نگاهی به کاربردهای تیرآهن در معماری مدرن

تیرآهن‌ها یکی از پرکاربردترین مصالح ساختمانی در جهان هستند. این مقاطع فولادی با استحکام و مقاومت بالا، نقشی حیاتی در ساخت انواع مختلف سازه‌های ساختمانی و صنعتی ایفا می‌کنند. با این حال، وقتی صحبت از معماری مدرن می‌شود، محصولات فلزی مدنظر دیگر تنها عناصرِ سازه‌ای برای تحمل بار و وزن ساختمان نیستند، بلکه نقشی بزر‌گ‌تری پیدا می‌کنند و خیلی اوقات بخشی از ظاهر و نمای سازه هم می‌شوند. با توجه به انعطاف‌پذیری این مقاطع فولادی در کاربری و طراحی، از آن‌ها برای اضافه کردن عناصر زیبایی‌شناختی و خلاقانه به سازه نیز استفاده می‌شود. در این مقاله قصد داریم  کاربرد تیرآهن و موارد استفاده از آن را در معماری مدرن را بررسی کنیم.

استفاده از تیرآهن در ساختمان های مدرن

ساختمان‌ها رایج‌ترین نوع پروژه معماری هستند و می‌توانند کاربری‌های مختلفی مانند مسکونی، اداری، فروشگاهی یا خدماتی مثل هتل‌ها داشته باشند. علیرغم تغییرات عمده در معماری و مهندسی ساختمانی مدرن، استفاده از محصولات مورد بحث ما همچنان در این حوزه بسیار متداول و ضروری است و از آن برای ایجاد طرح‌های وسیع، انعطاف‌پذیر و بادوام استفاده می‌کنند. ویژگی‌ها و مزایای مختلف این مقاطع فولادی باعث شده کاربرد زیادی در ساخت ساختمان‌های مدرن پیدا کنند. در این بخش چند نمونه از موارد استفاده احتمالی آن‌ها در ساختمان‌های مدرن امروزی را مرور می‌کنیم:

• ساخت آسمان خراش ها: منظور از آسمان خراش‌، عموماً ساختمان‌های بلندی است که بیش از ۴۰ طبقه دارند و برای جای دادن شمار زیادی از افراد و برگزاری فعالیت‌های مختلف طراحی شده‌اند. آسمان خراش‌ها اغلب از تیرآهن استفاده می‌کنند تا استحکام و پایداری قابل قبولی پیدا کرده و بتوانند در برابر باد، زلزله و آتش مقاومت کنند. استفاده از این تیرهای فولادی همچنین به مهندسان و معماران این آزادی عمل و انعطاف پذیری را در طراحی می‌دهد که طرح‌ها و نقشه‌های مختلفی را برای این ابرساختمان‌ها طراحی و اجرا کنند. تمام برج‌های بزرگ دنیا‌، از برج خلیفه امارات گرفته، تا برج شانگهای یا حتی برج میلاد، از مقادیر بسیار زیادی تیرآهن استفاده کرده‌اند.

• ساختمان های مسکونی معاصر: منظور از ساختمان‌های مسکونی معاصر، همین خانه‌هایی هستند که امروزه از آن‌ها برای زندگی استفاده می‌کنیم و از روندهای فعلی و سبک های معماری پیروی می کنند. این ساختمان‌ها هم همگی از این مقطع فولادی برای  ایجاد استحکام و طرح‌های مختلف استفاده می‌کنند تا بهترین نتیجه‌ها را به دست بیاورند. این تیرهای فلزی همچنین امکان استفاده از پنجره‌های بزرگ و نقشه‌های باز و بدون مزاحمت را فراهم می‌کنند. اگر تمایل به تهیه این محصول فولادی دارید، با عضویت در کانال قیمت لحظه‌ای آهن آلات می‌توانید جدیدترین به‌روزرسانی‌های قیمتی آن‌ها را در تلفن همراه خود دریافت کنید.

• مراکز تجاری و چند منظوره: منظور از این مراکز،‌ ساختمان هایی است که عملکردهای مختلف مانند فضای تجاری، مسکونی و خرده فروشی را ترکیب می‌کنند. آنها اغلب از تیرهای فولادی برای تسهیل طرح‌های انعطاف پذیر و قابل انعطاف استفاده می‌کنند که می تواند انواع مختلف استفاده ها و کاربران را در خود جای دهد. اگر به این مراکز تجاری توجه کرده باشید، فضاها عموماً بسیار باز و گسترده طراحی می‌شوند. در واقع این به لطف استفاده از تیرآهن‌های بسیار قوی و مستحکم است که نیاز به استفاده از ستون‌ها و دیوارهای متعدد کاهش پیدا می‌کند.

سازه های معمارانه

منظور از سازه‌های معمارانه، ساختارهای غیرمسکونی‌ای است که برای سکونت انسان طراحی نشده‌اند، بلکه برای ارائه یک عملکرد یا هدف خاص، مانند حمل‌ونقل، سرگرمی یا بحث‌های فرهنگ و هنری طراحی شده‌اند. این سازه‌ها نیز اغلب از انواع تیرآهن برای ایجاد طرح‌های چشمگیر و مبتکرانه استفاده کرده و مهارت‌های فنی و هنری معماران خود را به نمایش می‌گذارند. در واقع، آن‌ها سعی می‌کنند حداکثر استفاده را از ویژگی‌های این کالا فولادی برده و طرح‌ها و نقشه‌های بسیار خاصی را ارائه کنند. موارد زیر را می‌توان چند نمونه از این سازه‌های معماری دانست.

مورد اول؛ پل‌ها: تمام پل‌های شهری و بین شهری از مقادیر بالایی تیرآهن در ساختار خود استفاده می‌کنند. این پل‌ها باید بارهای بسیار سنگینی را تحمل کنند و از سوی دیگر عموماً در شرایط محیطی دشوار و خشنی هم قرار دارند. بنابراین، استحکام و مقاومت آن‌ها باید به قدری بالا باشد که در طی سال‌ها امنیت و کارایی خود را حفظ کنند. از محصولات موضوع بحث این مطلب عموماً در بخش پایه‌های پل استفاده می‌شود که باید وزن بسیار بالایی را تحمل کنند. استحکام بالا همچنین باعث می‌شود نیاز به پایه‌ها و ستون‌های متعدد در طول پل کمتر شده و هزینه‌ها نیز کاهش پیدا کند. در مجموع، با توجه به مقرون به صرفه بودن قیمت تیرآهن برای مصارف جاده‌سازی،‌ استفاده از آن‌ برای ساخت پل‌های ماشین‌رو و به‌خصوص راه‌آهن بسیار مرسوم است.

مورد دوم؛ استادیوم‌ها و سالن‌های بزرگ: استادیوم‌ها و سالن‌ها عموماً سازه‌های بسیار بزرگی هستند که از جمعیت بسیار زیادی از مردم در طی رویدادهای هنری و ورزشی و مراسم مختلف میزبانی می‌کنند. بنابراین، آن‌ها باید بسیار بزرگ، جادار و راحت باشند. از سوی دیگر، تعداد ستون‌های آن‌ها باید محدود و کنترل شده باشد تا ستون‌ها و دیوارهای متعدد، مزاحمتی برای دید تماشاگران ایجاد نکند. تمام این موارد و نیازها باعث شده تا انواع تیرآهن محبوبیت زیادی برای ساخت سالن‌ها و استادیوم‌ها پیدا کنند.

مورد سوم؛ مراکز فرهنگی و موزه‌ها: مراکز فرهنگی و موزه‌ها مکان‌هایی هستند که هنر، فرهنگ یا تاریخ را به نمایش گذاشته و ترویج می‌کنند. در بسیاری از موارد، خود ساختمان و سازه‌‌ی آن‌ها هم اهمیت فرهنگی پیدا کرده و از طرح‌ها و معماری‌های خاصی در آن‌ها استفاده می‌شود. این مراکز عموماً از تیرآهن برای ایجاد طرح‌های منحصر به فرد و خلاقانه استفاده می‌کنند تا بتوانند فضای مناسبی را برای نمایشگاه‌ها و رویدادهای ارائه دهند. 

کاربرد تیرآهن در طراحی های نوآورانه

تیرهای فولادی اجزای اساسی معماری مدرن هستند و به معماران امکان ایجاد طرح‌های نوآورانه و در عین حال کاربردی و زیبا را می‌دهند. تیرهای فولادی از نظر استحکام، دوام، انعطاف‌پذیری و قابلیت‌های مختلف، برای انواع مختلفی از پروژه‌ها مناسب هستند. در ادامه ۳ نمونه از حوزه‌های طراحی نوآورانه که تیرآهن در آن‌ها کارایی دارد را بررسی می‌کنیم.

1. معماری پارامتری: معماری پارامتری نوعی رویکرد معماری و طراحی است که در آن از الگوریتم‌ها و ابزارهای محاسباتی برای تولید سازه‌های پیچیده، پویا، با  کل‌ها و فرم‌های منحصربه‌فرد استفاده می‌شود. در این روش، مجموعه‌ای از پارامترها یا متغیرها در رایانه‌ها وارد شده و سپس الگوریتم‌های مربوطه از آنها برای ایجاد یک راه‌حل منحصربه‌فرد استفاده می‌کنند. تیرآهن‌ها کاربرد قابل توجهی در این نوع رویکرد معماری دارند. ویژگی‌های خاص این تیرهای فولادی آن‌ها را تبدیل به مصالحی بسیار پرکاربرد در حوزه ساخت‌وساز می‌کند. در این میان، ارائه انعطاف‌پذیری بالا در طراحی شاید خاص‌ترین ویژگی‌ این محصول برای معماری پارامتری باشد، چرا که امکان ایجاد طرح‌های خاص و خلاقانه را فراهم می‌کند.

2. معماری سبز: معماری سبز رویکردی دیگر در حوزه معماری است که هدف آن به حداقل رساندن تأثیر زیست‌محیطی ساختمان‌ها، از طریق استفاده از مواد پایدار و سیستم‌های کارآمد انرژی است. تیرهای فولادی اغلب در معماری سبز برای کاهش مصرف مواد و زباله و همچنین بهبود عملکرد حرارتی و تهویه طبیعی ساختمان‌ها استفاده می‌شوند. از سوی دیگر، در این معماری تلاش می‌شود تا میزان کربن تولیدی به حداقل میزان ممکن رسانده شود.

بنابراین، از تیرآهن‌ها گاهی اوقات به عنوان جایگزین برخی از مصالح ساختمانی دیگری استفاده می‌شود که فرآیند تولید آن‌ها کمتر دوستدار محیط زیست است؛ البته، باید در نظر داشته باشیم که فرآیند تولید محصولات فولادی هم چندان سازگار با محیط اطراف انسان نیست، ولی از آنجایی که وجود آن‌ها برای دستیابی به استحکام مورد نیاز در ساخت‌وساز ضروریست، جایگزین کردن آن بسیار دشوار و پیچیده خواهد بود.

3.پروژه‌های تغییر کاربری: پروژه‌های تغییر کاربری پیچیدگی بسیار زیادی دارند. در این پروژه‌ها سعی می‌شود تا ساختارهای قدیمی را علیرغم حفظ اصالت و ویژگی‌های اصلی خودشان، به سازه‌های جدید و مدرن‌تر تبدیل کنیم. در واقع،‌ در عین حفظ ویژگی‌های قدیمی و کاربری‌ها، ویژگی‌های جدیدی به آن‌ها اضافه کنیم. تیرهای فولادی اغلب در پروژه‌های تغییر کاربری برای تقویت ساختار موجود و ایجاد پیکربندی فضایی جدید استفاده می‌شوند. در واقع، این مقاطع تنها عناصر ساختاری نیستند، بلکه نوعی عنصر طراحی نیز هستند که می‌توانند ویژگی‌های زیبایی‌شناختی و عملکردی طراحی‌های نوآورانه را تقویت کنند. 

جدول مقایسه کاربردهای مختلف تیرآهن در طراحی نوآورانه

	معماری پارامتری	معماری سبز	پروژه‌های تغییر کاربری
اصول و مفاهیم	استفاده از الگوریتم‌ها و ابزارهای محاسباتی برای تولید سازه‌های پیچیده و منحصربه‌فرد	حداقل کردن تأثیر زیست‌محیطی ساختمان‌ها با استفاده از مواد پایدار و سیستم‌های کارآمد انرژی	تبدیل ساختارهای قدیمی به سازه‌های جدید و مدرن با حفظ اصالت و ویژگی‌های اصلی
کاربردها	ایجاد سازه‌های پویا و منحصربه‌فرد با انعطاف‌پذیری بالا	کاهش مصرف مواد و زباله، بهبود عملکرد حرارتی و تهویه طبیعی ساختمان‌ها	تقویت ساختار موجود و ایجاد پیکربندی فضایی جدید
ویژگی‌های اصلی	ارائه انعطاف‌پذیری بالا در طراحی	استفاده از مواد پایدار و کاهش مصرف انرژی	حفظ اصالت و ویژگی‌های اصلی ساختمان‌ها
اثرات زیست‌محیطی	کمترین تأثیر ممکن به واسطه استفاده از روش‌های محاسباتی	کاهش مصرف مواد و انرژی با استفاده از مواد پایدار و سیستم‌های کارآمد	حفظ و استفاده مجدد از ساختمان‌های قدیمی با افزودن ویژگی‌های جدید
نتیجه‌گیری	تیرآهن‌ها با انعطاف‌پذیری بالا و توانایی ایجاد طرح‌های خلاقانه، انتخاب مناسبی برای معماری پارامتری هستند.	تیرهای فولادی با قابلیت استفاده از مواد پایدار و کاهش مصرف انرژی، به عنوان یک جزء اصلی در معماری سبز مورد استفاده قرار می‌گیرند.	در پروژه‌های تغییر کاربری، تیرهای فولادی برای تقویت ساختار موجود و ایجاد فضای جدید استفاده می‌شوند و با حفظ ویژگی‌های اصلی ساختمان، تحولات نوآورانه را ممکن می‌سازند.

 

جمع بندی

در این مقاله جنبه‌ای دیگر از موارد استفاده از تیرآهن‌ها، یعنی استفاده از آن‌ها در معماری‌های مدرن را بررسی کردیم. با توجه به انعطاف‌پذیر بودن کاربردهای این مقطع فولادی، آن‌ها به خوبی توانسته‌اند جای خود را در سبک‌های مدرن معماری نیز پیدا کنند. آن‌ها توانسته‌اند با استحکام، مقاومت، انعطاف‌پذیری در کاربری، طراحی و همچنین امکان ایجاد فرم‌ها و جلوه‌های زیبایی‌شناختی مختلفی که دارند، نقش مهمی را در شکل‌دهی مناظر شهری ایفا کنند.

فایل pdf منبع مقاله تیرآهن در معماری مدرن