مطالعاتی در مورد گنبدها

گنبدها

یکی از با شکوه ترین معابد باقی مانده گنبد پانتئون است این بنای زیبا یکی از شاهکارهای معماریعصر خویش بشمار میروداین بنا دارای ایوانی زیبائی است که دارای ستون های استوانه ای استیکبار تخریب گردیده وسپس بازسازی شده این معبد که تحول تکنولوژی در روم نشان می دهد حجماصلی معبد از تداخل یک استوانه با یک کره تشکیل گردیده قطر گنبد بتنی43.5 متر است

وزن گنبد مدور بر روی دیوارهای ضخیم منتقل می گردد داخل این دیوار نیم دایرای شکلی بصورت یکدر میان ایجاد گردیده ودربالای هر کدام تاقی هلالی زده شده تا فشار ناشی از گنبد را تحمل نمایدضخامت گنبد در قسمت فوقانی 1.4متر ودر قسمت ماهیچه 5.54 متر است برای روشنائی گنبدپنجرهای در قسمت بالای گنبد در نظر گرفته شدهمعبد زیبا وبزرگ پانتئون در سال 125 میلادی بنا گردیده وهر سال هزاران توریست از این بنایباشکوه بازدید میکنند این بنای تاریخی درقرن دوم میلادی مرمت گردیده با اینکه سالها از قدمت آنمگذرد هنوز هم یکی از شگفتی های زیبای معماری بشمار میرود

لچگیPendentives

برای جلو گیری از نیروی رانشی ایجاد شده درتکیه گاهای گنبد میتوان از یکی از راه کارهای زیراستفاده نمود

1-ایجاد دیوار ضخیم درتکیه گاها بطوریکه نیروی افقی ناشی از گنبد در یک سوم دیوار وارد شود

2- ایجاد نیم گنبدهای کوچکی در اطراف گنبد اصلی برای جلوگیری از نیروی افقی ایجاد شده در گنبد

3-ایجاد لچگی در اطراف گنبد که بتواند نیروی افقی گنبد را خنثی کند

برش داخلی از معبد پانتئون

پلان گنبد پانتنون

گنبد پانتئون( ایوان وگنبد نشان داده شده)

نورگیری سقف نشان داده شده

ایجاد لچکی در اطراف گنبد

مسجد امام در اصفهان

مسجد ایا صوفیه:

یکی از بزرگترین وزیبا ترین مسجد در عصر خویش بشمار میرود گنبد دارای قطر 32 متر است که در زیر ان چهار ستون قطور قرار دارد این گنبد عظیم وسربه فلک کشیده دارای ارتفاعی 54.8 متر است وهرساله ملیون ها توریست از این بنای باشکوه و تاریخی بازدید می کننددرقسمت های این بنای رویائی دهنه های بزرگی دیده می شود کهبا نیم گنبد ها پو شانده شده که نیم گنبدها میتوانند مقدار نیروی افقی گنبدبزرگ را کاهشدهند امروزه استفاده از نورهای زیر سقف مورد توجه معماران وطراحان قرار گرفتهدر قسمت فوقانی گنبد 40 پنجره قوسی زیباقرار دارد که روشنائی گنبد را تامین میکنداین نوری که از بالای گنبد بداخل سا لن میتابد علاوه برروشنائی زیبائی سالن را دو چندان

میکندبرای جلوگیری از نیروی رانشی گنبد دراطراف گنبد نیمکرهائی قرار دارنددر کتاب معماری غرب (نوشته امیر بانی مسعود) در مورد این مسجد اینطور نوشته شدهایا صوفیا ترکیبی از الگوی خطی ومتمرکز است پلان همکف ابعاد 91*72 متر وبخش مرکزی آن محوطه ای به مساحت 36*36 را دربر گفته ودر هر گوشه این مربع یک ستون سنگی عظیم 30متری بر افراشته است این ستون ها به نوبه ی خود چهار تاق هلالی شکل را نگه داشته اند هر کام 18متر ارتفاع دارنداین طاقها گنبدی به قطر 31 متررا درارتفاعنزدیک به 56 متر نگه داشته اند .

مسجد ایا صوفیه

کلیسای جامع فلورانس: شهرفلورانس یکی از زیبا ترین شهرهای ایتالیا است وبا جراتمیتوان گفت این شهر تاریخی مهد تمدن وفرهنگ است ویکی از آثار تاریخی این شهرکلیسای زیبای فلورانس است گنبد عظیم آن توجه هر بیندهای را بخود جلب میکنداین گلیسا زیبا درسال 1446 توسط آرشیتکت معروف برونلسکی طراحی واجرا گردیداین کلیسای زیبا دارای یک ایوان هشت وجهی است که سقف ان با گنبدی بزرگی پوشیده شده استطول دهنه گنبد40 متروخیز ان 34.4 متراست برای استحکام بنا یک سری زنجیر درارتفاعات گنبد نصب گردیده این گنبد در قسمت تحتانی دارای سطع مقطع بزرگی استوبتدریج که بالا میرود از سطع مقطع آن کاسته می شود ارتفاع گنبد ازکف زمین 87.5متر است مشکل اساسی این گنبدهانیروی افقی است که در تکیه گاهای گنبد ایجادمی شود واین مسئله در گنبدهای قدیمی حل نشده استدر سال 1639 ترک هائی در گنبدایجاد گردید تا این تاریخ اقدامی برای جلوگیری از اینتکرک ها صورت نگرفته

مشخصات پلان کلیسا : فضا ی داخلی کلیسا از یک شبستان تشکیل گردیده که دارای چهاردهنه بزرگ است یکی از فضاهای قابل توجه فضایهشت گوش گنبد است که از سه فضایشاه نشین تشکیل شده این شاه نشین ها از بیرون به نیم گنبدها یی ختممیشوند برونلسکی بآ سانی توانست راه حلی برای پوشش سقف هشت ضلعی پیدا نماید یکیکه در ساختن گنبد پیش آمد زدن داربست چوبی در دهنه 43 متر بودبرونلسکی توانست با استفاده از فضای های ساخته شده و با آ ویزان کردن داربست ازاین فضا ها مسئله را حل نماید

یکی ازابتکارات برونسکی اختراع بالا بر بود که توانست مصالح ساختمانی را براحتی به ارتفا عات بالا انتقال دهد

کلیسای فلورانس

مسجد شیخ لطف اله

سقفهای لاملا:

پلان این سقف ها از یک شبکه تیرهای منحنی چوبی تششکیل شده باتوجه باینکه این شبکه بارساختمان راتحمل میکند بنابراین بار کمتری به تیرها وارد میشود در نتیجه میتوانیم یک دهنه بزرگی را پوشش دهیم ویا بعبارت میتوان سقف لاملا را متشکل از اعضای کوتاه چوبی متصل بهم دانست که مانند یک سبد بهم بافته شده باشد این سقف ها اولین بار توسط زولینگر درسال 1925 معرفی گردید شکل طاق های لامه میتواند گنبدی و استوانه ای باشد امکان ساخت این سقف ها با بتن مسلح وجود داردبین سال های های 19440الی 1950 از چوب برای ساخت این طاق ها استفاده میشد

بزرکترین سازه چوبی در اسپانیا

یکی از بزرکترین گنبدهای چوبی گنبد تا کوما است این بنای زیبا برای سالن ورزشی طراحی شده است طراح این ساختمان زیبا مک گراناهان است قطرگنبدکروی 33.5 متر است تکیه گاهای این گنبد دیوارهای اطراف است پوشش سقفاز یک شبکه مثلثی تشکیل شده ارتفاع چوب ها 85سانتیمتر وعمق آنها بین 17تا 22 سانتیمتر استگنبد برروی حلقه کششی بتنی قرارمیگیرد این حلقه بتنی دارای ابعاد 91*91 سانتیمتر است

گنبد تا کوما

فضای داخلی کنبد تا کو ما

Plazzetto delloسالن ورزشی پلازتو دلو

این مجموعه ورزشی زیبا توسط آرشیتکت معروف پیر لوئیچی نروی که شهرتجهانی دارد طراحی واجرا گردید این طراح برجسته درچندین مسابقه معماریشرکت نموده ومقام اول را در این مسا بقات کسب نموده این آرشیتکت هم طراحوهم پیمانکار استاین مجموعه ورزشی زیبا برای مسابقات کشتی وبوکس ووالیبال درنظر گرفتهوگنجایش 5000 تماچی را داردسقف این مجموعه از بتن پیش ساخته شده استفاده شده در ساخت این پروژه1620عدد قالب بتنی بکار رفته استاین پروژه بی نظیر دارای سقف و نمای زیبائی است ستونهای مورب آن نظر هربیننده ای را بخود جلب می کنداین پروژه عظیم ورویائی در مدت 30 روز بپایان رسیده استقطر گنبد که بشکل دایره ساخته شده 60متراست وارتفاع آن 21متر استتیرهای این گنبد بصورت منحنی ودردو جهت قرار دارد در قسمت فوقانیاین گنبد فضائی برای نورگیری در نظر گرفته شده گنبد روی 36 ستون موربقرار میگیرد ستون ها بصورت مورب میباشد

Plazzetto delloسالن ورزشی پلازتو دلو

گنبد های ژئودزیک :

گنبد ژئودزیک به گنبد های فضا کار کروی اطلاق میشود این گنبدها بار را ابتداء به اعضای خود منتقل کرده و سپس به پی ها منتقل میکنند ( اعضای آن تحت فشار ویا کشش قرار میگیرنند) بهترین فرمی که میتواند نیرو های افقی وفائم را تحمل نماید احجام کروی است ( نیروی باد و زلزله) درصورتی که تعداد اعضای گنبد ژئودزیک زیادتر شود درنتیجه مقاومت گنبد در برابر بارهای قائم وافقی بیشتر خواهد شد.

گنبد های ژئودز یک ممکن است یک لایه ویا دو لایه باشد حداکثر دهنه برای گنبدهای یک لایه 30 متر است در گنبدهای یک لایه اگر تعداد تقسیمات افزایش یابد ارتفاع کمتر خواهد بود برای گنبد های ربع دایره باید حداقل 5 نقطه اتکا در روی پی درنظر گرفت این گنبد ها رانش زیادی ایجاد میکنند با ایجاد پشت بند ها ویا حلقه های کششی میتوان این رانش را خنثی کرد.

گنبدهای ژئودزیک از پنج حجم افلا طونی مکعب چهار ضلعی شش ضلعیهشت ضلعی وغیره تشکیل گردیده نکته قابل توجه اینست تمام اضلا ع بکار بردهشده دراین سازه های فضا کار مساوی هستند در این حالت بار بهتر تقسیم می شود.

هندسه

با ترکیب دو یا چند حجم افلاطونی میتوان گنبد ژئودژیک ساخت از آنجائیکه ترکیب چند مثلث میتوان حجم پایداری را ایجاد نماید بنابراین شکل مثلث میتواند پایه واساس این کنبد ها باشدشودلر توانست طرح جدیدی برای گنبد ها ارائه دهد که درنوع خود بی نظیر بوداین طراح برجسته گنبدی بوجود آورد که از حلقه ها ونصف النهارهای تشکیلشده بود این گنبدها نسبت به گنبد های قبلی از طرفی پایدار بودند از سوی دیگرمیتوانستند دهنه های بزرگتری را پوشش دهند.

تقسیمات فرعی در نمای مثلثی گنبد ژئو دزیک

تقسیمات فرعی مثلثی در گنبد ژئودزیکدرسال 1954 باک مینستر فولر توانست گنبد های جدیدی را ابداع نماید کهدرنوع خود بی نظیر بودننداین طراح نابغه وبرجسته امکان طراحی واجرای دهنه های بزرگ رافراهم نمودایده وطرح های این هنرمند در دهه های 60 مورد تحسین صاحبنظران قرارگرفتبه جرات میتوان گفت که ایده اصلی گنبدهای ژئودزیک از شکل مرجان ها دریائی گرفته شدهاگر به توپ فوتبال نکاه بیاندازیم مشاهده میشود از اشکال پنج ضلعی ویا ششضلعی تشکیل تشکیل شده واز این ایده نیز در طراحی گنبد های ژئودوزیک استفاده شده

نحوه اثر بار در روی گنبدها :

بار وارد به گنبدها ابتدا به اعضا خرپا واز آنجا بهپی ها منتقل می شود به اعضای بالا ی کره نیروی فشاری وبه اعضای پائینی کره نیروی کششی وارد میشود گنبدهای ژئودزیک بدو دسته تقسیم میشوندگنبدهای یک لایحه که فقط از یک لایحه تشکیل شده وحداکثر دهنه دراین حالت

35متر استگنبدهای دو لایحه این گنبدها از دولایحه تشکیل گردیده و از نو ع سازه کارربشمار میروند ویا به عبارت دیگر اسکلت آنها سازه هایفضائی است این گنبدها برای پوشش دهنه های بزرگ مناسب است اشکا ل گنبدهای ژئودزیکمیتواند کره ویا نیم کره ویا ربع گره باشند بهترین شکلی که میتوان برای گنبد های ژئودژیک انتخا ب نمود گنبد نیم کره است زیرا دراینحالت نیروی افقیبحداقل کاهش مییابد و عکس العمل ها عمود بر تکیه گاهاایجاد میشود در گنبدهای ربع کره نیروی افقی زیادی درتکیه گا ه ها ایجاد می شود برای خنثی کردن این نیرو از پشبند ها ویا حلقهکششی استفاده میشود

ایده اصلی گنبد های ژئودزیک :

توپ فوتبال یک 20 وجهی است که از تقسیمات سه تائی بدست آمده

هندسه گنبد های ژئودزیک از مرجان های دریایی الهام گرفته شده

گنبدهای ژئودزیک از لحاظ فیزیکی میتواند درمقابل نیروهای قائم وافقی مقاومتنماید بنا براین در دهنه های بزرگ کاربرد زیادی داردوازسوی دیگر با بوجود آمدن نرم افزارهای کامپیوتری با دقت زیاد میتوان محاسبات انها را انجام داد وحتی میتوان قبل از ساخت این گنبدها را شبیه سازی کرد وپس از اطمیناناز مقاومت ان اقدام به ساخت نموداز آنجائیکه سرعت ساخت برای سازندگان بسیار مهم است وباتوجه بهپیش ساخته بودن المان های آن در مدت کوتاهی میتوان این گنبدها را ساخت بنابراین امروزه این گنبدها مورد توجه صاحب نظران قرار گرفته استگنبدها درفضا های عمومی مانند ورزشگا ه ها ونمایشگا ه ها ومساجد ومرکز تجاری کاربرد فراوان دارد امروزه مجتمعمسکونی های طراحی شده که سقف آنها با گنبد پوشیده میشوند

باغ گیاه شناسی کلیماتون میسوری

باغ گیاه شناسی کلیماتون میسوری: این گنبد در سال 1961 توسط آرشیتکت معروف مورفی برای نگهداری گیاهان ساخته شده : ( مهندس سازه . شرکت های همکار)

سازه: گنبد ازنوع سازه فضا کار دولایه است واز الگوی هشت ضلعی استفاده شده است واعضای تشکیل دهنده آن لوله آلو مینیومی است که بو سیله کابل های فولادی تثبیت شده قطر گنبد 53 متروارتفاع آن21 است و برای اتکاء روی فونداسیون پنج نقطه درنظر گرفته شده در پوشش سقف این گنبد 362 پانل آکریلیک بکار برده شده که در اثر مرور زمان این پانل ها فرسوده شده ومتریال های دیگری جایگزین آن شده است

اولین ساخت گنبد بصورت انبوه:

در سال 1950 اولین شرکتی که اقدام به ساختن گنبدهای ژئودزیک نمود شرکت کیسربود اولین کار اجرای این شرکت آلومینیومی گنبدی نیم کره بودکه قطران 44 متر بود و575 پانل که دارای اندازه های مختلف بوداین شرکت موفق به ساخت تعداد کمی از این گنبدها گردید ولی در اوایل 1970 گردید تعداد زیاد ی گنبد ژئودزیک ساخته شد بهر صورت ساخت این گنبد ها هواره بامشکلات زیادی مانند ایزولاسیون بام وایجاد پنحره مطرح بوده است این باغ گیاء شناسی که به خانه سبز معروف است درسال 1961 بنا گردید این گنبد دولایحه دهنه آن 53 متراست وارتفاع این بنای عظیم 21متر است

گنبد کیسر مرکز گردهمائی در ویرجینیا ( Kaiser )

شرکت آلومینیوم سازی کیسر (1950)

پروژه ایدن در جنوب شرقی انگلستان مهندس معمار نیکو لاس کریمشو

پروژه ایدن در جنوب شرقی انگلستان : Nicholas Grimshaw 1996

امریکا : نمایشگاه اکسپو 67غرفه : مهندس معمار فولروسادائو (1967 ساخته شده)

امریکا : نمایشگاه اکسپو 67غرفه : سازه این گنبد بزرگ وزیبا از سه بخش تشکیل گردیده لایه بیرونی که از اعضای مثلث تشکیل شده ولایه داخلیکه ترکیبات اصلی آن هشت ضلعی است و یک لایه دیگری که این دو لایه را بهم وصل میکند این گنبد افسانه ای دارای قطر 76 متر وارتفاع آن حدود 61 متراست با توجه باینکه داخل گنبد هیچ ستونی وجود ندارد بنابراین میتوان داخل این مچموعه را برحتی تغیر رار واین مسئله یکی از مزایای این نمایشگاه عظیم است (شکل این گنبد سه چهارم کره است)

سکوها واختلاف سطح بین این آنها واستفاده از آسانسورها وپله ها زیبائی داخلی را دو چندان کرده متریال بکار برده دراین نمایشگاه لوله است ئگره هاستارهای شکل است.

بزرگترین گنبد در ایالات متحده امریکا :

گنبد سوپر دام درشهر لو ئیزیانا بقطر 204 متر

استرودام درهوستون تکزاس باقطر 193 متر : Astrodome

استرودام درهوستون تکزاس باقطر 193 متر

Kingdome این یکی از بزرگترین گنبدهای بتنی کروی است که توسط کریستیانسن طراحی شده استادیئم کییک کانتری در واشنکتن قرار گرفته و دارای دهنه 201 متر میباشد واز نوع کنگره دار است

گنبد مینا در تهران