Nghiên cứu 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 trưng hình học của cấu tạo mái che đ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỤNG

Nguyễn Thị Minh Thùy

NGHIÊN c ú n ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC CỦA CÂU TẠO MÁI CHE VÀ GỢI Ý ỦNG DỤNG TRONG

KIẾN TRÚC

Chuyên ngành: Hình học hoạ hình - Vẽ kỹ thuật

LUẬN VÀN THẠC SỸ KỸ THUẬT

Hà Nội (2008)

LỜI CẢM ƠN

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

Xin chân thành cảm ơn các Thầy giảo tham gia giảng dạy lớp cao học Hình Họa & Vẽ kỹ thuật trường ĐHXD, đã nhiệt tình truyền thụ kiến thức tạo nền móng vững chắc cho tôi để có thể hoàn thành tốt luận vãn tốt nghiệp.

Tôi cũng gửi lời cảm ơn sâu 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 tổt 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!

Hà Nội, thảng 6 năm 2008

MỎ ĐẢƯ

Mái là bộ phận quan trọng của ngôi nhà, không chỉ về mặt chức năng bao che

mà còn ở chức năng thẩm mỹ, mang lại vẻ đẹp và sự mới lạ cho môi căn nhà

Sự phát triển của các hình thức mái nhà trên thế giói 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 Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế, ngành Kiến trúc, xây dựng cũng có nhiều biển chuyển, đòi hòi sự

ra đời của nhiều hình thức mái phong phú hiện đại, từ những mái nhà dân dụng đến mái các công trình công 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 vấn đề khó khăn trong giải pháp kỹ thuật, thi công mái

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 trưng hình học của cấu tạo mái che để áp dụng vào thực tế 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 chiểu, tạo điều kiện thuận lợi để biểu diễn các mái Đồng thời, từ các hình biểu diễn trên hình chiếu ta có thể làm phong phú hơn các nguyên tắc hình học

Luận văn Thạc sỹ - 2 - Nguyễn 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 đon 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 đê 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 vói 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 cứu 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 cửu, trong luận vãn này chỉ tập trung nghiên cứu phương pháp ghép các mảnh mặt được cắt ra từ các mặt đơn 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

Email: digilib.hau@gmail.com

TRUNG TÂM THÔNG TIN THƯ VIỆN

Luận văn Thạc sỹ - 112 - Nguyễn Thị Minh Thùy

KÉT LUẬN

Qua luận văn này, tác giả đã giải quyết những vấn đề cơ bản sau

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

- Dựa ừên hệ thống 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 phang 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 đưòng tròn có bán kính r cho trước để tạo ra nhiều hình thức mái phong phú và độc đáo hơn nữa

Hướng phát triển

- 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 ừình

- 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 vãn 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 Đặn a Thái Hoàng

Lược khảo nghệ thuật kiến trúc thế siới

Nhà xuất bản văn hóa, Hà Nội 1978

3 Trần Văn Năm c

Praca doktorska

Krakow 1982

4 Nguyễn Năm Phất

Hình học sơ cấp

Hà nội 1979

5 Hỉnh học xạ ảnh

Nguyễn Cảnh Toàn

Hà nội 1979

6 Nguyễn Đức Thiềm

Nguyên lý thiết kế kiến trúc nhà dân dụng

Hà nội 1999

7 A aHHiueHKO

ApxHTeKTypa coopyaceHHH c BHcaaHMH noKptrnwMH kuebl970

8 Edward Otto

Krzywe stozkowe

Warszawa 1969

9 Stefan przewtocki

Ksztattowanie geometryczne konstrukcji Powtokowych

Warszawa 1969

10 Jerry Krzemi’nski

Konstruckcje powtokowe

Warszawa 1979

Luận văn Thạc sỹ - 1 1 4 - Nguyễn Thị Minh Thùy

M Ở ĐẦU

MỤC LỤC

1

TỔNG QUAN VÈ M Á I C H E 1.1 Lịch sử p h át triển của mái che 3

1.2 Tình hình nghiên cứu đăc trư n g hình hoc của cấu tao m ái che 21

PHÂN L O Ạ I M Á I C H E

2.2.1 ỉ Mái phảng đơn 22

2.2.1.2 Mải cong đơn 23

2.2.2.1 Mải ghép giữa các mảnh phảng 27

2.2.2.2 Mái ghép giữa mảnh phẳng và mảnh cong 3 0

2.2.2.3 Mái ghép từ các mảnh cong 31

PH Ư Ơ N G PHÁP TẠO M Á I C H E D ự A T R Ê N ĐẶC TRƯ N G H ÌN H

H Ọ C CỦA M Á I 3.1 M ột số khái niệm về đường cong và m ặt cong bậc hai 34

3.1.2 Xác định giao điểm của đường thẳng vói đường cong bậc hai 38

3.1.2 ỉ Tìm giao điểm của đường thảng với eỉip 3 8

3.1.2.2 Tim giao điếm của đường thắng với Hypebol 40

3.1.2.3 Tìm giao điểm của đường thẳng với Parabol 41

3.1.3.1 Mặt nón và mặt trụ 43

3.1.3.2 Mặt elipxoỉt elliptic 44

3.1.3.3 Mặt Hypeboloit một tầng 44

3.1.3.4 Mặt Paraboloit elliptic 45

3.1.4.2 Tiết diện tròn của Elỉpxoit 46

3.1.4.3 Tiết diện tròn của Nón Eỉiptic 48

3.1.4.4 Tiết diện tỉ'òn của Hypeboloỉt một tầng 5 0

3.1.4.5 Tiết diện tròn của Paraboloit elỉptic 50

3.2 M ái cấu tạo từ các m ảnh phẳng 52

3.2.4 Xác định các mảnh ghép phủ trên một mặt bằng phức tạp 55

Luận văn Thạc sỹ - 1 1 5 - Nguyễn Thị Minh Thùy

Luận vãn Thạc sỹ - 1 1 6 - Nguyễn Thị Minh Thùy

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

3.3.1 Mái ghép từ mảnh phang vói mảnh của nón 70 3.3.2 Mái ghép 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 ặ t b ậc hai 80

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

các đường tròn bằng nhau - Ví dụ minh họa 90

Luận văn Thạc sỳ - 117- Nguyễn Thị Minh Thùy

3.5 Các gọi ý mái mô phỏng kiến trú c dân tộc 109

Luận văn Thạc sỹ - 118 - Nguyễn Thị Minh Thùy

M ỤC LỤC H ÌN H VẼ

C hương 1

Hình 1-15 Cấu trúc dây căng hay vỏ mỏng chịu kéo 13

Hình 1-25 Trung tâm hội chợ triển lãm thương mại và văn hóa Hải Phòng 18

Luận văn Thạc sỹ - 119 - Nguyên Thị Minh Thùy

C hưong 2

Hình 2-14 Tháp nước có dạng Hypeboloit một tầng 25

Hình 2-16 Chòi nghỉ dạng mặt Paraboloit Hypebolic 26 Hình 2-17 Một số kiểu mái dốc đơn giản thông dụng 28 Hình 2-18 Một số biệt thự với mái dốc phức tạp 29

Hình 2-21 Cấu trúc hình học của mái nhà hát Opera Sidney 31

Luận vãn Thạc sỹ - 120- Nguyễn Thị Minh Thùy

Chưcrng 3

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 Hĩnh 3-4 35 Hình 3-28 57 Hình 3-52 82 Hình 3-76 111 Hĩnh 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 Hĩnh 3-32 60 Hĩnh 3-56 90-91

Hình 3-9 39 Hĩnh 3-33 61 Hĩnh 3-57 92

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

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

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

Hình 3-13 43 Hình 3-37 65 Hình 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 Hĩnh 3-65 101

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

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

Hình 3-20 49 Hình 3-44 72 Hĩnh 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 Hĩnh 3-47 75 Hĩnh 3-71 107

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