تحلیل و مدل سازی رایانشی ساختار آوندی برگ گیاهان به مثابه پوشش سازه ای و مقایسه تطبیقی آن با سازه های متداول

ساختارهای طبیعی، طی قرون متمادی، برای رسیدن به راه حل های قابل قبول در برابر عوامل خارجی توسعه یافته اند. در جریان این فرایند فقط کاراترین فرم های طبیعی در طی میلیون ها سال باقی مانده اند. یکی از این ساختارهای طبیعی ساختار آوندی برگ گیاهان است که در مقاله حاضر مورد بررسی قرار گرفته است. بدون شک ساختار گیاهان از اصولی مشابه با اصول مهندسی ساخت بشر، اما با عملکردی بسیار ظریف تر و پیچیده تر، پیروی می کند. این پیچیدگی تا آنجایی است که درک ساختار و رفتار این عناصر طبیعی بعضا غیرممکن می شود. اما امروزه با استفاده از توانایی تحلیل و مدل سازی کامپیوتری می توان ساختارهای پیچیده طبیعی را درک کرد و به ساده سازی و استخراج ساختار الگوریتمیک آن ها پرداخت. این پژوهش به تحلیل رایانشی ساختارهای آوندی برگ گیاهان، به منظور دست یابی به یک افزونه (پلاگین)، برای طراحی پوشش های سازه ای برگرفته از طبیعت، می پردازد. در این راستا پژوهش حاضر براساس پایداری سازه ای موجود در برگ ها، در پی یافتن پاسخی برای این سوالات است که: 1) آیا ساختار آوندی برگ برای یک سازه انسان ساز در مقیاس بزرگ قابلیت استفاده دارد و در مقایسه با سازه های متداول شرایط مطلوب تری را ایجاد خواهد کرد؟ و 2) آیا سازه طراحی شده بر مبنای ساختار آوندی برگ گیاه توان باربری بیشتری نسبت به سازه های متداول دارد؟

این پژوهش به دنبال طراحی یک سازه متفاوت با الهام از ساختارهای آوندی برگ گیاهان است که به بهبود عملکرد سازه ای در جهت افزایش توان باربری سازه ای کمک خواهد کرد؛ همچنین، دستیابی به جذابیت بصری در سیستم های تیر و ستونی از طریق دورشدن از ساختارهای متعامد نیز هدف دیگری است که در این پژوهش دنبال خواهد شد.

این تحقیق توصیفی-تحلیلی است و گردآوری اطلاعات و تحلیل و تلفیق آن ها به روش اسنادی انجام شده است.

افزونه طراحی شده با استفاده از ساختار آوندی گیاهی کاربران را قادر می سازد با تغییر پارامترهای تعبیه شده در آن طیف گسترده ای از ساختارهای پوششی با ابعاد مختلف تولید کنند. این توانایی برای اعمال تغییرات، به معمار اجازه می دهد فرم های پیچیده تری ایجاد کند که بدون استفاده از این افزونه به دلیل پیچیدگی زیاد در شکل یا ساختار طرح، امکان پذیر نخواهد بود.