الهام از هندسه ی طبیعت

اسفنج سبد گل ونوس ( یا Venus flower Basket Sponge) از جنس اوپلکتلا Euplectella است که در آب های عمیق دریای هند غربی و شرق آسیا دیده می شود .این اسفنج اسکلتی سیلندری شیشه ای پیچیده دارد که مبنای توجه و مطالعات فیبر نوری، ساختمان سازی و سلولهای خورشیدی قرار گرفته است. در قرن 19سازه این اسفنج منبع الهام ساخت نوعی سیستم ساختمانی نوین بلند مرتبه با نام سیستم دیاگرید گشت. ساخت بادبند در ساختمان های بلند در قرن نوزدهم ساختمان های بلند اولیه معمولا با سازه ای تمام فولادی قابی شکل با اتصالات تقویت شده، معمولا صلب، برای مقاومت در برابر باد و دیگر بارهای جانبی اجرا شدند. تکمیل این سازه ها منجر به تفکیک سیستم بارهای ثقلی و جانبی با استفاده از بادبندهایی به شکل قطری گشت. بسیاری از سازه های بکار رفته در ساختمان های بلند اولیه، قاب های فولادی با بادبندهایی به شکل K و X بودند. در اواخر سال 1960 تکمیل این سیستم از طریق افزایش بازوی اثر و توزیع جرم سازه دور از مرکزبرای افزایش بازدهی باربری، از راه قرار دادن همان بادبند ها در نمای ساختمان، انجام شد، که هم بازدهی بهتری داشت و هم به نماسازی برج کمک می کرد. این سیستم ها سیستم لوله ای نام گرفت در ادامه، تکمیل سیستم های لوله ای به سمت و سویی جهت گرفت که ثمره ی آن سازه ای شد با نام دایاگرید. اساس کاراین سیستم بر تفکیک باربری ثقلی (عمودی) از باربری جانبی(باد و زلزله و ...) استوار است؛ مزیت این روش توزیع جرم سازه دور از مرکز، و در نتیجه مقاومت این سازه در برابر نیروها و به ویژه نیروهای جانبی است. به بیان دیگر، هسته مرکزی، یعنی یک شاه تیر قائم طره ای مقاوم و یکپارچه در تمام طول ساختمان، که نقش باربری ثقلی و جانبی را برعهده دارد، اما در این سیستم هسته مسئول تحمل بار های ثقلی است و تحمل بارهای جانبی و پیچش به عهده سیستم دیاگرید پیرامونی ساختمان است، این سیستم، نسل پیشرفته همان سیستم مهاربندی جانبی(بادبند) در ساختمان های لوله ای است.یعنی ستون بندی پیرامونی جای خود را به عناصر مورب می دهد. البته باید اذعان نمود که این توضیح در واقع مدل ساده شده سیستم دیاگرید است و در حقیقت بخش های مختلف یک سازه همیشه کلیتی واحد می سازند که متحمل بار های وارده است اما سهم هریک از اجزا در باربری متفاوت است و بهتر است بگوییم سهم باربری ثقلی هسته از دایاگرید و سهم باربری جانبی دیاگرید بیش از هسته می باشد. انعطاف پذیری بالا به دلیل وجود اعضای مورب در این سیستم ، که نقش تیرو ستون های نما را بر عهده دارند، مقاومت خمشی، برشی و پیچشی برج افزایش چشمگیری دارد، ضمن این که سازه نیز به دلیل شبکه بیرونی و عدم وجود سیستم مشبک درونی به انعطاف پذیری بالایی از لحاظ طراحی معماری فضاهای داخلی دست می یابد. برای اجرای این سیستم می توان از مصالح متداول در تحمل توامانِ کشش و فشار از جمله فولاد ، بتن مسلح و چوب استفاده کرد . البته فولاد از نظر کششی مناسب تر است اما برای خلق فرم های پیچیده و غیر خطی بهتر است از بتن مسلح استفاده نمود که انعطاف پذیری بیشتری را تامین می نماید. یکی دیگر از مطالب قابل تامل در خصوص این سیستم مساله استقلال باربری کف از دایاگرید پیرامونی است. با توجه به این که باربری ثقلی به عهده هسته مرکزی است لذا کف متکی بر هسته اجرا می گردد و از پوسته خارجی جداست. سازه های دیاگرید به علت مثلثی شکل بودن، نیاز به اتصالات گیردار ندارند و اتصال مفصلی در مورد این سیستم بسیار موفق و مناسب است. با این وجود می توان سازه دیاگرید را اینگونه توصیف نمود: یک سیستم متشکل از اعضای قطری و حلقه های افقی مقطوع در گره ها، که سطح را با مثلث هایی به شکل منحنی و یا مسطح ، پیکره بندی می کنند. شاید جالب باشد بدانیم پوسته تخم مرغ نیز ساختاری دیاگریدی دارد.