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.
Optimization of form and structure have always been challenging for civil engineers and architects. In this regard, most natural (biological) materials of which mechanical properties are often outstand, are inspiring. One of these materials is the bone. The structure of the bone is like a helix. In this article, the helix structure of the bone is analyzed to understand the mechanism of carrying its imposed load. According to the analyzes, in order to optimize structure of a truss column, this structure by different degrees of orientation is designed. After this, the structures are analyzed by modeling these structures in SAP2000 software. According to the movement of the structure, the study concludes that in some degrees of orientation the helix column is more optimized than conventional columns. In other words, the weight of the helix column is less than conventional columns and therefore needs less material and is optimized from an economic perspective.