکیده

در یک تحقیق انجام شده در آزمایشگاه ساخت و ساز چوب در دانشگاه EPFL  رابطه عمیق بین علوم مهندسی و مفاهیم معماری مورد توجه قرار گرفته و همچنین جنبه های جدید این رابطه بررسی شده است. ساخت و ساز سازه های چوبی با توجه به چالش های توسعه پایدار جهانی، آینده بسیار خوبی دارد. مزایای سازه هایی چوبی به خوبی شناخته شده اند به عنوان مثال میتوان به مصرف انرژی کم برای تولید قطعات ساختمان (تخته ها ، تخته ها ، تیرها و غیره) اشاره کرد. صرفه جویی در زمان و مصرف انرژی نیز در مونتاژ سازه های چوبی و فرآیندهای برچیده شدن آن قابل توجه است. اما چالش های توسعه پایدار همچنان برای روش معماری وجود دارد. چگونه می توان فرآیند نوآوری رسمی و فناوری را در چشم انداز پایداری معرفی کرد؟

مقدمه

در طی دو قرن اخیر، همه گیری، اول از فولاد، سپس بتن آرمه، در تحقیقات و کاربردهای مربوط به رشته مهندسی عمران و علوم مواد، شکاف عظیمی در دانش ما از چوب به عنوان یک مصالح سازه ای برای مهندسی به وجود آورده است. بخش زیادی از دانش شهودی سازندگان و پیشینیان نجار ما تا قرن 18  با ظهور "مهندسی پل و جاده"  از بین رفته است. در همین حال، استفاده از چوب به عنوان مصالح ساختمانی توسط مهندسان و معماران مدرن به سختی تحول یافته است، و همیشه در سطح اهمیت کمتری نسبت به فولاد و بتن قرار داشته اند. آزمایشگاه تحقیقاتی IBOIS پیشنهاد می کند خانواده جدیدی از سازه های چوبی را بر اساس اصول سازه صفحه های تاشو اریگامی و پارچه های نساجی بررسی و توسعه دهد. در این زمینه و در چارچوب چندین مطالعه موردی، یکی از اهداف اصلی ایجاد یک سیستم ساختاری نوآورانه با خصوصیات مختصر زیبایی شناختی، مکانی و ساختاری است. بنابراین، این پژوهش چالش های مهم در مرزهای حوزه معماری و مهندسی عمران را مورد بررسی قرار می دهد.

 

تا کردن اریگامی؛ توضیحات ریاضی؛ انجام آزمایش

 

خانواده جدیدی از سازه ها

استفاده از اصول اریگامی و منسوجات در ساخت سازه های بدست آمده از چوب به خودی خود یک اختراع است. زیرا ساختارهای مهندسی عمران برای دستیابی به کیفیت باربری بیش از هر چیز به سازه های مستحکم نیاز دارند - تیرها ، ستونها ، عناصر ساختمانی که اجزای تشکیل دهنده یک جزء از یک سازه بزرگتر هستند. جامعه ما عادت ندارد که با استفاده از عباراتی مانند "اریگامی" ، "نساجی" یا "الوار" در مورد چنین سازه ها و تجهیزات اصلی مهندسی عمران فکر کند. کلمه "نساجی" معمولاً حاوی مفهوم نرمی است و کلمه "اریگامی" مفهوم اساسی شکنندگی است که به کلی با سازه های مهندسی مطابقت ندارد. در حال حاضر، تکنیک های "اریگامی" و "نساجی" طیف وسیعی از کاربردها و تفسیرها را دارند، اما هیچ تلاش قبلی برای اتصال کیفیتها و فناوریهای تولید آنها با مقیاس ساختمان های چوبی انجام نشده است. اختراع پارچه های سازه ای چوب به چشم انداز آینده و درک گذشته نیاز دارد تا از یک فرایند برنامه ریزی یکپارچه استفاده کند، جایی که جنبه های صنایع دستی، تکنیکی، زیبایی شناسی و مهندسی سازه همانطور که درست قبل از انقلاب "عصر روشنگری" گرد هم آمده اند، اما این بار با استفاده از روشها و ابزارهای مهندسی معاصر.

استفاده از اصول و منسوجات اریگامی در مقیاس ساختمان نیز اختراعی در حوزه معماری و رویکردهای خاص معماری معاصر است. منبع خام مورد نظر دارای خصوصیات ذاتی (مانند صافی) است که می تواند خواسته های زیبایی شناختی و خصوصیات مفهومی را که برای معماران ارزشمند است را برآورده سازد. ابزارهای نوظهور در معماری دیجیتال، نرم افزارهای طراحی و ابزار طراحی دیجیتال به عنوان ابزاری برای تصور معماری، راه را برای کاربردهای وسیع تر از فناوری دیجیتال، همچنین آنهایی که ماهیت فنی دارند باز کرده اند. در کنار هم پیشرفتهای فنی نوظهور که اکنون در افق های قابل دستیابی قرار دارد، ادغام اصول نساجی، فن آوری های نساجی و سیستم های ساختگی را به روش هایی غیرقابل تصور می کند که تنها چند سال پیش انجام می شود.

 

ساختار تولید شده از پانل های بلوک از چوب

پیامدهای احتمالی

  • ایجاد مواد تجدید پذیر با طراحی جذاب
    با وجود بحث فعلی درباره تغییر اوضاع آب و هوای جهانی، بیش از این آشکار است که نیاز به تغییر رفتارهای اجتماعی ما از بسیاری جهات وجود دارد. منابع جایگزین انرژی (دوباره) باید کشف و در دسترس شوند و مصرف کمتری از انرژی لازم باشد. در اینجا تولید و مصرف انرژی سازه های ساختمان نقش مهمی را ایفا می کند، که باعث می شود چوب، به عنوان یک منبع تجدید پذیر، یک مصالح ساختمانی جالب باشد که باید بیشتر مورد استفاده قرار گیرد. با این حال، رفتار آگاهانه از نظر محیط زیست فقط با فرسودگی حاصل نمی شود. برای اینکه افراد بیشتری در محصولات و مواد سازگار با محیط زیست سرمایه گذاری کنند، باید جذابیت هایی نیز به وجود آیند. بنا بر این باید از طراحی به عنوان یک معیار جدی استفاده شود. طراحی معماری معاصر و جذاب با چوب از هم اکنون ضروری و ممکن است.

 

  • ساختمانهایی که مقاومت بیشتری در برابر بلایای طبیعی دارند
    طراحی سنتی و توسعه سازه های بزرگ تا حد زیادی مبتنی بر مفاهیم سختی و کارآیی است. آنها بطور اساسی با هدف به حداقل رساندن خم شدن اجزای سازه و تولید سازه هایی که می توانند سفت و سخت و انعطاف پذیر شناخته شوند، از خاصیت انعطاف پذیر جلوگیری می کنند. خرابی های فاجعه بار در سازه های معمولی (به عنوان مثال در شرایط فعالیت لرزه ای یا نیروهای بادی غیر منتظره قوی)، به دلایلی کافی است که نشان می دهد ما باید در این الگوریتم های سفتی و کارآیی تجدید نظر کنیم و سعی کنیم مسیری جدید را در سازه ها طی کنیم. در اینجا، تکنیک های نساجی، به ویژه نحوه استقرار آنها در سبد خرید، چشم اندازهای جالبی را ارائه می دهند. آنها شبکه های با وضوح بالا، متشکل از بسیاری از مولفه های فردی ارائه می دهند. آنها با هم یک موجودیت را تشکیل می دهند و این مزیت را دارد که عدم موفقیت عناصر مفرد باعث عدم موفقیت کل سیستم نمی شود.

 

  • ایجاد محصولات و برنامه های جدید مشتق از چوب در ساخت و ساز
    در پر کردن ها و روپوش ها، سیستم های آماده برای ساخت از قبل می توانند از اصول اساسی شرح داده شده در این پیشنهاد تهیه شوند. علاوه بر این، برنامه های معماری جایگزین وجود دارد اما هنوز برای کاربردهای صنعتی بیشتر مورد استفاده قرار نگرفته است. به عنوان نمونه، می توان تولید صنعتی کلاسهای جدید محصولات مشتق از چوب مانند دیوارهای جداکننده چوب بافی را پیش بینی کرد.

 

  • بهبود و گسترش استفاده از چوب برای ساختمانهای عمومی
    سازه های چوبی ساخته شده از عناصر مستطیل ساده، اساساً قرن ها ساخت چوب و نجاری را تعریف کرده ان. با توسعه ابزارهای دیجیتالی جدید، ساخت چوب می تواند تبدیل به طیف گسترده ای از برنامه های جدید شود. همانطور که با استفاده از ابزارهای مختلف دیجیتالی در دست توسعه نشان داده می شود، سایر هندسه ها و سازه های بالقوه بدنی قابل دستیابی، ممکن است ابتدا به عنوان بازنمایی مجازی ظاهر شونن. چنین تحولاتی طیف جدیدی از چالش های مهندسی عمران را در زمینه ساخت و ساز چوب معرفی می کند. تا به امروز، تجزیه و تحلیل سازه به اندازه گسترده ای در ساخت و ساز چوب مورد استفاده قرار نمی گیرد. اکنون، استفاده از عناصر ساختاری مسطح ساخته شده از محصولات مشتق از چوب و عناصر خطی خمیده، مانند موارد زیر که در ادامه آورده شده است، به معرفی چوب در سازه هایی مانند ساختمانهای عمومی کمک می کند که از نظر ملاحظات معماری و زیبایی شناسی و همچنین از نظر فرهنگی قوی به نظر می رسد.

 

ماژول های نساجی و ترکیب آنها در مقیاس ساختمان

کلام آخر

پارچه های چوبی جدید که در IBOIS پیش بینی می کنیم از تعداد زیادی عنصر ساختاری کوچک بهم پیوسته تشکیل شده است. می توان گفت چنین ساختارهای تکراری باعث ایجاد نوعی رفتار "اجتماعی" می شوند ، به این معنا که در صورت عدم موفقیت ضعیف ترین عنصر، این شکست باعث سقوط ساختار به صورت کلی نمی شود زیرا بار ضعیف ترین عنصر توسط عناصر مجاور حمل می شود. در نتیجه، سازه های چوبی بافته شده و سازه های آبکاری شده با اوریگامی پتانسیل بسیار خوبی برای داشتن ضریب امنیتی بالاتر (که هنوز دقیقاً مشخص نشده است) نسبت به نجاری های چوبی سنتی، که در آن شکست یک عنصر ممکن است به فروپاشی سازه منجر شود، دارند. پیامدها و مطالعات این پدیده ها هنوز نیاز به کار بیشتری دارد.