نقش فرمهای ساختمانی بعنوان مفاخر ایران

مجتبی حسینی

0661 - 3221978 تلفن / hosseini.m@lu.ac.ir / لرستان دانشگاه        

چکیده :

کنون از مداین سخن نو کنم                   سخن ها ز ایوان خسرو کنم

در زمانهای گذشته بناهایی نظیر قصر ، کاخ ، کلیسا و مسجد نشان دهنده مجد ، عظمت ، قدرت و شـکوه حکـام یـا نظـام حکومتی بوده است . هدف از ارائه این مقاله اشاره به فرمهای ساختمانی و ویژگی های ایستایی در تاریخ ایـران مـی باشـد کـه نشانگر فهم مکانیکی سازندگان ایرانی و آگاهی آنان به مرتبه والای تکامل فرمـی و ارزش بـالای ایـستایی بـوده اسـت ، بـویژه نگرشی که افزون بر ارزشهای ساختمانی از نیازهای غیر ساختمانی نیز ناشی گشته است . همچنـین بررسـی فرمهـای گنبـدی شکل که در مرز و بوم همواره در ذهن بیننده نشانه هایی از نیروهای آسمانی و متافیزیکی به شمار می آمده اند و شکل کـروی آسمان و ماه و سیارات نیز این گمانها و باورها را تقویت می کرده است ، بدین معنـا کـه توجـه خـاص بـه شـکلهای گنبـدی و ساخت آنها در این سرزمین صرفاً برآورنده نیازهای مکانیکی نبوده و حتی برآورنده توقعات و نیازهـای روانـی نیـز بـشمار رفتـه است ، بطوریکه گزینش فرمهای گنبدی برای آرامگاهها در پیشینه ی تاریخی احتمالاً ایجاد نوعی پیوند بین زنـدگی دنیـوی و قدرتهای ما فوق دنیایی تصور شده اند که خود در مسیر تکامل و برداشت ذهن مردمان از این فرمهـا بـی تـأثیر نبـوده اسـت . افسوس که از جزئیات فنی ، دقت ، صداقت و جذابیت های شگفت انگیز ایجاد شده در بنای ایرانی مرجع و نوشته های باستانی بجای نمانده است ، ولی همین بس که شاهنامه فردوسی جزئیات فنی طا ق کـسری را چنـان بیـان نمـوده اسـت کـه از نظـر مهندسی و فن?وری امروزی دارای اهمیت فراوان می باشد

واژگان کلیدی : فرم ساختمانی ، طاق ، گنبد ، قوس

مقدمه

هر فرم ساختمانی اصولا یک موجودیت مادی و مکـانیکی اسـت . پیـدایش هـر فـرم سـاختمانی زائیـده نیازهایی می باشد که باعث ایجاد آن گردیده است . ارضاء این نیازها و پیدایش فرم مکانیکی بـستگی تـام بـا شرایط زمان و مکانی و به عبارت دیگر شرایط محیطی آن فرم دارد . از نظر مهندس این شرایط را مـی تـوان در قالب نیروها خلاصه کرد . اصولاً نیروها بالاخص نیروهای مکانیکی وسایل انتقال اثرات محیطی بـر اجـسام مکانیکی هستند . نیروهای مکانیکی نیز خود به دو دسته نیروهـای اسـتاتیکی و نیروهـای دینـامیکی ط بقـه بندی می شوند . نیروها یکی از تجلیات اصلی اثرات محیط اطراف به اجسام هستند و نتیجتاً پیدایش و بقای فرم های مکانیکی و ساختمانی وابستگی تام به اثر این عوامل دارد . ولی به هر حال به محض اینکه نسبت به پیدایش فرم مربوط به آنها تصمیمی اتخاذ گردد، از آن پس پیدایش و بقای آن تابع شـرایط محیطـی حـاکم .[5610]بود خواهد

بطوریکه از دیدگاه هندسی می توان گفت ، طاق از لغزاندن یک منحنی در امتداد خط راستی کـه عمـود بر صفحه قوس است بدست می آید و گاهی طاق گهواره ای و یا فقط طاق خوانده می شود و یا شکل گنبدی از دوران منحنی قوس حول محورش حاصل می گردد.

به همین ترتیب ازدیدگاه ایستایی، فرم های قوسی اعم از گنبدی و طاقی فرم هایی هـستند کـه در آنهـا انتقال نیروی وزن و سایر نیروها اصولا با مکانیسم نیروی غشایی ( و اندکی نیروی خمشی ) انجام می گیـرد .

از اینرو ، فرم های قوسی شکل فنی تر و به منحنی نیروها ، که منحنی کامل فرم ساختمانی است ، نزدیکتـر و نسبت به فرم های قابی شکل دارای برتری ساختمانی هستند[97

طاق

پیدایی طاق در میانرودان به هزاره سوم پیش از میلاد می رسد . در کاخ آکادی آشونا مجراهای هرز آبـرو با سقف طاقی پوشیده شده و دارای دریچه های بازدید بوده و مصالح آن از آجر پخته با ملات قیر تشکیل می شده است، و یکی از نخستین نمونه های طاق های آجری نیم دایره ای که متعلق بـه 1300 پـیش از مـیلاد می باشد در شوش یافت شده است که مصالح آن آجری بوده است . در زیگورات چغازنبیل واقع در شوش نیـز ورودی ها از طاق ساخته شده و تاریخ این ساختمان به 1200 سال پیش از میلاد می رسد .

در میانرودان و در سرزمین های پیرامون آن که چوب کافی برای قالب بندی وجود نداشت از روش ویـژه ای برای ساختن فرم های تاقی استفاده می کردند ، این روش ها بعد ها در ایران تکامل یافت و ب ا اسـتفاده از آن در زمان ساسانیان ساختمان های طاقی شکل مانند طاق کسری بنا گردید .

باستان شناسان ایرانی درناحیه بهبهان به آثاری از تمدن ایلامی ها دست یافته اند که از جمله آنها گوری است که سقف آن به شیوه لاچسبانی پوشانیده شده که زمان آن به اواخر هـزاره ی دوم پـیش از مـیلاد مـی رسد همچنین طاق هایی که به کمک روش حلقه ای ( روش لاچـسبانی ) در زمـان ساسـانیان سـاخته مـی شدند بیشتر دارای فرم بیضی شکل و یا سهمی هستند . با آنکه این دو فرم به منحنی نیـرو در طـاق نزدیـک هستند ، و از لحاظ ایستایی فرم کاملی به شمار می روند ، با این حـال گمـان نمـی رود کـه ایـن ملاحظـات مستقیماً در گزینش این شکل هندسی توسط سازندگان آن فرم ها دخالت داشته بلکه با احتمـال زیـاد روش ساختمانی بوده که حاصل آن این شکل بیضی یا سهمی بوده است .

باستان شناسان ایرانی درناحیه بهبهان به آثاری از تمدن ایلامی ها دست یافته اند که از جمله آنها گوری است که سقف آن به شیوه لاچسبانی پوشانیده شده که زمان آن به اواخر هـزاره ی دوم پـیش از مـیلاد مـی رسد همچنین طاق هایی که به کمک روش حلقه ای ( روش لاچـسبانی ) در زمـان ساسـانیان سـاخته مـی شدند بیشتر دارای فرم بیضی شکل و یا سهمی هستند . با آنکه این دو فرم به منحنی نیـرو در طـاق نزدیـک هستند ، و از لحاظ ایستایی فرم کاملی به شمار می روند ، با این حـال گمـان نمـی رود کـه ایـن ملاحظـات مستقیماً در گزینش این شکل هندسی توسط سازندگان آن فرم ها دخالت داشته بلکه با احتمـال زیـاد روش ساختمانی بوده که حاصل آن این شکل بیضی یا سهمی بوده است .

و اما جالبترین بخش این داستان که از نظر مهندسی و حق فناوری امروزی حائز اهمیت فراوان اسـت در آنجا است که استاد سازنده پیش بینی نشست دیوار را کرده و قصدش بر آن بوده کـه بگـذارد بخـشی از بنـا نشست خود را بکند ، تا پس از آن وی به اجرای بقیه کار بپردازد . ولی خسرو که در انجام کار شتاب داشـته پیشنهاد تعطیل موقت کار رانمی پذیرد و استاد سازنده به ناچار مدتی ناپدید می گردد ، و بدین سان به مراد خویش که اجرای درست کار بوده می رسد . سرانجام نیز دوباره استاد پیدا می شود و کار را به پایان می بـرد . بهتر آن است که داستان را از زبان سخن سرای بزرگ حکیم ابوالقاسم فردوسی بشنویم .

از مسایل اصلی که از ابتدا از فرم هندسی طاق های گهواره ای ناشی شده و در رفتار مکانیکی آنها تـاثیر داشت ، آن بود که در این طاق ها نیروی رانش طاق و نیروی قائم طاق آن می بایستی به کمک تکیـه گـاه و دیواره های کلفت تحمل و خنثی گردد . بدین سبب ایجاد تعادل و استواری طاق همواره مستلزم آن بود کـه دیواره ها و تکیه گاه هایی قوی برای آن ساخته شود و هر گونه عامل تضعیف کننده در دیوار مثل سـوراخ در و پنجره در دیوارهای دو سوی داخل طاق که پایه قوس روی آن قرار می گیرد موجب خرابی طاق می گردید . روی این اصل ، طاق های اولیه و دالان هایی که با سقف طـاقی پوشـیده مـی شـدند بیـشتر بـدون پنجـره ورودی و کناری و تاریک و بدون نور بودند. این مساله در زمان ساسانیان با ابداع روشی نوین بـه نحـو بـسیار جالبی حل شد . یکی از ساختمانهای زمان ساسانی که این راه حل در آن به کار رفته ایوان کرخه در جنـوب غربی خاک ایران است . در این روش طاق زنی ابتدا تعدادی قوس باربرنده عرضی را می ساختند . آنگاه بـین قوسهای عرضی را با طاق معمولی و ضخامت کمتری می پوشانیدند و بار ایـن طـاق هـا بـه عـوض آنکـه بـه دیوارهای دو طرف وارد آید به قوسها منتقل می شد و بنابر این می توانستند دیوار های دو طرف را ظریف تر ساخته و یا در آنها در و پنجره ایجاد نماید [431.[

گنبد

تاریخ فرم های ساختمانی گنبدی که پیدایی آن از میانرودان است به زمانهای بسیار باستانی مـی رسـد . نمونه هایی از گنبدهای واقعی که به روش کربل و با سـنگهای آهکـی سـاخته شـده اسـت در آرامگـاه هـای سلطنتی اور واقع در میانرودان یافت شده و تاریخ این گنبد ها متعلق به هزاره سوم پیش از میلاد اسـت کـه در ساختمان هایی چون زیگورات چغازنبیل و قصر سارگون در خورس آباد به کار رفته است .

در سده پنجم میلادی کاخی در سروستان توسط بهرام پنجم پادشاه ساسـانی سـاخته سـده کـه دارای یک ایوان با سقف گنبدی می باشد، همچنین مقبره آلجایتو به لحاظ گنبدی یکی از آثار مهم گنبـدی ایـران در دوره ایلخانی می باشد. نگرش ویژه ای که در ایران به فرم های گنبدی در طول تـاریخ مـی شـده اسـت ، افزون بر ارزش های ساختمانی از نیازهای غیر ساختمانی نیز ناشی می گشته است . فرم های گنبـدی شـکل همواره در ذهن بیننده نشانه ای از نیرو های آسمانی و متافیزیکی به شمار می آمدند و شکل کروی آسمانها ، ماه و سیارات نیز این گمانها و باورها را تقویت می کرده است .

بنابراین توجهی خاص به شکل های گنبدی و سـاختن آنهـا در ایـن سـرزمین صـرفا بـرآوردن نیازهـای مکانیکی و فنی نبوده و برآورنده توقعات و نیازهای معنوی و روانی نیز به شمار می رفته است . با احتمال زیاد پیشینه تاریخی گزینش فرم های گنبدی برای آرامگاه ها ، که پیوندی بین زندگی دنیوی و قـدرتهای مـافوق دنیایی تصور می شده اند خود در سیر تکاملی و برداشت ذهنی مردمان از این فرم ها ی ساختمانی بـی تـاثیر نبوده است . نیازهای ایستایی و ارزشهای نشانه ای وابسته به فرم های گنبدی شکل موجب آن بوده است که تاریخ فنی ایران از این دیدگاه بسیار غنی و پر ثمر باشد . فرم های گنبـدی دوره ساسـانی کـه دارای اشـکال گرد و بیضوی و سهموی بوده اند تا گنبدهای بلند دوره مغولی و تیموری و گنبد هـای پیـازی و گنبـد هـای شکنم دار نمونه هایی از تنوع فرمی گنبدها و نشانه ای از توجه همیشگی مردمان این سرزمین به ایـن گونـه ساختارها به شمار می رود.

یکی از مسائل مربوط به فرمهای ساختمانی گنبدی که حل آن از جمله ابداعات بزرگ مهندسی به شمار می رود قرار دادن گنبد دورانی بر روی قاعده چهارگوش است . هرگاه گنبد برروی قاعده گـرد سـاخته شـود دشواری ای پیش نمی آید ولی اگر خواسته باشند گنبد را روی قاعده چهارگوش بسازند تبدیل مقطـع مربـع شکل به مقطع دایره ای مشکلی را ایجاد می کند . این مساله تا سده ها اندیشه سازندگان را به خود مـشغول داشته بود تا آنکه مهندسان ایرانی به این نتیجه رسیدند که برای حل این مساله یعنی تبدیل مقطع مربع بـه مقطع دایره ای گنبد نیاز به شکل سومی هست . بنابراین نخست با ساختن قوسهای کوچکی در گوشه هـای پلان مربع ، آنرا تبدیل به چند ضلعی می کردند و این کار را چندان ادامه می دادند تا چند پهلو به تدریج بـه شکل دایروی نزدیک می شد. شکلی که به این ترتیب در گوشه های مربع پیدا می شد صورت مخروطی را به خود می گرفت این شکل که به نام گوشوار ( شکنج) شهرت یافت ، مساله را کاملا حـل کـرد و سـازندگان را قادر نمود که به آسانی گنبدی دورانی را بر روی مقطع چهار پهلو بسازند . سیستم گوشوار کـه اصـول آن در بالا بیان شد در زمان اشکانیان پدید آمد و کم کم تکامـل یافـت و گونـه هـای دیگـری را بـه خـود گرفـت . ساختمانهای دوره های بعد و دوره های اسلامی انواع گوناگون این سیستم را در بردارند . در این آثـار بعـدی است که اصالت ساختی با جنبه های آرایشی همراه شده و اشکال زیبایی را پدید آورده اسـت . در دوره هـای ساسانی چهاردیواری به تدریج جای خود را به چهار طاقی داد که در آن بار گنبد به ستون هـای چهـارگوش منتقل می گشت و این ستونها با چهار قوس به یکدیگر می پیوستند[11109

از نکات برجسته ای که درباره فرم های ساختمانی گنبدی باید به آن اشاره کرد ، ویژگـی ایـستایی ایـن نوع ساختمانها است . گنبدها که بنا به تعریف دارای شـکل هندسـی دورانـی ، بـا انحنـا دوجانبـه هـستند ، نیروهای وزن و سایر نیروها را با مکانیسم نیروهای غشایی به تکیه گاههـا منتقـل مـی کنـد . فـرم هندسـی گنبدها دارای این ویژگی است که معمولا کمترین تنش کششی در این فرم ها به وجـود مـی آیـد . بنـابراین ساختن گنبدها با مصالح بنایی ( گل ، آجر، سـنگ) کـه قابلیـت تحمـل نیروهـای خمـشی را ندارنـد کـاملا امکانپذیر است. این خصوصیت در ایران که مصالح اصلی را مـصالح بنـایی تـشکیل مـی داده همـواره بـسیار دلخواه و مورد توجه بوده است . از دیدگاه تکامل فرم های سـاختمانی ، فـرم هـای گنبـدی دارای قابلیـت و برتری نسبت به فرم های ساختمانی قابی و حتی فرم های ساختمانی طاقی هستند . کاربرد و رواج فرم هـای گنبدی شکل در تاریخ فنی ایران نشانگر درک مکانیکی سازندگان ایرانی و آگاهی آنان به مرتبه بالای تکامـل فرمی و ارزش بالای فرم های گنبدی بوده است[62 .

تکامل فرم های ساختمانی گنبدی از دیدگاه فنی در جهات دیگر نیز انجام گرفته است . یکـی از هـدف های سازندگان ایرانی دست یابی به فرم های هندسی برای گنبدها بوده است که از نقطه نظر انتقال نیروها و ایستایی ، دارای بهترین شکل باشند . مطالعه فرم های گنبدی ساختمان های باستانی و بررسی فنی فرم این گنبدها مبین این واقعیت است که مهندسان ایرانی از این جهت نیز گام هایی بزرگ و موفقیت آمیز برداشـته اند . مانند مسجد جامع اصفهان که سازندگان پا را از این نیز فراتر گذاشته و به گنبدها ضخامت های متغیـر داده اند که این خود نشان می دهد که مهندسان در سده یازدهم مـیلادی بـدون در دسـت داشـتن تکنیـک های کمی و مدرن مهندسی ، به طور حسی و تجربی به اصول ایستایی آشنایی و آگاهی کامل داشته اند.

قوس

فرم قوسی از نظر پیدایش و تکامل راهی بسیار طولانی را همراه با توسعه تمدن بشر پیموده اسـت و مـی توان ریشه پیدایش این فرم در نیاز اساسی بشر به پوشش پناهگاهها و سایر ساختمانها دانست .

هر قدر خیز قوس ( ارتفاع تارک آن از خط رابط بین دو تکیه گاه ) بیشتر باشد فشار جانبی آن بـه تکیـه گاه ها کمتر است .

در قوسها وجود انحنا در فرم موجب ایجاد عکس العمـل افقـی و در دو انتهـای قوسـی مـی شـود . لنگـر خمشی مربوط به این عکس العمل ها در قوس جهتی خلاف جهت لنگر خمشی حاصل از بارهای وارده دارد ، در نتیجه این عکس العمل ها موجب کاهش لنگر خمشی در قوس گشته و با انتقـال نیروهـا صـرفا از طریـق نیروی عمودی کمک فراوان می کند[10645 .[

یکی از ویژگی های فرم های قوسی ، رانشی است که در تکیه گاه های قوس وجود دارد و خنثـی کـردن این رانش جانبی است که ضامن حفظ تعادل قوس و عامل جلوگیری از ویران شـدن آن بـه شـمار مـی رود . یکی از روش های جذب رانش جانبی ساختن تکیه گاه های قطور و سـنگین اسـت کـه در برابـر ایـن رانـش ایستادگی کند .

در برخی از ساختمان های قدیمی ، ایرانیان با ابداع پشت بندهای شمشیری یعنـی نـیم قـوس هـایی کـه از طرفین ، قوس یا طاق اصلی را در بر می گرفته ، دیوارهای قطور را حذف کرده بودند . ایـن ابـداع بعـدها بـه سرزمین های اروپایی اشاعه یافت و اساس سبک ساختمانی معروف به گوتیک را تـشکیل داد . روش دیگـر ، جذب این رانش با عنصری کششی به نام مهار است .

ز هزاره دوم پیش از میلاد در شوش بجای مانده و بعدها نیز از زمان ساسانیان ،به کمک قالب بندی ، قـوس های دایره ای برای سردرها ساخته می شده است . اصولا تاریخ پیدایی قوس ها و طاق های نوک تیز(جناغی) و گنبدهای نوک تیز بسیار باستانی و همزمان با پیدایی نخستین فرم های قوسی بوده اسـت . یکـی از نمونـه هایی که از زمان ساسانیان در طاق کسری بر جای مانده قوسی است که نه به روش کربـل بلکـه بـه صـورت قوس واقعی و بطور نوک تیز ساخته شده است

از دیدگاه مکانیکی و مهندسی قوس ها و گنبدهای نوک تیز پایدارتر و محکم تر از قوس هـا و گنبـدهای گرد مشابه هستند ، این خود نکته ای مثبت و توجیه کننده برای کاربرد آنها بشمار می آید . سیر تـاریخی و رواج فرم های قوسی نوک تیز در ایران و به ویژه در ایران بعد از اسلام نـشان دهنـده ارزش هـای مـذهبی و نمادین این فرم های خاص ساختمانی در جهت برآوردن نیاز های معنوی مردمان این سـرزمین بـشمار مـی رفته است . از دیدگاه هندسی نیز قوس ها با انواع گوناگون در ایران ساخته شده و برخی از فرم هـای قوسـی اشکال پیچیده ای را به خود می گرفته است . از قدیم در ایران روش هایی برای رسم هندسی قـوس و پیـاده کردن آن در ساختمان به کار می رفته است و حتی نوشته هایی باسـتانی نیـز از شـیوه ترسـیم قـوس هـای مرکب در ایران بجای مانده است[41

نتیجه

طرح و خلاقیت مهندسـی در ایـران در پدیـد آوردن فـرم هـای مکـانیکی در واقـع موجودیـت دادن بـه ساختمانها و بناها بوده است که تحت شرایط محیطی نیازهای مربوطه را برآورد نماید . بدین معنا که نیازها و نیز شرایط محیطی خود قالبهای اولیه فرم ساختمانی را دیکته نموده است .

فرم های ساختمانی که طی قرون مختلف بعد از اسلام در ایران علاوه بر عملکـرد سـاختمانی بـه عنـوان سمبل اعتقادات مذهبی نیز قرار گرفته است . تعدد فرم های گنبدی و قوس ها در بناهای ایرانی دارای درجه  ای از کمال و زیبایی بوده که مورد توجه خاصی قـرار گرفتـه انـد . البتـه ایـن قـضاوت نـه از روی قـوانین و معیارهای فیزیکی بلکه به کمک برداشت های ذهنی و سایر اعتقادات غیر فیزیکـی انجـام گ رفتـه اسـت . در نتیجه پایه های اصلی فرم های ساختمانی را باید با مقیاس درجه تطبیق (adaptation ( و هدف تعیین شده (purpose (سنجید . چون با کمک زمان شکل گرفته و مستحکم گردیده اند بطوریکـه غنـا ایـن فـرم هـای ساختمانی به حدی است که این مفهوم تطبیق برای وصول به هدف ( purpose for adaptation (را می توان به جنبه هایی مختلف از قبیل کارآئی مکانیکی و فنی ، فرمهای ارگانیکی ،نظم وهماهنگی ارزشهای اجتماعی ، اخلاقی وایده های مذهبی ارتباط داده ودر هرمورد فرمهای ساختمانی را تعبیر وتفسیر نمود.

منابع

1- Aspects of Form L- L. Whyte (Editor) Indiana University press U. S. A. 1966 2- On Growth and Form D Arey W. Thomson Cambridge Univ-press 1966 3- Origins of Functionalist Theory E. R. Dezurko Columbia Univ Press. 1957 4- Survival through design R. Neutra Oxford University press 1969 5- Structures P. Luigi Nervi and McGraw - Hill book Co . Inc... 1956 6- Structure. H. W. Rosenthal. Macmillan 1972. 7- Gothic Cathedrals and Structural Rationalism R.Mark trans. N. Y. Acad. Sci. Ser. II 33(6) 607-6241972 8- Photoelastic and finite element analysis of a quadripartite vault. R. Mark J. F. Abel and K.D Neill Experimental Mechanics pp 322-329. 1973 9- Forms and function of twentieth – century architecture vol 1- 2-3-4 T.F.Hamlin Columbia University press 1952 10-structure in architecture m. salvadori R. Heller prentice – hall New Jersey Inc 1963 11- Space structures R. M Davies (editor) Blackwell scientific publications England 1967

 کاشی سنتی رنجبران - کاشی مسجد - کاشی گنبد - کاشی محراب - کاشی تزئینی