مقاله سازہ در معماری

بخشی از مقاله

سازہ در معماری

چکیده
در نگاه نخست سازه تدبیری برای برپایی بنا به نظر می رسد. چنین نگرشی جدایی سازه و معماری را به عنوان دو موضوع مجزا مطرح می کند. از تعریف معماری ارائه شده توسط ویتروویوس چنین استنباط می شود که سازه جزء تفکیک ناپذیر معماری است و در هر یک از حوزه ها یعنی استحکام، عملکرد و زیبایی نقش تعیین کننده دارد. سازماندهی فضایی ، تشکیل حجم ، تعریف فرم و فضا، تبیین نظام ساختاری توسعه فضا در معنا بخشی به محورها و آرایشها، بیان مفاهیمی چون : حصر، شروع، امتداد، ریتم ، تکرار و... از نقشهای با اهمیت سازه در معماری به حساب می آیند. نقش سازه در تاثیر بر ذهن ، انتقال مفاهیم و پیام های سمبلیک ، چگونگی ادراک فضا، نمایش سطح تکنولوژی و رشد فناوری و بیان احساسات هنری موجب تقویت قابلیتهای معماری به عنوان نیازی مبرم و هنری والا در زندگی بشر شده است. بدین ترتیب سازه را می توان به مثابه زبانی برای بیان و یا نقد معماری دانست. از طرف دیگر معماری خود رشد و توسعه سازه را سبب شده، شکل ، مقیاس و نوع آنرا تعیین می کند. امروزه نیاز بیش از پیش در توجه به معماری فضاهای شهری و ساختمانهای عمومی که سازه در آنها بیشتر نمایان است افق جدیدی در تعامل معماری و سازه گشوده که بی شک معماری فردا را متحول خواهد کرد. همچنین تصور ساماندهی فضاهای داخلی بناها از دید معماری، خصوصا ساختمان های عمومی بدون عناصر سازه ای غیر ممکن است. این مقاله در تبیین تعامل میان سازه و معماری به عنوان دوقسمت جدایی ناپذیر سعی دارد استفاده از تمام توانایی ها در ایجاد و خلق فضای هنرمندانه را مطرح و پیشنهاد نماید و می تواند زمینه مناسبی برای رشد و توسعه هر دو حوزه و درک متقابل معماران و مهندسین ساختمان جهت بهتر و زیباتر شدن فضاهای زندگی انسان باشد.
مقدمه
معماری گونه خاصی از هنر است که بر خلاف موسیقی یا نقاشی انتزاعی نبوده بلکه هنری مسئولیت پذیر می باشد و در حقیقت انتقال نوعی سودمندی به یک قالب و تمایل مادی با منشأ کاربردی است. جدایی از معماری کاغذی، هدف غایی معماری براساس تعریف، سازماندهی فضاهای زیستی است به گونه ای که استحکام، عملکرد و زیبایی را توأماً داشته و با شرایط طبیعی - آب و هوایی و فرهنگی - جمعیتی مکان خود متناسب باشد. این هنر صرف نظر از تأثیراتش خود اثری مادی، ملموس و کاربردی، در خدمت انسان است. تعامل سازه و معماری ذاتی، وسیع و چند جانبه است که خواستگاه آن به پیدایش معماری بر می گردد. گرچه در نگاه نخست سازه تدبیری برای برپایی و عملی ساختن بنا به نظر می رسد اما بسنده کردن به این و عدم توجه به ارزشها و تأثیرات متنوع سازه در معماری سبب می شود تا جدایی سازه و معماری یا لااقل جدایی حوزه فعالیتی آنها به باوری غلط تبدیل شده و بخش عظیمی از توانایی های سازه نادیده گرفته شود. البته به دلیل تخصصی شدن هر چه بیشتر علوم این افتراق طبیعی به نظر می رسد چنانچه حتی امروزه درون یک رشته نیز تقسیمات زیادی به وجود آمده اما شناخت اصول سازه و نه تجزیه و تحلیل دقیق آن برای معماران و ادراک زیبا شناختی فضا برای مهندسین ساختمان تا حدی لازم به نظر می رسد. بسیاری از معماران، طراحی خود را بدون توجه به سازه و توانایی ها و امکانات آن شروع کرده و به این باور درست که امروزه تقریباً هر ایده ای قابلیت اجرا دارد، وظیفه و هدف خود و مهندسین سازه را با خطی پررنگ از هم جدا کرده اند، حال آنکه اکثر معماران برجسته جهان خود طراحانی زبردست در امر سازه بوده اند بطوری که پیدایش بسیاری از سازه ها نیز مرهون تفکرات آنان است. مسئله فقط داشتن نگاهی انتزاعی به معماری نیست، بلکه مشکل اساسی ضعف و ناتوانی از بکارگیری تمام امکانات موجود برای خلق اثر معماری است، که بی شک سازه از مهمترین این امکانات به حساب می آید. واژه تکتونیک معماری که نتیجه فعالیت مشترک معماری و مهندسی است اساسا حاصل نحوه تفکر و فعالیت هنری-تکنولوژیکی است که گستره ای از تعامل کامل و مطلق فرم و سازه در بنا تا نگرش قانونمند به نظام ساختاری فضا را شامل می گردد و به تعبیر معمار روسی بوروف. آک. تفکر هنرمندانه در ارتباط با سازه است.
راجرز کلارک می گوید: فهم ما از معماری بنا بستگی به روشهای ساخت سازه انتخابی ] دارد. بر همین اساس پرداختن به رابطه سازه و معماری باید در کنار هم و به صورت تعاملی باشد. بنابراین ابتدا به بررسی نقشهای سازه در تعریف معماری پرداخته و سپس به تاثیرات سازه بر معماری و در آخر به لزوم و چگونگی طراحی معمارانه سازه می پردازیم.
سازه در تعریف معماری:
2-1 سازه و استحکام
استحکام، نخستین ویژگی سازه است. برای تحقق هر ایده معماری، مواد اولیه با قوانین خاص و مرتبط با ویژگیهای طبیعی آنها به کار گرفته می شوند که درک و استخراج این قوانین و نحوه بکارگیری آنها جهت مقاومت در برابر بارها علم سازه را به وجود آورده است. سازه مترادف با نگهدارنده است، به زبانی ساده تر ترکیبی از عناصر است که طراح برای عملی کردن و تقویت ایده خود از آن بهره می جوید. به زبان تخصصی، سازه عبارتست از مجموعه ای یکپارچه و پایدار از عناصر که برای تحمل و انتقال ایمن بارها بدون تجاوز از حد تنش های مجاز در اعضا طراحی و اجرا می شود. یک اثر معماری علاوه بر اینکه برپا می شود باید دارای استحکام و پایداری بوده بارهای ثابت و موقت، طبیعی و غیرطبیعی را تحمل کند بدون آنکه تغییری یا محدودیتی برای استفاده کنندگان از آن ایجاد شود، برای این منظور انتخاب صحیح سیستم سازه ای، نقش تعیین کننده ای دارد. مفهوم سیستم سازه ای به هم پیوستگی و ارتباط متقابل مجموعه سازه های افقی و عمودی بار بر ساختمان جهت تامین همزمان استحکام، سختی و پایداری است [ ۱]. بعدها سازه کاربردهای وسیع تری یافت و تنوع سیستم های سازه ای که ریشه های کاربردی، زیبا شناختی و اقتصادی داشتند سبب گسترش تاثیر بر معماری و قابلیتهای آن شدند. بطوریکه می توان گفت سازه نوعی اتصال تفکیک ناپذیر با عناصری است که معماری، کیفیت، نحوه و نوع آنرا تعریف می کند [۲ ]. با وجود شکل گیری معماری بر اساس سازه،نمونه های تاریخی یافت می شوند که اساس معماری آنها با سازه به کار رفته در نقش استحکامی سازگاری ندارند که البته در هیچ یک نیز هدف نفی استحکام نبوده است، اما بی تردید رشد و توسعه سازه جدا از نیاز معمارانه نبوده است. امروزه با توجه به افزایش مخاطرات طبیعی، غیر طبیعی، فرهنگی و ... مربوط به بزرگتر شدن ساختمانها و ریسک های احتمالی، موجب توقع بیشتر نسبت به استحکام ساختمانها و بدنبال آن عظیم تر و قدرتمندتر شدن سازه ها شده است که معماری جدید متاثر از آن خواهد بود.
۲-۲ سازه و عملکرد
هیچ سازه ای بخاطر خود سازه ایجاد نمیشود ۳ ] خلق فضاهای زیستی جهت پاسخ گویی به نیازهای گوناگون انسان از تکالیف عمده معماری به شمار می رود. عناصر سازه ای (افقی و عمودی) به عنوان شکل دهنده و سازماندهی فضا نقش مهمی دارند. از سازه می توان برای محصور کردن فضا، به وجود آوردن حوزه فضایی، تفکیک، تأکید یا ایجاد سیرکولاسیون، استنباط حرکت، گسترش ترکیب بندی ابداعی و مدولاسیون استفاده نمود [۴ ] (شکل ۱). همچنین سازه در اصول نظام دهنده فرم و فضا با قابلیت مناسب ایجاد ریتم و تکرار، هارمونی و تضاد، نقش تعیین کننده ای دارد. عناصر خطی و سطحی عمودی و افقی که از مولفه های تعریف فضا بحساب می آیند، خود عناصر سازه ای هستند. یک عنصر خطی قائم مانند یک ستون میتواند تعریف کننده حوزه ای در اطراف خود باشد و یا ابتدا و انتهای مسیری را مشخص سازد، چند عدد آن می تواند در تفکیک فضا، محصور کردن فضا، ایجاد سطح و حجم نقش داشته باشد. ردیفی از ستونها (کالوناد) می توانند تناسب، مقیاس، ریتم و شکل
خاصی را القا کنند. عناصر سطحی عمودی وافقی نیز مانند دیوار، سقف و کف با توجه به نحوه قرار گیری (چیدمان)، تعداد، فاصله، اندازه و ویژگیهای بصری می توانند فضاهای متنوع و مفاهیم متفاوتی را حاصل آورند. سازه همچنین می تواند نظام ساختاری توسعه فضا جهت تبیین محورها و آرایشها را که به قول لوکوربوزیه اولین نشانه های هوش انسانی است، فراهم آورده تاکید و بارز نماید.

شکل ۱ : عناصر سازه ای تعریف کننده فرم و فضا. الف ) عناصر خطی، صفحه ای و حجمی در ساخت فرم وفضا، با) عناصر سازه ای در ساماندهی فضای زیستی، ج) عناصر سازه ای خطی و صفحه ای در تعریف فضا، فرم، امتداد، حرکت، تکرار و...



۳-۲ سازه و زیبایی
بکارگیری تدابیر خاص در اجزای سازه حتی اگر دیده نشوند] امکان بیان احساسات هنری را ممکن می سازد ۵ ]. در تمدنهای آغازین، ایران باستان، مصر و معماری یونان، ستونها در آراستگی و القای معانی و احساسات بکارگرفته شدند و با استقرار در جهات مختلف و بکارگیری خصوصیاتی چون: حجم، وزن، اندازه، جنسی، نقش و فاصله قرارگیری آنها نسبت به یکدیگر توانایی بیان مفاهیم هنری - ایدئولوژیکی یا حتی جهان بینی خاصی را ممکن نمودند ( شکل ۲). نمونه بارز آن مقایسه ستونهای قوی دوری در پارفنون و ستونهای ظریف و متناسب ایونی در اریکتئون است. در معماری رومی و رومانسک بکارگیری طاقها و قوسها چون واژه هایی بیانگر مفاهیم فرهنگی زمان خود هستند، آنان امکان بزرگتر کردن دهنه ها در ساختمان را عملی ساختند که در مقایسه با معماری یونانی نمایشگر پیشرفت تکنولوژی در دوران رومیان بوده است (استفاده از سیستم تیر و کمانی به جای تیر وستونی و اختراع سیمان) و بدینوسیله سازه را به عنوان نمادی از پیشرفت تکنولوژی ساختمان مطرح نمودند. که حاصل آن بناهایی چون پانتئون و گنبد آن و کالسئوم است. در معماری رومانسک شاهد بکارگیری ستونها، طاقها و قوسها بصورت شیارهایی بلند در کلیساها هستیم. در دوره گوتیک ستونها، جزئی از قوسها گردیدند و سازه های متهورانه ای را به وجود آوردند که خود نمونه هایی از مهارت صنعت ساختمانی به حساب می آیند ( سیستم اسکلتی). در این سبک معماری، سازه ها حالتی کشیده از پایین به سمت بالا با القای حس سبکی می باشند که در مقایسه با سازه ی سنگین و حجیم دوره های قبلی زیباشناسی متفاوتی ارائه می کنند (شکل ۳).
شکل ۲ : ستونهای سنگین، عظیم و متراکم مصر باستان در لوکسور شکل
۳ : سیستم سازه ای اسکلتی یکپارچه در کلیسای چالزر، دوره گوتیک

در رنسانس بازگشت به ایده های آنتیک باعث پیدایش شیوه ای معنایی و استعاره ای از معماری آنتیک گردید و در دوره باروک توسعه یافت. معماری باروک نگاه غیر ساختاری به سازه داشت و پوسته بنا همچون لباسی بود قابل انعطاف بر پیکر ساختمان به مثابه دکور علی رقم پلان های ساده. در نئو کلاسیک با بازگشت به معماری آنتیک دوباره نظم سخت گیرانه در پیدایش فرم های معماری مطرح شد، اما سازه متفاوت بود و ستون ها در حد دکور در نمای ساختمان ها ظاهر شدند که بیانگر قدرت مطلقه، نظم و استبداد بودند. در معماری مدرن و بعد از آن امکان خلق و ترکیب حجمهای خالص و ناخالص با هندسه متفاوت، ایجاد فرمهای بدیع، تفکیک عملکردها و تحقق زبان زیبایی شناسی خاص خود به کمک سازه میسر گردید و قابلیت آن در ارایه ترکیبهای متنوع پلانی - حجمی و نمای ساختمانها باعث شد تا به عنوان عنصر تأثیر گذار از عناصر معماری در ارزیابی زیباشناسانه آثار معماری قرار گیرد.
۳- سازه و تأثیرات آن بر معماری:
سازه علاوه بر نقشی که در سه مفهوم استحکام، عملکرد و زیبایی دارد تاثیرات شگرفی بر معماری دارد. این تاثیرات گستره وسیعی را برای سازه ترسیم نموده است.

۱-۳ سازه و تأثیر بر ذهن
سازه یک بنا همانگونه که می تواند به عنوان یک عنصر با معنای هنری بکارگرفته شود به همانگونه نیز می تواند به صورت نیروی موثر بر ذهن عمل نماید [۵ ]. این اثر بستگی به چگونگی سازگاری سازه با عوامل طبیعی و محیطی چون وزن، فشار باد، نوع خاک، اقلیم و فرهنگ دارد که پاسخ آن به صورت هندسی بوده و در راستای ایجاد ارتباطی منظم برای بیان عظمت و وقار و یا بیان احساسی از انعطاف یا کشش، مرتبط با نحوه بکارگیری مصالح است. در ساختمانهای مصری و یونانی هر سنگ به صورتی استوار روی سنگ دیگر نشسته و احساسی با وقار، متعادل و وزین را القاء می کند (شکل ۴) حال آنکه در طاق و نعل در گاهی های سبک گوتیک حالت دیگری از ایستایی که شبیه ستون مهره های بدن انسان و یا الیاف گیاهان است دیده می شود که نحوه توزیع نیروهای کششی و فشاری، انتقال و ارتباط آنها بین اعضاء و نهایتاً توسعه به کل سیستم در قسمتهای قابل رویت ابنیه این دوران قابل مشاهده است ( شکل ۵).

شکل ۴ : توده های عظیم از سنگ القا کننده تعادل و سنگینی در اهرام مصرشکل ۵: سازه اسکلتی یکپارچه در کلیسای نوتردام دپاری، دوره گوتيک

بکارگیری فرم سازه در نمای ساختمانها در معماری معاصر موجب تحریک ذهن و تاثیر بر آن می گردد. تاثیر سازه بر ذهن شدیدا به تناشبات آن بستگی دارد. ابعاد و تناسبات این عنصر مستقیماً به وظایفی که هر سیستم سازه به عهده دارند مربوط است علاوه بر این می تواند نمایانگر اندازه و مقیاس فضایی باشند که در حصر آن سهیم اند. برای مثال: ارتفاع بعد حساسی در یک تیر بوده و نسبت ارتفاع به دهنه شاخص خوبی در ادراک ایستایی سازه به شمار می رود. همچنین ستونها هرچه بار و ارتفاعشان افزایش یابد (بدون تقویت) ضخیمتر می گردند. تیرها و ستونها چهارچوب و استخوان بندی سازه را تشکیل می دهند، مدولهایی از فضا را تعریف کرده، توسط تناسب و ابعادشان فضا را تفکیک نموده به آن مقیاس و سلسله مراتب می دهند [۶ ]. سایر اشکال سازه چون دیوارهای باربر، قطعات کف و سقف، طاقهای قوسی و گنبدها نیز بوسیله تناسبات خود به لحاظ بصری ما را هدایت می کنند تا به نقش آنها در سیستم سازه و همچنین نوع مصالحشان پی ببریم. دیوار ساخته شده از مصالح بنایی که در مقابل فشار، قوی ولی در مقابل خمش نسبتا ضعیف است از یک دیوار بتنی مسلح که همان کار را انجام می دهد ضخیم تر خواهد بود. همچنین یک ستون فولادی از یک تیر چوبی که همان بار را تحمل می کند نازک تر است و یک قطعه بتن مسلح با اندازه معین دهنه بیشتری از یک چوب با همان ابعاد را می پوشاند. هرچقدر یک سازه برای استواری، کمتر به قدرت و سختی مصالحش متکی بوده و بیشتر متکی بر هندسه اش باشد اجزای آن ظریف و ظریف تر می گردد تا آنجا که قابلیت خود را در دادن مقیاس و اندازه به فضا از دست می دهد (مانند سیستم های پوسته ای و سازه های فضاکار) [۶ ]. ونت ورث تامپسون در کتاب رشد و فرم اشاره می کند: با توجه به تناسبی که لزوماً ما بین ابعاد مصالح ساختمانی و مقاومت آنها در مقابل نیروهای کششی وجود دارد، پس از خراب شدن طاق ۴۵ متری کلیسای سبک گوتیک «بی وایاس» در سال ۱۲۸۴ میلادی، سازندگان بعدی قرون وسطایی کوشش در جهت اضافه کردن ارتفاع کلیساهای آن دوران را