تحلیل بهینه فرم ساختمانهای بلند در راستای ارتقاء زیستپذیری و بهرهوری انرژی شهری با استفاده از پلاگین کارامبا
کلمات کلیدی:
طراحی پارامتریک, تحلیل سازهای, الگوریتم ژنتیک, فرم معماری ساختمانهای بلند, بهرهوری انرژیچکیده
در دهههای اخیر، توسعه روزافزون ساختمانهای بلندمرتبه در کلانشهرها به یکی از شاخصهای اصلی گسترش عمودی شهرها بدل شده است. این سازهها نهتنها به دلیل الزامات خاص در طراحی و اجرا از اهمیت ویژهای برخوردارند، بلکه بهعنوان عناصر شاخص در سیمای شهری، نقشی کلیدی در هویتبخشی فضایی ایفا میکنند. از مهمترین چالشهای طراحی ساختمانهای بلند، انتخاب فرمهای معماری است که همزمان بتوانند الزامات زیباییشناسی، بهرهوری سازهای و پایداری در برابر بارهای جانبی نظیر زلزله را تأمین کنند. پژوهش حاضر با هدف بررسی تأثیر هندسه پلان طبقات و مقیاس ارتفاعی آنها بر عملکرد سازهای ساختمانهای بلند، با بهرهگیری از روش بهینهسازی الگوریتم ژنتیک در محیط گرسهاپر و افزونه کارامبا انجام شده است. در این راستا، جابجایی جانبی بهعنوان شاخص آسیبپذیری لرزهای و وزن واحد سطح سازه بهعنوان شاخص کارایی سازهای، بهعنوان توابع هدف مورد تحلیل قرار گرفتهاند. با اجرای تحلیل چندهدفه و تعریف متغیرهای هندسی در قالب یک مدل پارامتریک، مجموعهای از فرمهای بهینه تولید شد که بسته به اولویتهای طراحی، میتوانند مبنای تصمیمگیری طراح قرار گیرند. یافتههای پژوهش حاکی از آن است که فرمهای دارای پلان بام ساده (سهضلعی) و مقیاس فشرده در ارتفاع، عملکرد بهتری از منظر لرزهای و وزن دارند. از سوی دیگر، نتایج نشان میدهد که پاسخ نهایی طراحی صرفاً یک جواب قطعی ندارد، بلکه در قالب «مجموعه جوابهای پارتو» طراح میتواند بر اساس معیارهایی چون زیبایی بصری، هماهنگی با اقلیم و بستر پروژه، فرم نهایی را انتخاب نماید. تحلیل نهایی مدلها در محیط پارامتریک گرسهاپر انجام شده و نتایج آن در قالبی قابل تعمیم برای پروژههای مشابه با شرایط متنوع اقلیمی و سازهای قابل بهرهبرداری است.
دانلودها
مراجع
1. Azimi Aqdash M. High-Rise Building Regulations (Architectural Design): Novin Publications; 2016.
2. Khalvati S, Dehbashi Sharif M, Pourzargar MR. Examining the Role of Regulations in the Spatial Structure of High-Rise Residential Buildings in Tehran (Case Study: High-Rise Buildings from 1991 to 2020). 2021.
3. Samsami Hosseini A, editor The Necessity, Criteria, and Impacts of Tall Buildings. Proceedings of the Second International Conference on Tall Buildings; 2001; Tehran: Iran University of Science and Technology.
4. Jun H, Fei H. Research on multi-objective optimization of building energy efficiency based on energy consumption and thermal comfort. Building Services Engineering Research & Technology. 2024;45(4):391-411.
5. Bakhshi S, Chenaghlou MR, Rahimian FP, Edwards DJ, Dawood N. Integrated BIM and DfMA parametric and algorithmic design based collaboration for supporting client engagement within offsite construction. Automation in Construction. 2022;133:104015.
6. Tehran Urban Studies Planning Center. Development of Regulations for High-Rise Construction: Analytical Studies and Presentation of Proposed Regulations: PArt Consulting Engineers; 2013. 12-5 p.
7. Rezazadeh H, Shahroudi A, Jahani E, editors. The Impact of Various Shapes and Forms of Tall Buildings on Earthquake Force Distribution. Third Conference on Tall Buildings; 2016; Qarchak.
8. Sarban M, Valizadeh H, editors. Examining the Impact of Structural System Arrangement in Tall Buildings. National Conference on Architecture, Civil Engineering, Urban Planning, and Horizons of Islamic Art in the Second Step Statement of the Revolution; 2021; Tabriz.
9. Khodabandehloo A, Aghajani R. Optimal Design of Steel Diagrid Structures in Tall Buildings. Structural Analysis - Earthquake. 2018;15(2):39-46.
10. Javidan Nia G, Bamaniyan MR, Mahdavi Nejad MJ. The Impact of Plan Geometry and Twisting Architectural Form on the Damage to Non-Structural Components of Tall Buildings Against Earthquakes. Environmental Hazard Management. 2022.
11. Ardakani AR, Golabchi M, Hosseini SM, Alaqemandan M. Examining the Impact of the Form of Tall Buildings on Their Structural Stability with the Aim of Reducing Earthquake Hazards: Case Study on the Effect of Plan Shape Parameters. Environmental Hazard Management. 2017.
12. Khairnar P. Lightweight floor systems for tall buildings: A comparative analysis of structural material efficiencies. International Journal of High-Rise Buildings. 2023;12(2):145-52.
13. Preisinger C. Linking structure and parametric geometry. Archit Des. 2013;83(2):110-3DO - 10.1002/ad.564.
14. Asadbak M, Asadzadeh E, Asadzadeh M. Genetic Algorithm Book: Avalinha Publications; 2019.
15. Salata F, Ciancio V, Dell'Olmo J, Golasi I, Palusci O, Coppi M. Effects of local conditions on the multi-variable and multi-objective energy optimization of residential buildings using genetic algorithms. Applied Energy. 2020;260:114289.
16. Kazemi Sangdehi SP, Afghani Khoraskani R, Tahsildoust M. Examining the Impact of Plan Geometry of Tall Buildings with Diagrid Structures on Their Structural Behavior Against Lateral Earthquake Loads. Soffeh. 2020;30(1):43-58.
دانلود
چاپ شده
ارسال
بازنگری
پذیرش
شماره
نوع مقاله
مجوز
حق نشر 2025 ولی زیوری افضل, مهرداد کریمی مشاور (نویسنده)

این پروژه تحت مجوز بین المللی Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 می باشد.