Nghiên cứu cấu tạo đặc trưng hình học của cấu tạo mái che và gợi ý ứng dụng trong kiến trúc (tt)

Việc nghiên cứu chỉ ra các nguyên tắc hình học để cấu tạo mái tạo điều kiện cho việc sáng tạo các mái che thêm phong phú.. Do đó, việc nghiên cứu đặc trung hình học của cấu tạo mái che đ

L Ò Ì C Ả M Ơ N

Tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết on chân thành đến TS Trần Văn Năm Thầy đã tận tình chỉ bảo hưởng dẫn và giúp đỡ Tôi hoàn thành đề tài nghiên cứu này.

Xin chán thành cảm ơn các Thầy giáo tham gia giảng dạy lóp cao học Hình Họa & Vẽ kỹ thuật trường ĐHXD, đã nhiệt tình ti'uvền thụ kiến thức tạo nền móng vững chắc cho tôi để có thể hoàn thành tổt luận văn tốt nghiệp.

Tôi cũng gửi lời cảm ơn sáu sắc tới Khoa sau đại học trường ĐHXD

đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho các học viên cao học trong suốt 3 năm học tập và thời gian làm tốt nghiệp.

Cuối cùng, Tôi xin cảm ơn người thân, gia đình và bạn bè đồng nghiệp đã khích lệ động viên Tôi hoàn thành luận văn này ỉ

Hà Nội, tháng 6 năm 2008

J L /U C U I V C U 1 1 n a u “ 1 “ IN^UVUI i-111 ivmm ±nuy

MỎ ĐẢƯ

Mái là bộ phận quan trọna của ngôi nhà, khôna chỉ về mặt chức nãna bao che

mà còn ờ chức năng thâm mỹ, mang lại vẻ đẹp và sự mới lạ cho mỗi căn nhà

Sự phát triển của các hình thức mái nhà trên thế giới rất đa dạng, phong phú

và có lịch sử lâu đời

Tại Việt Nam, trước kia, các loại hình thức mái chủ yếu là mái dốc phẳng truyền thống Trona nhữna năm gần đâv, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế, ngành Kiến trúc, xây dựng cũng có nhiều biến chuyển, đòi hỏi sự

ra đời của nhiều hình thức mái phong phú hiện đại, từ những mái nhà dân dụna đến mái các côna trình côna cộng có không gian lớn, yêu cầu thẩm mỹ cao Đồng thời, khi các loại hình mái trở nên đa dạng hơn, phức tạp hơn thì cũng làm nảy sinh các vẩn đề khó khăn trong giải pháp kỳ thuật, thi công

m ái

Thực chất các mái che được hình thành dựa trên một nguyên tắc hình học nhất định Việc nghiên cứu chỉ ra các nguyên tắc hình học để cấu tạo mái tạo điều kiện cho việc sáng tạo các mái che thêm phong phú

Do đó, việc nghiên cứu đặc trung hình học của cấu tạo mái che để áp dụng vào thực tể cuộc sống, đưa ra được nhiều hình thức mái đẹp và phong phú hơn, cũng như giúp việc tính toán, thi công mái dễ dàng hơn là yêu cầu vô cùng cấp thiết

Hình họa - VKT là môn học nghiên cứu, biểu diễn không gian Vì vậy, có thể nghiên cứu biểu diễn các nguyên tắc hình học tạo ra mái trên các mặt phẳng hình chiếu, tạo điều kiện thuận lợi để biểu diễn các mái Đồng thời, từ các hình biểu diễn trên hình chiểu ta có thể làm phong phú hơn các nguyên tắc hình học

Luận vãn Thạc sỹ - 2 - Nguyên Thị Minh Thùy

Qua nghiên cứu các tài liệu về hình dạng mái che hiện có, chúng ta thấy mái che được hình thành từ các mảnh mặt (hoặc dùng đơn lẻ các mảnh hoặc ghép các mảnh với nhau)

Từ những suy nghĩ trên, luận văn sẽ chỉ ra nguyên tắc ghép các mảnh mặt với nhau để hình thành các mái che.Thêm vào đó, với sự trợ giúp của máy tính, việc mô hình hóa các phương pháp ghép mảnh trên máy tính điện tử giúp tạo

ra các hình thức mái vô cùng đa dạng và phong phú

Vì vậy, đề tài: “Nghiên cứu đặc trưng hình học của cấu tạo mái che và gọi

ý ứng dụng trong thiết kế kiến trúc” là rất cần thiết và lý do bức thiết để

chọn đề tài

Mục đích nghiên cứu của luận văn là làm rõ các đặc trưng hình học của cấu tạo mái, tức là chỉ ra phương pháp ghép các mảnh mặt với nhau Từ đó phân loại, đánh giá và đề xuất một số ứng dụng giải pháp mái trong các công trình kiến trúc Mặt khác, việc nghiên cửu được thể hiện bằng phương pháp của bộ môn Hình Học Họa Hình sẽ góp phần nâng cao tính thực tiễn của môn học

v ề mặt giới hạn nghiên cứu, trong luận văn này chỉ tập trung nghiên cứu phương pháp ghép các mảnh mặt được cắt ra từ các mặt đon giản: mặt phẳng

và mặt bậc 2

Phương pháp nghiên cứu của luận văn là đi từ các nghiên cứu các dạng mái

đã tồn tại trong thực tế và rút ra đặc trưng hình học chung của các phương pháp tạo mái Từ đó hệ thống hóa các dạng mái và nguyên tắc chung để cấu tạo các dạng mái, tạo cơ sở để các kiến trúc sư phát triển mái thêm đa dạng nhưng vẫn đảm bảo tính khả thi trong xây dựng

THÔNG BÁO

Để xem được phần chính văn của tài liệu này, vui

lòng liên hệ với Trung Tâm Thông tin Thư viện

– Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội

Địa chỉ: T.13 – Nhà H – Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội Đ/c: Km 10 – Nguyễn Trãi – Thanh Xuân Hà Nội

TRUNG TÂM THÔNG TIN THƯ VIỆN

Luận văn Thạc sỹ - 11 2 - Nguyen 1 Ỉ 1 Ị M in n I tìũ y

KÉT LUẬN

Qua luận vãn này tác giả đâ giải quyết những vấn đề cơ bản sau

- Từ các dạng mái sẵn có, đã hệ thốne hóa và phân loại mái dựa trên đặc trưng hình học của mái

- Dựa trên hệ thổn2 phân loại mái đó, chỉ ra phương pháp tạo mái chung cho các loại mái là

- Mái phẳng: đưa ra nguyên tắc tạo mái có độ dốc a phủ lên mặt bằng bất kỳ một cách nhanh chóng, tiện lợi

- Mái phẳng cong: chỉ ra cách ghép các mảnh phang và mảnh cong bậc hai theo đường thẳng để tạo mái

- Mái cong: hướng dẫn phương pháp ghép các mảnh mặt cong bậc hai lại với nhau theo đường tròn có bán kính r cho trước để tạo ra nhiều hình thức mái phong phú và độc đáo hơn nữa

Hướng phát ừiển

- Từ các kết quả thu được, ta có thể tiến tới mô hình hóa các phương pháp tạo mái trên máy tính điện tử Điều này sẽ có ý nghĩa ứng dụng quan trọng với các kiến trúc sư, các kỹ sư xây dựng trong thiết kế, thi công công trình

- Mở rộng hơn nữa, có thể ghép các mảnh mặt bậc hai theo đường cong biên là các đường cong bậc hai như elip, parabol, hypebol tức là giải quyết bài toán đặt trên mặt bậc hai đường cong bậc hai có thông số cho trước

Luận văn Thạc sỹ - 1 1 3 - Nguyên Thị Minh Thùy

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Nguyễn Đình Điện (chủ biên)

Hình học họa hình Tập 1

Hà nội 1997

2 Đặna Thái Hoàng

Lược khảo nghệ thuật kiên trúc thế giới

Nhà xuất bản văn hóa, Hà Nội 1978

3 Trần Văn Năm

Praca doktorska

Kraków 1982

4 Nguvễn Năm Phất

Hình học sơ cấp

Hà nội 1979

5 Hình học xạ ảnh

Nguyễn Cành Toàn

Hà nội 1979

6 Nguyễn Đức Thiềm

Nguyên lý thiết kế kiến trúc nhà dân dụng

Hà nội 1999

7 A aHHmeHKo

ApxHTeKTvpa coopyHceHHH c BHCÍDMMH nOKpblTHHMH kuebl970

8 Edward Otto

Krzywe stozkowe

Warszawa 1969

9 Steían przewtocki

Ksztattowanie geometryczne konstrukcji Powtokowych

Warszawa 1969 10.Jerry Krzemi’nski

Konstruckcje powtokowe

Warszawa 1979

Luận văn I hạc sỹ - 114- Nguyên Thị Minh Thùy

MỤC LỤC

TỐNG QUAN VÈ MÁI CHE

1.1.1 Định nghĩa mái che 3

1.2 Tình hình nghiên cứu đặc trưng hình học của cấu tạo mái che 21

PHÂN LOẠI MÁI CHE

2.2.2.2 Mái ghép giữa mảnh phảng và mành cong 3 0

PHƯƠNG PHÁP TẠO MÁI CHE DựA TRÊN ĐẶC TRƯNG HÌNH

HỌC CỦA MÁI 3.1 Một số khái niệm về đường cong và mặt cong bậc hai 34

3.1.1 Đường cong bậc hai 34

Luặn vãn 1 hạc sỹ -115 - Nguyên Thị Minh Thùy

3.1.2 Xác định giao điểm của đườns thăng với đường cona bậc hai 38

3.1.2.1 Tim giao điểm của đường thẳng với elip 38

3.1.2.2 Tim giao điêm của đường thẳng với Hypebol 40

3.1.2.3 Tìm giao điểm của đường thẳng với Paraboỉ 41

3.1.4 Tiết diện tròn của mặt bậc hai 45

3.1.4.4 Tiết diện tròn của Hypeboloit một tầng 5 0

3.1.4.5 Tiết diện tròn của Paraboloit eỉỉptic 5 0

3.2.1 Vai trò và cấu tạo của mái dốc 52

3.2.3 Mái phẳng phủ một mặt bằng đơn giản 54 3.2.4 Xác định các mảnh ghép phủ trên một mặt bằng phức tạp 55

Luận văn 1 hạc sỹ - 116- Nguyên Thị Minh Thùv

3.3 M ái ghép giữa m ảnh phẳng vói m ảnh của m ặt kẻ (đường ghép nối

3.3.1 Mái ahép từ mảnh phẳng vói mảnh của nón 70 3.3.2 Mái ahép từ mảnh phẳng với mảnh của trụ 72 3.3.3 Mái ghép từ mảnh phẳng với mảnh mặt Hypeboloit một tầng 73

3.4 M ái ghép giữa các m ảnh của m ặt bậc hai 80 3.4.1 Giới hạn nghiên cứu 80

3.4.3 Ghép siữa các mảnh mặt của các mặt bậc hai có đường cong biên là

các đường tròn bàng nhau - Ví dụ minh họa 90

Luận văn Thạc sỹ - 117 - Nguyên Thị Minh Thùy

Luận văn Thạc sỹ - 118 - Nguyên Thị Minh Thùy

MỤC LỤC HÌNH VẼ Chưong 1

Hình 1-2 Các dạng mái lều 4

Hình 1-4 Mái dạng đa diện 6

Hình 1-6 Thánh đường St-Mark ở Vienice 7 Hình 1-7 Nhà thờ St Peter 7

Hình 1-9 Nhà thờ Saint Shopie 8 Hình 1 -10 Đen thờ Goharshad 9 Hình 1-11 Đền Taj-M ahal 9 Hình 1-12 Thiên đàn- Trung Quốc 9 Hình 1 -13 Vỏ cong hai chiều chịu nén 11 Hình 1-14 Kết cấu vỏ mỏng chịu nén 12 Hình 1 -15 Cấu trúc dây căng hay vỏ mỏng chịu kéo 13 Hình 1-16 Nhà hòa nhạc Tenerife 14 Hình 1-17 Quán ăn Candella 14 Hình 1-18 Tòa nhà Teepott 15 Hình 1-19 Airport Railway station lyon 15 Hình 1-20 Nhà thờ Jubilee 15 Hình 1-21 Mái nhà Việt cổ 16

Hình 1-24 Rạp xiếc đảo Tuần Châu 18 Hình 1-25 Trung tâm hội chợ triển lãm thương mại và văn hóa Hải Phòng 18

Luận văn Thạc sỹ - 1 1 9 - Nguyên Thị Minh Thùv

Hình 1-26 Trung tâm hội nghị quốc gia 18 Hình 1-27 Đại nam quốc tự 19 Hĩnh 1-28 Nhà biểu diễn cá heo 20

Chương 2

Hình 2-3 Bảo tàng chiến tranh Duxíord 23 Hình 2-4 Tháp Swiss- London 24 Hình 2-5 Reichtag Dome - Berlin 24

Hình 2-8 Viện côna nshệ Massachusetts 24 Hình 2-9 Cung thiên vãn Mcdonnell 25

Hình 2-11 Nhà thờ Brazilia 25 Hình 2-12 Cung thể thao Onesti 25 Hình 2-13 Tháp Kobe_port 2 5 Hình 2-14 Tháp nước có dạng Hypeboloit một tầng 25 Hình 2-15 Nhà thờ St Louis 26 Hĩnh 2-16 Chòi nghỉ dạng mặt Paraboloit Hypebolic 26 Hình 2-17 Một số kiểu mái dốc đơn giản thông dụna 28 Hình 2-18 Một số biệt thự với mái dốc phức tạp 29 Hình 2-19 Các dạng tấm gấp 29 Hình 2-20 Mái ghép giữa mảnh phang và cong 30 Hình 2-21 Cấu trúc hình học của mái nhà hát Opera Sidney 31 Hình 2-22 Cảng hàng không TWA 32

Luận văn Thạc sỹ - 120- Nguyên Thị Minh Thùy

Chưong 3

Hình Trang Hình Trang Hình Trang Hình Trang Hình 3-1 34 Hình 3-25 54 Hình 3-49 77 Hình 3-73 109 Hình 3-2 34 Hình 3-26 55 Hình 3-50 78 Hình 3-74 110 Hình 3-3 35 Hình 3-27 56 Hình 3-51 79 Hình 3-75 111 Hình 3-4 35 Hình 3-28 57 Hình 3-52 82 Hình 3-76 111 Hình 3-5 36 Hình 3-29 58 Hình 3-53 84

Hình 3-6 36 Hình 3-30 58 Hình 3-54 86

Hình 3-7 37 Hình 3-31 59 Hình 3-55 89

Hình 3-8 38 Hình 3-32 60 Hình 3-56 90-91

Hình 3-9 39 Hình 3-33 61 Hình 3-57 92

Hình 3-10 40 Hình 3-34 62 Hình 3-58 93-94

Hình 3-11 41 Hình 3-35 63 Hình 3-59 95

Hĩnh 3-12 42 Hình 3-36 64 Hình 3-60 96

Hình 3-13 43 Hình 3-37 65 Hĩnh 3-61 97

Hình 3-14 43 Hình 3-38 66 Hình 3-62 98

Hình 3-15 44 Hình 3-39 67 Hình 3-63 99

Hình 3-16 44 Hình 3-40 68 Hình 3-64 100

Hình 3-17 45 Hình 3-41 69 Hình 3-65 101

Hình 3-18 45 Hình 3-42 70 Hình 3-66 102

Hình 3-19 47 Hình 3-43 71 Hình 3-67 103

Hình 3-20 49 Hình 3-44 72 Hình 3-68 104

Hình 3-21 50 Hình 3-45 73 Hình 3-69 105

Hình 3-22 51 Hình 3-46 74 Hình 3-70 106

Hình 3-23 51 Hình 3-47 75 Hình 3-71 107

Hình 3-24 53 Hình 3-48 76 Hình 3-72 108