فصلنامه علمی کارافن

فصلنامه علمی کارافن

نمای الحاقی باز و بسته شونده به‌عنوان کنترل‌گر ریزش بنا هنگام وقوع زلزله با الهام از هندسه گره‌چینی معماری ایرانی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی (کاربردی)

نویسندگان
1 گروه معماری، دانشکده هنر و معماری، بوعلی سینا همدان، همدان
2 گروه معماری، دانشکده هنر و معماری، بوعلی سینا همدان، همدان، ایران به انگلیسی
3 پژوهشکده مهندسی سازه، پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله، تهران
10.48301/kssa.2026.557088.3340
چکیده
وقوع زلزله در مناطق شهری علاوه بر آسیب به سازه‌ها، موجب ریزش اجزای نما، پرتاب قطعات خطرناک و انسداد مسیرهای امدادرسانی می‌شود و خسارات ثانویه قابل‌توجهی را به همراه دارد. پژوهش حاضر با هدف طراحی و ارزیابی یک نمای الحاقی باز و بسته‌شونده با الهام از هندسه گره‌چینی معماری ایرانی به‌منظور کنترل محدوده ریزش آوار نما در هنگام وقوع زلزله انجام شده است. این پژوهش از نظر هدف کاربردی–توسعه‌ای و از نظر رویکرد کمّی–تحلیلی مبتنی بر شبیه‌سازی رایانه‌ای است. مدل‌سازی و تحلیل با استفاده از نرم‌افزار Rhinoceros، محیط طراحی پارامتریک Grasshopper و پلاگین Karamba3D انجام شد. Grasshopper برای تولید و مقایسه گزینه‌های طراحی و Karamba3D برای تحلیل سازه‌ای و ارزیابی نیروها و تغییر شکل‌ها به کار گرفته شدند. در این پژوهش چهار الگوی هندسی مبتنی بر گره‌چینی ایرانی تحت بارگذاری لرزه‌ای مقایسه شدند. نتایج نشان داد که پترن چهارلنگه با مقدار نیروی kN 146.96 کمترین میزان تنش و نیرو را تجربه کرده و عملکرد سازه‌ای بهتری نسبت به سایر گزینه‌ها دارد. بررسی فاصله نمای الحاقی از نمای اصلی ساختمان نشان داد که فاصله ۱ متر با ثبت کمترین شعاع پراکندگی آوار (۲۸.۲۸ متر) عملکرد بهینه‌تری ارائه می‌دهد. در این پژوهش، گرافن صرفاً به‌عنوان یک ماده پیشنهادی برای تقویت غشای سامانه، باتوجه‌به نسبت بالای مقاومت به وزن و انعطاف‌پذیری مناسب، معرفی شده و عملکرد آن به‌صورت مستقل مورد شبیه‌سازی یا ارزیابی قرار نگرفته است. نتایج نهایی بیانگر آن است که سامانه پیشنهادی می‌تواند الگوی ریزش قطعات نما را کنترل کرده و احتمال انسداد مسیرهای امدادرسانی را کاهش دهد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

An open and close extension facade as a building collapse controller during an earthquake, inspired by the knotting geometry of Iranian architecture

نویسندگان English

Leila Niknahal 1
Saeid Alitajer 2
Abdolreza sarvghad moghadam 3
1 Department of Architecture, Faculty of Art and Architecture, Bu-Ali Sina University, Hamedan, Iran
2 Architecture, Faculty of Art and Architecture, Bu-Ali Sina University, Hamedan, Iran
3 Associate Professor, International Institute of Earthquake Engineering and Seismology (IIEES)
چکیده English

Earthquakes in urban areas can cause the collapse of façade components, projection of hazardous debris, and obstruction of emergency access routes, resulting in significant secondary losses. This study aims to design and evaluate an openable and closable auxiliary façade inspired by traditional Iranian girih geometry to control the debris fall zone during earthquakes. The research is applied-developmental in purpose and adopts a quantitative-analytical approach based on computational simulation. Modeling and analysis were performed using Rhinoceros, Grasshopper, and Karamba3D. Grasshopper was employed to generate and compare design alternatives, while Karamba3D was used for structural analysis and evaluation of forces and deformations. Four geometric patterns derived from Iranian girih geometry were assessed under seismic loading conditions. The results showed that the Chaharlangeh pattern exhibited the best structural performance, experiencing the lowest force value (146.96 kN) among the investigated alternatives. Furthermore, evaluation of the distance between the auxiliary and main façades indicated that a 1 m offset provided the optimal performance, resulting in the minimum debris dispersion radius (28.28 m). Graphene was introduced solely as a proposed reinforcing material for the system membrane due to its high strength-to-weight ratio and flexibility; however, its performance was not independently simulated or evaluated. Overall, the findings suggest that the proposed system can control façade debris fall patterns and reduce the likelihood of blocking emergency access routes during earthquakes.

کلیدواژه‌ها English

Earthquake
Auxiliary Façade
Kinetic Façades
Parametric Architecture
Iranian Girih Geometry
Debris Fall Control

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 19 مهر 1405

  • تاریخ دریافت 12 آبان 1404
  • تاریخ بازنگری 27 خرداد 1405
  • تاریخ پذیرش 19 مهر 1405