بررسی تأثیر هندسۀ پلان ساختمانهای بلند با سازۀ دایاگرید بر رفتار سازهای آنها در برابر بار جانبی زلزله | ||
| صفه | ||
| مقاله 3، دوره 30، شماره 1 - شماره پیاپی 88، 1399، صفحه 43-58 اصل مقاله (577.26 K) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.29252/soffeh.30.1.43 | ||
| نویسندگان | ||
| سید پویان کاظمی سنگدهی1؛ رهام افغانی خراسکانی2؛ محمد تحصیلدوست* 3 | ||
| 1کارشناسی ارشد فناوری معماری دانشکدۀ معماری و شهرسازی، دانشگاه شهید بهشتی | ||
| 2استادیار دانشکدۀ معماری و شهرسازی، دانشگاه شهید بهشتی | ||
| 3دانشیار دانشکدۀ معماری و شهرسازی، دانشگاه شهید بهشتی | ||
| چکیده | ||
| به دست آوردن درک شهودی رفتار سازهای فرمهای معماری همواره برای معماران مسئلهای بااهمیت بوده است. در دورۀ مدرن رابطۀ نزدیکی میان معمار و مهندس سازه در طراحی ساختمان بلند وجود داشته که، در پی کمرنگ شدن آن در دورۀ حاضر، کارایی سازهای فرمهای ساختمان بلند کاهش یافته است. ازآنجاکه هزینههای بخش سازه در حدود یکسوم هزینههای ساخت است، دقت در ملاحظات سازهای در طرح اولیه و توجه به عملکرد سازهای در فرایند تولید فرم موجب صرفهجویی چشمگیری در هزینههای پروژه خواهد شد.در این پژوهش هدف یافتن تأثیرات فرم معماری بر رفتار سازهای است تا به تیم طراحی ساختمان بلند در مرحلۀ کانسپت در استفاده از گزینههای با عملکرد سازهای مناسب یاری کند. ابتدا در محیط پارامتریک فرمهای متنوعی با متغیرهای پلان کف، بام، و نحوۀ شکلگیری عمودی تولید میشوند. سپس سازۀ خارجی دایاگرید فلزی بر روی پوستۀ هر فرم اعمال میشود و بار جانبی زلزله به روش استاتیکی به این سازهها اعمال و رفتار سازهای فرمهای تولیدشده ارزیابی میشود. نتایج این پژوهش نشان میدهد که کمترین میزان جابهجایی بالاترین تراز در میان همۀ فرمها در فرم با پلان کف 6ضلعی و بام 3ضلعی (7% کمتر از میانگین) است و بیش از آنکه جابهجایی بالاترین تراز به وزن کل بستگی داشته باشد، به هندسۀ پلان سازنده فرمها بستگی دارد. در بین فرمهایی که از یک نوع پلان بام و کف تشکیل شده بودند، کمترین میزان جابهجایی در بالاترین تراز، در فرم 8ضلعی (6% کمتر از میانگین) است. فرمهای با پلان کف و بام 8 و 12ضلعی وزن کل و جابهجایی بالاترین تراز کمتری نسبت به سایر فرمها دارند که میتوان گفت بهترین و فرم با پلان سقف و کف 3ضلعی بدترین رفتار سازهای را از خود نشان میدهند. | ||
| کلیدواژهها | ||
| ساختمان بلند؛ مدلسازی پارامتریک؛ فرم معماری؛ سازۀ دایاگرید؛ بار جانبی | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| The Effect of the Geometry of Diagrid High-Rise Buildings on their Performance against Lateral Forces of Earthquakes | ||
| نویسندگان [English] | ||
| S. Pooyan Kazemi.S. Kazemi.S.1؛ Roham Afghani Khoraskani2؛ Mohammad Tahsildoost3 | ||
| 1Msc. Architecture Technology, Faculty of Architecture and Urban Planning, Shahid Beheshti University | ||
| 2Assistant professor, Faculty of Architecture and Urban Planning, Shahid Beheshti University | ||
| 3Associate professor, Faculty of Architecture and Urban Planning, Shahid Beheshti University | ||
| چکیده [English] | ||
| It has always been crucial for architects to obtain an intuitive understanding of the structural performance of architectural forms. During the modern period, there has always been a close collaboration between architects and engineers in designing high-rise buildings. With the recent dwindling of this closeness, the structural efficiency of high-rise forms has been in decline. Bearing in mind structure represents one-third of the entire construction costs, structural considerations at the early stages of a project will result in significant savings. The present research is after finding the effects of form on structural performance in order to assist design teams at the conception stage. A variety of forms were initially generated in a parametric environment with floor plans, roofs, and vertical configuration as parameters. An external metal diagrid structure was then applied on the outer surface of models, and their performance against lateral forces of earthquakes was assessed using static methods. The results show that the least movement at the highest level occurs in hexagonal floor plans with triangular roofs (7% lower than average), with generative geometry playing a more significant role in movement compared with total weight. Among architectural forms with similar floor and roof plans, octagonal floor plans have the least movement (6% lower than the average), with octagonal and dodecagonal forms having the least total weight and movement. The latter can be considered as the best while triangular forms can be considered as the worst-performing structures. | ||
| کلیدواژهها [English] | ||
| Tall building, parametric modelling, architectural form, diagrid structure, lateral load | ||
| مراجع | ||
|
اردکانی، امیررضا و محمود گلابچی و سیدمحمود حسینی و متین علاقمندان. «بررسی تأثیر فرم ساختمانهای بلند بر پایداری سازهای آنها با هدف کاهش مخاطرات زلزله؛ نمونۀ موردی: تأثیر شکل پلان». در مدیریت مخاطرات محیطی، دورۀ 4، ش 1 (بهار 1396)، ص 27-42. کاظمی سنگدهی، سید پویان، فرمیابى معمارى در ساختمانهاى بلند با سازۀ فلزى خارجى با رویکرد رفتار بهینۀ سازه، استادان راهنما: محمد تحصیلدوست و محسن سرتیپیپور، 29 اردیبهشت 1397، دانشکدۀ معمارى و شهرسازى، دانشگاه شهید بهشتی. کمیته دائمی بازنگری آییننامۀ طراحی ساختمانها در برابر زلزله. آییننامۀ طراحی ساختمانها در برابر زلزله استاندارد 2800، تهران: مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن، 1392. گونل، محمد هالیس و حسین امره ایلگین. سیستمهای سازهای و فرم آیرودینامیک ساختمانهای بلند، ترجمۀ محمد تحصیلدوست، تهران: انتشارات دانشگاه شهید بهشتی، 1396. میرنیازمندان، سیدهآیدا. بهینهیابی فرم و سازۀ ساختمان بلند با استفاده از الگوریتم ژنتیک طراحی پارامتریک ساختمان بلند چندعملکردی در تهران، پایاننامۀ کارشناسی ارشدتکنولوژی معماری، تهران: دانشگاه تهران، 1396. وزارت مسکن و شهرسازی، معاونت مسکن و ساختمان. «حفاظت ساختمانها در مقابل حریق»، در مقررات ملی ساختمان، مبحث سوم، 1392.
Afghani, R. & P. Kazemi & M. Tahsildoost. “ADAPTATION OF HYPERBOLOID STRUCTURE FOR HIGH-RISE BUILDINGS WITH EXOSKELETON”, in the 5th International Conference on Architecture and Built Environment with AWARDs, S.ARCH 2018 Conference Proceedings, Erlangen: Verlag e.K, pp. 126-135. Alaghmandan, M. & M. Elnimeiri & R.J. Krawczyk & P.Von Buelow. “Modifying Tall Building Form to Reduce the Along-wind Effect”, in CTBUH Journal, (2) (2016), pp. 34-39. Ali, M.M. & K.S. Moon.”Structural Developments in Tall Buildings: Current Trends and Future Prospects”, in Architectural Science Review, No. 50, Issue 3 (2007), pp. 205-223. Boake, T.M. Diagrid Structures Systems/ Connections/ Details (2nd ed.), Basel: Birkhäuser Verlag GmbH. 2014. Council on Tall Buildings and Urban Habitat: http://www.ctbuh.org/ Elnimeiri, M. & A. Almusharaf. “Structure and Architectural Form of Tall Buildings”, in International Conference on Sustainable Building Asia, 2010, pp. 54-61. Elnimeiri, M. & M. Nicknam. “A Design Optimization Workflow for Tall Buildings Using Parametric Algorithm”, in CTBUH 2011 Seoul Conference, 2011, pp. 561-569. Elnimeiri, M. & S.M. Park & D. Sharpe & R. Krawczyk. “Tall Building Form Generation by Parametric Design Process”, in CTBUH 2004 Seoul Conference, pp. 1-7, Retrieved from http://mypages.iit.edu/~krawczyk/spctbuh04.pdf Kazemi, P. & R. Afghani & M. Tahsildoost. “Achieving Structural Efficiency of Tall Buildings by Means of Parametric Design”, in Proceedings of the CTBUH 2018 international conference; Dubai and Abu Dhabi, Chigaco: Council on Tall Buildings and Urban Habitat, 2018, p. 282. Kazemi, P. & R. Afghani & M. Tahsildoost. “INVESTIGATING THE EFFECT OF ARCHITECTURAL FORM ON THE STRUCTURAL RESPONSE OF LATERAL LOADS ON DIAGRID STRUCTURES IN TALL BUILDINGS”, in The 5th International Conference on Architecture and Built Environment with AWARDs, S.ARCH 2018 Conference Proceedings, Erlangen: Verlag e.K, 2018, pp. 340-350. Khodadadi, A. & P.V.O.N. Buelow. “Form Exploration and GA-Based Optimization of Lattice Towers Comparing with Shukhov Water Tower”, in IASS-SLTE 2014 Symposium Shells, Membranes and Spatial Structures: Footprints, 2014. Kloft, H. “Non-Standard Structural Design for Non-standard Architecture”, in Kolarevic, B., Performative Architecture: Beyond Instrumentality, London: Spon Press, 2005. Maenpaa, Jukka. Algorithm-Aided Structural Engineering of Steel-framed Warehouse. Master dissertation, Tamper University of Technology, Finland: Civil engineering faculty, 2018. Mirniazmandan, Seyedehaida & Matin Alaghmandan & Farzad Barazande & Ehsan Rahimianzarif. “Mutual Effect of Geometric Modifications and Diagrid Structure on Structural Optimization of Tall Buildings”, in Architectural Science Review, DOI: 10.1080/00038628.2018.1477043 Moon, K.S. “Sustainable Structural Design of Contemporary Tall Buildings of Various Forms”, in CTBUH 2012 9th World Congress, Shanghai, 2012, pp. 271-279. Oliyan Torghabehi, O. & P. Von Buelow. “Performance Oriented Generative Design of Structural Double Skin Facades Inspired by Cell Morphologies”, in IASS-SLTE 2014 Symposium Shells, Membranes and Spatial Structures: Footprints. https://doi.org/10.13140/2.1.2743.9363 Park, S.M. TALL BUILDING FORM GENERATION BY PARAMETRIC DESIGN PROCESS, Unpublished Doctoral dissertation, Illinois Institute of Technology. Retrieved from Dissertations & Theses @ Illinois Institute of Technology, 2005 (database on-line); available from http://www.proquest.com. ________ . “Innovative Tall Building Form Development”, in CTBUH 2005 7th World Congress, New York, 2005. Preisinger, C. “Linking Structure and Parametric Geometry”, in Archit Design, 83(2013), pp. 110-113, Doi: 10.1002/ad.1564. Robert McNeel & Associates, Grasshopper 3D Robert McNeel & Associates, Rhinoceros 3D. Turrin, M. & P. Von Buelow & R. Stouffs. “Design Explorations of Performance Driven Geometry in Architectural Design Using Parametric Modeling and Genetic Algorithms”, in Advanced Engineering Informatics, 25(4) (2011), pp. 656-675, in https://doi.org/10.1016/j.aei.2011.07.009 | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 874 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 856 |
||