عنوان پایان‌نامه
استخراج الگوهای طراحی مبتنی بر فرایندهای تکوینی درونی در سیستم های طبیعی طراحی سازه بر مبنای ساختار استخوان به روش بهینه سازی توپولوژی
- رشته تحصیلی
- فناوری معماری - دیجیتال
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس هنرهای زیبا شماره ثبت: 11333;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 75377;کتابخانه پردیس هنرهای زیبا شماره ثبت: 11333;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 75377
- تاریخ دفاع
- ۱۵ تیر ۱۳۹۵
- دانشجو
- شکیبا احمدی
- استاد راهنما
- محمود محمدحسین زاده گلابچی
- چکیده
- طبیعت همواره الگو و منبع الهام معماران بوده است. امروزه طراحان به این نتیجه رسیده اند که بهترین راه برای زندگی در طبیعت سازگاری با آن است و طراحی هایی، پایدار و ماندگار می شوند که جزئی از طبیعت شوند. یکی از راهکار های رسیدن به این هدف، تحلیل رفتار های پنهان نمونه های زیستی و سیستم های طبیعی و الگوبرداری از آن ها در طراحی ها می باشد. زیرا در فرآیند تکامل، موجودات زنده ویژگی های خود را در جهت سازگاری با عوامل طبیعی مطابقت داده اند و به راهکار هایی برای سازگاری بهینه با طبیعت رسیده اند. در نتیجه استفاده از این راهکار ها می تواند الهام بخش معماران باشد. فرآیند¬های تکوینی درونی در طبیعت یا امرجنس به چگونگی تکامل سیستم های طبیعی و نحوه حفظ آن¬ها مربوط می¬شود. امرجنس به عنوان سیستمی تعریف می¬گردد که رفتار کلی آن را نمی-توان از رفتار اجزا به صورت مجزا نتیجه گرفت. می توان از این ویژگی در معماری با هدف حفظ یکپارچگی فرم، سازه و عملکرد استفاده نمود و از این طریق به الگویی پایدار که بر اساس ساختار رفتارهای پنهان بین اجزای یک سیستم طبیعی دست یافت. بدین وسیله می توان به جدایی همیشگی طراحی سازه و معماری خاتمه داد و به روشی برای طراحی سازه رسید که در بهترین حالت پاسخگوی معماری باشد. در رساله پیش رو، پس از تبیین ضرورت و اهداف تحقیق، تدابیر و استراتژی¬های به¬ کار گرفته شده در جهت رسیدن به آن¬ها ارائه می گردد. سپس به تبیین مبانی نظری این پژوهش از جمله تعاریف دقیقی از معماری بیومیمتیک و رایانش طراحی پرداخته می شود. در قدم بعدی، با تشریح کامل فرآیند بهینه¬سازی توپولوژی که مبنای امرجنس در امر بهینه¬سازی می¬باشد، زمینه ای برای درک رفتار نمونه زیستی انتخابی « ساختار داخلی استخوان» ، فراهم می گردد و قواعد مورفوژنسیس حاکم بر نمونه زیستی و نحوه شبیه¬سازی آن ارائه می گردد. در ادامه، با استخراج این قواعد و شبیه¬سازی آن¬ها، روشی برای طراحی سازه مطرح شده و در قسمت طراحی، هدف نهایی طراحی مرکز پژوهشی معماری و سازه می باشد. پس از ارائه¬ی توضیحات و بیان محدودیت های معماری، روند استفاده از الگوریتم برای طراحی این مجموعه بیان شده، و در نهایت در بخش پایانی، تصاویر و نقشه¬های پیشنهادی این مجموعه ارائه شده است
- Abstract
- Nature has always been a source of inspiration and a model for architects. Today, designers have come to the conclusion that the best way to live in nature is to be compatible with it. Designs that are a part of nature become sustainable and enduring. On way to achieve this goal is to analyze the hidden behavior of biological organisms and natural systems, which are modeled for designing. Because in the evolutionary process, the features of living organisms have been adapted to be compatible with natural factors and strategies. Thus the solutions, which are optimized for compatibility with nature have been achieved. As a result, these strategies can inspire architecture. Emergence is related to how natural systems evolve and remain. Emergence theory suggests that interactions among parts serve to create something that is not realized until individual parts work in concurrence to comprise the whole. This feature can be used in architecture to maintain the integrity of form, structure and performance. So, a consistent pattern based on hidden behaviors of natural systems is being reached. In this way, the permanent separation between structural design and architectural design will be ended and the best way for designing structure which is responsive toward architecture will be gained. In the first part of this thesis, the necessity of research, its purposes and the strategies employed are presented. Then the theoretical basis of this study, including a precise definition of biomimetic architecture and computational design are discussed. In the next step, by explaining the topology optimization process as a principle of emergence, a suitable context to understand the behavior of natural organisms “bone structure” is provided. The morphogenesis rules of natural organisms and the way of simulating process are presented. In the following, by extracting these rules and simulating them, a new method for structural design is introduced. After presenting the expression and the architectural restrictions, a method of employing this algorithm to design the final project is stated. Finally, at the end, the proposed design, images and drawings of this project is provided. KeyWords: Emergence, Biomimetic, computational design, Topology optimization, Bone structure, Morphogenesis rules
