پروژه تحقیقاتی FABRICKATE؛ اولین طاق تمام فشاری ایران با فرم آزاد

پروژه فبریکیت Fabrickate یک پروژه ساخت گروهی، مبتنی بر ابزار های دیجیتال است که با استفاده از پلاگین rhinovault شکل گرفته است. وظیفه اصلی این پلاگین یافتن فرمی بهینه از لحاظ سازه ای برای طاق هایی است که به صورت کاملاً فشاری عمل می کنند و فرم های حاصل از آن را می توان به وسیله مصالحی که فاقد مقاومت کششی هستند اجرا نمود. هدف این پروژه به کار‌گیری این روش طراحی به منظور ساخت طاقی آجری خواهد بود که برخلاف سازه های سنتی فاقد هندسه منظم و متقارن است و اصطلاحا سازه ای با فرم آزاد خوانده می شود. این پروژه شامل چهار بخش کلی آموزش، طراحی، تست مصالح و ساخت نهایی می باشد‌.

fabrickate final

گروه اداپت توسط تعدادی از معماران جوان و دانشجویان معماری با هدف فعالیت های پژوهشی و نوین در معماری و ساخت شکل گرفت. قریب به اتفاق اعضای این گروه تجربه شرکت در ورکشاپ های معماری رایانشی و ساخت دیجیتال زیر نظر اساتید بزرگ این حوزه را داشته اند. همین امر موجب شکل گیری گروهی شد که بتواند به صورت مستقل و خودگردان پروژه هایی را در این زمینه آغاز و اجرا نماید. از دیگر دغدغه های این گروه در تقابل با پروژه ها انجام شده تا کنون عبور از پروتوتایپ ها و نزدیک شدن به جریان واقعی معماری و سازه است. فبریکیت اولین پروژه این گروه است که پژوهشی است بر ساخت طاق های با فرم آزاد کاملا فشاری که فرم یابی آن به صورت دیجیتال و با کمک نرم افزار انجام می گیرد. استودیو معماری کاما در اصفهان در زمینه های مختلف از جمله تامین سایت، جذب اسپانسر و فراهم نمودن امکانات اجرایی با این گروه همکاری نمود.

c01

سازه های سنتی طاق و گنبد که از سال های دور در ایران و سایر جهان با استفاده از مصالحی مانند سنگ و آجر که مقاومت کششی آن ها بسیار پایین می باشد، ساخته می شده اند به دلیل هندسه خاص که در طراحی آن ها شکل می گرفت، پا برجا بوده و ایستایی آن مبتنی بر فرم متقارن آن بود. با پژوهش های نوینی که در زمینه طاق ها و سازه های فشاری انجام شده و به کمک رایانه و نرم افزار های جدید می توان سازه هایی طراحی نمود که ایستایی آن ها مستلزم یک هندسه متقارن نیست و اصطلاحا سازه ای با فرم آزاد نامیده می شود.

D6

مدل معلق که توسط گائودی شکل گرفت بر اساس تئوری زنجیر معکوس کار می کند. اگر یک زنجیر را از دو نقطه آویزان کنیم زنجیر به صورت طبیعی یک شکل مشخصی به خود می گیرد که به آن فرم زنجیرواره می گویند. این فرم به گونه ایست که تنها نیروهای کششی در تمام زنجیر وجود دارد. اگر فرم زنجیرواره را معکوس کنیم شکلی قوس مانند به وجود می آید که تمام نیروها معکوس شده و فقط به صورت فشاری عمل می کنند. نرم افزار راینو والت بر اساس همین الگو کار می کند و فرم هایی را ایجاد می کند که تمام نیرو ها در آن فشاری بوده و هیچگونه تنش کششی در فرم ایجاد نشود.

c02

این پروژه با مطالعاتی پیرامون سازه های فشاری و تحقیقات انجام شده توسط معمارانی چون گائودی و ایسلر و کار بر روی نرم افزار راینو والت (RhinoVault) شکل گرفت. این نرم افزار که یک پلاگین برای نرم افزار راینو می باشد توسط گروه تحقیقاتی بلاک (BRG) در دانشگاه ETH زوریخ نوشته شده است. با استفاده از راینووالت می توان به فرم هایی دست یافت که از نظر انتقال نیروی فشاری در بهینه ترین حالت قرار دارند و می توان این فرم ها را با مصالحی مانند سنگ و آجر که مقاومت کششی ندارند، اجرا نمود. در نخستین فاز پروژه این پلاگین توسط چند تن از اعضای گروه که مهارت بیشتری در آن داشتند به کل گروه آموزش داده شد. پس از آن به صورت گروهی به طراحی فرم هایی با استفاده از آن پرداخته شد.

D3

پس از طراحی هایی که به صورت گروهی به منظور یادگیری بهتر راینووالت میان اعضا انجام گرفت، چهار گروه مشخص تشکیل گردید تا فرآیند طراحی سازه اصلی را به طور جدی آغاز نماید. این گروه ها هرکدام چند آلترناتیو برای نقاط مختلف سایت که امکان احداث بنا وجود داشت طراحی نمودند. در این طراحی ها معیار های متفاوتی از جمله موقعیت، ابعاد و اندازه، سیرکولاسیون حرکتی، امکان عملکردی و زیبایی شناسی فرمی مدنظر قرار گرفت. در نهایت پس از بررسی آلترناتیو های مختلف و ژوژمان داخلی میان اعضای گروه یک طرح به عنوان طرح نهایی انتخاب گردید. طرح نهایی پس از انتخاب درجهت بهبوداز نظر سازه ای  و عملکردی بارها مورد بازبینی قرار گرفت و بهینه سازی فرمی روی آن انجام گردید. با اینکه فرم به دست آمده از راینووالت از نظر سازه ای بسیار قابل اطمینان می باشد با این حال سازه نهایی با استفاده از نرم افزار های تحلیل سازه از نظر بار مرده و زنده و مقاومت مصالح مورد آنالیز قرار گرفت.

D4

یکی از مراحل اصلی کار طراحی قالب زیر کار می باشد که  فرم کلی کار و موقعیت لایه آجر را مشخص می کند. قالب کار مانند مدل تست دارای سازه وافل می باشد اما یک شبکه فلزی نیز بر روی آن قرار می گیرد. سازه وافل دارای دو بخش می باشد وافل اصلی و وافل کوچک. وافل اصلی با چوب MDF با ضخامت ۱۶ میلی متر برای ایجاد کلیت فرم و وافل کوچک در قسمتی از کار که انحنای زیادی دارد با فیبر ۳ میلی متر طراحی شدند. روی سازه وافل اصلی شبکه ای از میلگرد ها تعریف شد تا فضاهای بین صفحات چوبی را پر کند و قالب ریزتری را برای آجر چینی فراهم کند. به منظور مشخص شدن فرم میلگرد ها برای نشستن روی کار یک نقشه بزرگ طراحی شد که میلگرد ها بر اساس آن خم بشود. یک ماکت یک دهم برای فهم بهتر نحوه سرهم کردن سازه وافل و همچنین چیدمان میلگرد ها ساخته شد.

c06

پس از طراحی قالب، سایتی که به عنوان موقعیت طرح نهایی درنظر گرفته شده بود باید مورد تسطیح و آماده سازی قرار می گرفت تا برای چیدن و سرهم کردن وافل قابل استفاده باشد. برای مقاوم سازی زمین در محل پایه های طاق، پی مسلح به صورت منفرد ریخته شد و پس از مسطح سازی سطح زمین موقعیت دقیق قرارگیری پایه ها نشانه گذاری شد و برای قرارگیری قالب مشخص گردید. همزمان با این مرحله فایل های نقشه برش صفحات چوب برای CNC آماده و ارسال شد. پس از پایان برش ها و آماده شدن قطعات، وافل بزرگ و کوچک که هرکدام شامل حدود بیست قطعه مجزا بودند در محل پروژه سرهم شدند تا فرم کلی قالب را شکل دهند. صفحات چوبی در دو جهت عمود برهم با شیار هایی در داخل هم قرار گرفتند و با بست های مناسب به زمین متصل شدند. نقشه خم میلگرد ها رو صفحات بزرگ چاپ شد تا حدود سی میلگرد بر روی آن خم شود و در موقعیت مناسب بر روی کار قرار بگیرد.c05

با اتمام کار اتصال میلگرد ها و کامل شدن شبکه میلگرد و قالب، آجرچینی لایه اول آغاز گردید. از میان روش های مختلف آجرچینی، به دلیل بازدهی بهتر و سرعت بالاتر، چیدمان عمودی برای لایه اول انتخاب شد و از هرپایه ردیف های آجر چیده و روی هم قرار گرفت. در لبه دهانه های ورودی و سوراخ های طاق، به منظور نظم دهی به چیدمان و زیبایی کار، آجر ها به صورت هره قرار گرفت. برای ملات لایه اول ترکیبی از چسب بتن، خمیر چسب کاشی و گچ گیپتون به کار رفت. پس از پایان لایه اول، قالب چوبی باید از زیر کار خارج شود تا دسترسی بهتری به زیر طاق میسر شود. به دلیل حساسیت بالای قالب، این مرحله از کار می بایست با دقت زیاد انجام شود تا در حین برداشتن قطعات چوبی، ضربه ای به لایه آجری وارد نشود.

p04

بر روی لایه تمام شده اول یک لایه نازک آب بند برای جلوگیری از نفوذ آب باران به لایه اول به کل سازه اعمال شد. دومین و آخرین لایه آجر پس از یک لایه سیمانی در بین دو لایه، چیده می شود. برای لایه دوم به دلیل ظاهر بهتر کار چیدمان آجر به صورت مورب انجام گرفت. از سیمان و پودر سنگ به عنوان ملات به کار رفته برای لایه دوم استفاده شد. پس از پایان آجرچینی لایه دوم، میلگرد های زیر کار نیز بریده و خارج شد.

p05

 

با توجه به استفاده از مصالح بومی مانند آجر در این سازه ها و عدم نیاز به فن آوری های گران قیمت و پیچیده و همچنین تناسب آن ها با بافت شهری، این سازه ها می تواند جایگزین سازه هایی شوند که سنخیتی با هویت شهری ایرانی اسلامی ندارند. این نوع سازه ها به دلیل فرم آزاد و عدم محدودیت در طراحی می توانند در غرفه های نمایشگاهی، استراحتگاه ها، سایه بان ها، مبلمان های شهری و سایر فضاهای موقتی و دائم برای ایجاد پوششی در برابر آفتاب و بارش های جوی به کار برده شود. با توجه به نازک بودن این نوع پوسته ها برخلاف سازه های سنتی، استفاده از این سازه ها موجب صرفه جویی در مصالح و هزینه ها می شود و می تواند در ساخت و ساز های شهری نقشی ویژه ایفا نماید. با ظهور این روش از ساخت و ساز می توان برای معماران جوان، دانشجویان و سایر علاقه مندان معماری و سازه کارآفرینی نمود و موجبات احیا و رونق گرفتن دوباره مصالح سنتی چون خشت، آجر و ملات را به وجود آورد.

p05

 

نام پروژه: فبریکیت (FaBRICKate)

محل اجرا: اصفهان، ایران

معمار : گروه آداپت

تیم طراحی و اجرا : محمد احسنی، سروش اسدی، عرفان عکاف زاده، پوریا بنی آدم، امیر بیات، محمدسروش جوشش، ادیب خائیز، سارا داوودی، نیلوفر رحیمی، حسن شفیعی، پانیذ فرخ سیر، علی نصوحیان

میزبان و مشاور: گروه کاما
حامیان پروژه :
– گروه چیدمان کویر (پشتیبان مالی )
-شرکت آجر آذرخش  (تهیه آجر )  ،
– محمد فرزادی  (تهیه و برش پنل ، جوشکاری)
 -شرکت اسپادانا  (شستشوی طاق)
-مجله مساحت (رسانه )
– هلدینگ پرشیان
تاریخ :تابستان ۱۳۹۵

مصالح : آجر

مساحت : ۱۶ مترمربع

حداکثر ارتفاع : ۲٫۶۵ متر

نوع پروژه: سازه، پاویون

عکاس: محمدسروش جوشش، نیلوفر رحیمی

مطالب بیشتری نیست
کانال تلگرام