‌بهینه‌سازی فرم ستون‌های خرپایی با الهام از ساختار مارپیچ در استخوان

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه کاشان

10.30475/isau.2019.87939

چکیده

طراحی فرم با عملکرد سازه‌ا‌ی بهینه همواره توجّه تعداد زیادی از متخصصین را به خود جلب کرده‌ است؛ در این زمینه، علم بایونیک (bionic) نیز می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد. در موجودات زنده، استخوان‌ها، عناصر سازه‌ای اصلی بدن هستند که به نسبت وزن خود نیروی زیادی را تحمل می‌کنند. این عناصر که دارای ساختار مارپیچ‌ هستند، در این تحقیق مورد تجزیه و تحلیل قرارگرفته‌اند؛ در این مقاله، تلاش شده‌ تا مکانیزم انتقال نیرو در آن‌ها شناسایی گردد؛ سپس با کاربست اصول سازه‌ای موجود در آن، مجموعه‌ای از ستون‌های مارپیچ با زوایای چرخش مختلف، طراحی شده است. در ادامۀ مقاله، با استفاده از مدل‌سازی و بارگذاری ستون‌ها و تحلیل یافته‌ها توسط نرم‌افزار SAP2000، به روش شبیه‌سازی، به تجزیه و تحلیل فرم‌های مختلف پرداخته شده است. بر پایه‌‌ی یافته‌های این پژوهش، ساختار مارپیچ برای یک ستون، به‌ازای زوایای چرخش مشخص، در کنار رفع الزامات سازه‌ای، وزن کمتری نسبت به خرپا‌ی متعارف داشته، مصالح کمتری در آن مورد استفاده قرار می‌گیرد و از این رو ضمن برآورده کردن اقتضائات اقتصادی می‌تواند منجر به فرمی بهینه‌ شود؛ این فرم می‌تواند در ایجاد یک فضای معماری همچون نظرگاه مورد استفاده واقع شود.

کلیدواژه‌ها