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

L Ị ÌC Ả M Ơ N Tơi xin bày tỏ lòng kính trọng biết on chân thành đến TS Trần Văn Năm Thầy tận tình bảo hưởng dẫn giúp đỡ Tơi hồn thành đề tài nghiên cứu Xin chán thành cảm ơn Thầy giáo tham gia giảng dạy lóp cao học Hình Họa & Vẽ kỹ thuật trường ĐHXD, nhiệt tình ti'uvền thụ kiến thức tạo móng vững cho tơi để hồn thành tổt luận văn tốt nghiệp Tôi gửi lời cảm ơn sáu sắc tới Khoa sau đại học trường ĐHXD tạo điều kiện thuận lợi cho học viên cao học suốt năm học tập thời gian làm tốt nghiệp Cuối cùng, Tơi xin cảm ơn người thân, gia đình bạn bè đồng nghiệp khích lệ động viên Tơi hồn thành luận văn ỉ Hà Nội, tháng năm 2008 J L /U C U I V C U 1 n a u “ 1“ IN^UVUI i-111 ivmm ±nuy MỎ ĐẢƯ Mái phận quan trọna nhà, khôna mặt chức nãna bao che mà chức thâm mỹ, mang lại vẻ đẹp lạ cho nhà Sự phát triển hình thức mái nhà giới đa dạng, phong phú có lịch sử lâu đời Tại Việt Nam, trước kia, loại hình thức mái chủ yếu mái dốc phẳng truyền thống Trona nhữna năm gần đâv, với phát triển mạnh mẽ kinh tế, ngành Kiến trúc, xây dựng có nhiều biến chuyển, đòi hỏi đời nhiều hình thức mái phong phú đại, từ mái nhà dân dụna đến mái cơna trình cơna cộng có khơng gian lớn, u cầu thẩm mỹ cao Đồng thời, loại hình mái trở nên đa dạng hơn, phức tạp làm nảy sinh vẩn đề khó khăn giải pháp kỳ thuật, thi công mái Thực chất mái che hình thành dựa nguyên tắc hình học định Việc nghiên cứu nguyên tắc hình học để cấu tạo mái tạo điều kiện cho việc sáng tạo mái che thêm phong phú Do đó, việc nghiên cứu đặc trung hình học cấu tạo mái che để áp dụng vào thực tể sống, đưa nhiều hình thức mái đẹp phong phú hơn, giúp việc tính tốn, thi cơng mái dễ dàng u cầu vơ cấp thiết Hình họa - VKT mơn học nghiên cứu, biểu diễn khơng gian Vì vậy, nghiên cứu biểu diễn ngun tắc hình học tạo mái mặt phẳng hình chiếu, tạo điều kiện thuận lợi để biểu diễn mái Đồng thời, từ hình biểu diễn hình chiểu ta làm phong phú nguyên tắc hình học Luận vãn Thạc sỹ -2 - Nguyên Thị Minh Thùy Qua nghiên cứu tài liệu hình dạng mái che có, thấy mái che hình thành từ mảnh mặt (hoặc dùng đơn lẻ mảnh ghép mảnh với nhau) Từ suy nghĩ trên, luận văn nguyên tắc ghép mảnh mặt với để hình thành mái che.Thêm vào đó, với trợ giúp máy tính, việc mơ hình hóa phương pháp ghép mảnh máy tính điện tử giúp tạo hình thức mái vơ đa dạng phong phú Vì vậy, đề tài: “Nghiên cứu đặc trưng hình học cấu tạo mái che gọi ý ứng dụng thiết kế kiến trúc” cần thiết lý thiết để chọn đề tài Mục đích nghiên cứu luận văn làm rõ đặc trưng hình học cấu tạo mái, tức phương pháp ghép mảnh mặt với Từ phân loại, đánh giá đề xuất số ứng dụng giải pháp mái cơng trình kiến trúc Mặt khác, việc nghiên cửu thể phương pháp mơn Hình Học Họa Hình góp phần nâng cao tính thực tiễn mơn học v ề mặt giới hạn nghiên cứu, luận văn tập trung nghiên cứu phương pháp ghép mảnh mặt cắt từ mặt đon giản: mặt phẳng mặt bậc Phương pháp nghiên cứu luận văn từ nghiên cứu dạng mái tồn thực tế rút đặc trưng hình học chung phương pháp tạo mái Từ hệ thống hóa dạng mái nguyên tắc chung để cấu tạo dạng mái, tạo sở để kiến trúc sư phát triển mái thêm đa dạng đảm bảo tính khả thi xây dựng THÔNG BÁO Để xem phần văn 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 - 12 - Nguyen Ỉ1 Ị M in n I tìũ y KÉT LUẬN Qua luận vãn tác giả đâ giải vấn đề sau - Từ dạng mái sẵn có, hệ thốne hóa phân loại mái dựa đặc trưng hình học mái - Dựa hệ thổn phân loại mái đó, phương pháp tạo mái chung cho loại mái - Mái phẳng: đưa nguyên tắc tạo mái có độ dốc a phủ lên mặt cách nhanh chóng, tiện lợi - Mái phẳng cong: cách ghép mảnh phang mảnh cong bậc hai theo đường thẳng để tạo mái - Mái cong: hướng dẫn phương pháp ghép mảnh mặt cong bậc hai lại với theo đường tròn có bán kính r cho trước để tạo nhiều hình thức mái phong phú độc đáo Hướng phát ừiển - Từ kết thu được, ta tiến tới mơ hình hóa phương pháp tạo mái máy tính điện tử Điều có ý nghĩa ứng dụng quan trọng với kiến trúc sư, kỹ sư xây dựng thiết kế, thi cơng cơng trình - Mở rộng nữa, ghép mảnh mặt bậc hai theo đường cong biên đường cong bậc hai elip, parabol, hypebol tức giải toán đặt mặt bậc hai đường cong bậc hai có thơng số cho trước Luận văn Thạc sỹ -113- Nguyên Thị Minh Thùy TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Đình Điện (chủ biên) Hình học họa hình Tập Hà nội 1997 Đặna Thái Hoàng Lược khảo nghệ thuật kiên trúc giới Nhà xuất văn hóa, Hà Nội 1978 Trần Văn Năm Praca doktorska Kraków 1982 Nguvễn Năm Phất Hình học sơ cấp Hà nội 1979 Hình học xạ ảnh Nguyễn Cành Toàn Hà nội 1979 Nguyễn Đức Thiềm Nguyên lý thiết kế kiến trúc nhà dân dụng Hà nội 1999 A aHHmeHKo ApxHTeKTvpa coopyHceHHH c BHCÍDMMH nOKpblTHHMH kuebl970 Edward Otto Krzywe stozkowe Warszawa 1969 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 MỎ ĐẦU C hưong1 TỐNG QUAN VÈ MÁI CHE 1.1 Lịch sử phát triển mái che 1.1.1 Định nghĩa mái che 1.1.2 Lịch sử phát triển 1.2 Tình hình nghiên cứu đặc trưng hình học củacấu tạo mái che 21 Chưong 22 PHÂN LOẠI MÁI CHE 2.1 Đinh nghĩa mảnh măt 22 2.2 Phân loại 22 2.2.1 Mái đon 22 2.2.1 ỉ Mải phảng đơn 22 2.2.1.2 23 Mái cong đơn 2.2.2 Mái ghép 27 2.2.2 ỉ Mái ghép mảnh phảng 27 2.2.2.2 Mái ghép mảnh phảng mành cong 30 2.2.2.3 Mái ghép từ mảnh cong 31 Chương 33 PHƯƠNG PHÁP TẠO MÁI CHE DựA TRÊN ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC CỦA MÁI 3.1 Một số khái niệm đường cong vàmặt cong bậc hai 3.1.1 Đường cong bậc hai 34 34 3.1.1.1 Elip 34 3.1.1.2 Hypebol 35 3.1.1.3 Parabol 37 Luặn vãn 1hạc sỹ -115 - Nguyên Thị Minh Thùy 3.1.2 Xác định giao điểm đườns thăng với đường cona bậc hai 38 3.1.2.1 Tim giao điểm đường thẳng với elip 38 3.1.2.2 Tim giao điêm đường thẳng với Hypebol 40 3.1.2.3 Tìm giao điểm đường thẳng với Paraboỉ 41 3.1.3 Mặt cong bậc hai 43 3.1.3 ỉ Mặt nón mặt trụ 43 3.1.3.2 M ặt elipxoit elliptic 44 3.1.3.3 M ặt Hypeboloit tầng 44 3.1.3.4 M ặt Paraboỉoit eUiptic 45 3.1.4 Tiết diện tròn mặt bậc hai 45 3.1.4.1 Định nghĩa 45 3.1.4.2 Tiết diện tròn Elipxoit 46 3.1.4.3 Tiết diện tròn Nón Eliptỉc 48 3.1.4.4 Tiết diện tròn Hypeboloit tầng 50 3.1.4.5 Tiết diện tròn Paraboloit eỉỉptic 3.2 Mái cấu tạo từ mảnh phẳng 50 52 3.2.1 Vai trò cấu tạo mái dốc 52 3.2.2 Tính chất 52 3.2.3 Mái phẳng phủ mặt đơn giản 54 3.2.4 Xác định mảnh ghép phủ mộtmặt phức tạp 55 3.2.4.1 Ví dụ ỉ 56 3.2.4.2 Ví dụ 59 3.2.4.3 Ví dụ 61 3.2.4.4 Vỉ dụ 63 3.2.4.5 Vỉ dụ 65 3.2.4.6 Ví dụ 67 3.2.4.7 Ví dụ 69 Luận văn 1hạc sỹ 3.3 - 116 - Nguyên Thị Minh Thùv Mái ghép mảnh phẳng vói m ảnh m ặt kẻ (đường ghép nối đường thẳng) 3.3.1 Mái ahép từ mảnh 70 phẳng vói mảnh nón 70 3.3.2 Mái ahép từ mảnh phẳng với mảnh trụ 72 3.3.3 Mái ghép từ mảnh phẳng với mảnh mặt Hypeboloit tầng 73 3.3.3.1 Ví dụ] 73 3.3.3.2 Vỉ dụ 75 3.3.3.3 Vỉ dụ 76 3.3.3.4 Ví dụ 78 3.4 M ghép mảnh m ặt bậc hai 80 3.4.1 Giới hạn nghiên cứu 80 3.4.2 Bài toán xuất xứ 80 3.4.2.1 Bài toán 80 3.4.2.2 Bài toán 83 3.4.2.3 Bài toán 85 3.4.2.4 Bài toán 87 3.4.3 Ghép siữa mảnh mặt mặt bậc hai có đường cong biên đường tròn bàng - Ví dụ minh họa 90 3.4.3.1 Vídụl 90 3.4.3.2 Vỉ dụ 92 3.4.3.3 Ví dụ 93 3.4.3.4 Ví dụ 94 3.4.3.5 Ví dụ 97 3.4.3.6 Vỉ dụ 99 3.4.3.7 Vỉ dụ 102 3.4.3.8 Vỉ dụ 104 3.4.3.9 Ví dụ 107 Luận văn Thạc sỹ 3.5 - 117 - Các gọi ý mái mô kiến trúc dân tộc Nguyên Thị Minh Thùy 109 3.5.1 Ví dụ 109 3.5.2 Ví dụ 111 KẾT LUẬN 112 TÀI LIỆU THAM KHẢO 113 MỤC LỤC 114 MỤC LỤC HÌNH VẼ 118 Luận văn Thạc sỹ - 118 - Nguyên Thị Minh Thùy MỤC LỤC HÌNH VẼ Chưong Hình 1-1 Phòng đá Hình 1-2 Các dạng mái lều Hình 1-3 Kim tự tháp Hình 1-4 Mái dạng đa diện Hình 1-5 Hình 1-6 Thánh đường St-Mark Vienice Hình 1-7 Nhà thờ St Peter Hình 1-8 Các loại vòm Hình 1-9 Nhà thờ Saint Shopie Hình 1-10 Đen thờ Goharshad Hình 1-11 Đền Taj-M ahal Hình 1-12 Thiên đàn- Trung Quốc 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 Qn 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 1-22 Chùa Keo 17 Hình 1-23 Nhà rơng 17 Hình 1-24 Rạp xiếc đảo Tuần Châu 18 Hình 1-25 Trung tâm hội chợ triển lãm thương mại văn hóa Hải Phòng 18 -119- Ngun 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 Luận văn Thạc sỹ Chương Hình 2-1 Mái phẳng đơn 22 Hình 2-2 Tòa nhà CNIT 23 Hình 2-3 Bảo tàng chiến tranh Duxíord 23 Hình 2-4 Tháp Swiss- London 24 Hình 2-5 Reichtag Dome - Berlin 24 Hình 2-6 Comell weill 24 Hình 2-7 Planetarium 24 Hình 2-8 Viện cơna nshệ Massachusetts 24 Hình 2-9 Cung thiên vãn Mcdonnell 25 Hình 2-10 Tháp làm mát 25 Hình 2-11 Nhà thờ Brazilia 25 Hình 2-12 Cung thể thao Onesti 25 Hình 2-13 Tháp Kobe_port 25 Hình 2-14 Tháp nước có dạng Hypeboloit 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 thơng dụna 28 Hình 2-18 Một số biệt thự với mái dốc phức tạp 29 Hình 2-19 Các dạng gấp 29 Hình 2-20 Mái ghép mảnh phang cong 30 Hình 2-21 Cấu trúc hình học mái nhà hát Opera Sidney 31 Hình 2-22 Cảng hàng khơng TWA 32 Hình 2-23 Cenữo Coop 32 - 120- Luận văn Thạc sỹ Nguyên Thị Minh Thùy Chưong 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 ... Nghiên cứu đặc trưng hình học cấu tạo mái che gọi ý ứng dụng thiết kế kiến trúc cần thiết lý thiết để chọn đề tài Mục đích nghiên cứu luận văn làm rõ đặc trưng hình học cấu tạo mái, tức phương pháp... QUAN VÈ MÁI CHE 1.1 Lịch sử phát triển mái che 1.1.1 Định nghĩa mái che 1.1.2 Lịch sử phát triển 1.2 Tình hình nghiên cứu đặc trưng hình học củacấu tạo mái che 21 Chưong 22 PHÂN LOẠI MÁI CHE 2.1... công mái Thực chất mái che hình thành dựa nguyên tắc hình học định Việc nghiên cứu nguyên tắc hình học để cấu tạo mái tạo điều kiện cho việc sáng tạo mái che thêm phong phú Do đó, việc nghiên cứu