كان على المعماريين القدماء أن يكونوا علماء رياضيات لأن الهندسة المعمارية كانت جزءًا من الرياضيات. باستخدام الرياضيات ومبادئ التصميم ، قاموا ببناء الأهرامات وغيرها من الهياكل التي تقف اليوم. نظرًا لأن الزوايا جزء معقد من الطبيعة ، فإن الجيب وجيب التمام والظلال هي عدد قليل من وظائف علم المثلثات التي يستخدمها المهندسون المعماريون القدامى والحديثون في عملهم. يستخدم المساحون أيضًا علم المثلثات لفحص الأرض وتحديد حدودها وحجمها. على الرغم من قيام المساحين بهذه المهمة ، فقد يعتمد المهندسون المعماريون على الاستطلاعات عند تصميم الهياكل.
جمع معلومات مهمة من المثلثات
أحد الاستخدامات المعمارية الأكثر شيوعًا لعلم المثلثات هو تحديد ارتفاع الهيكل. على سبيل المثال ، يمكن للمهندسين المعماريين استخدام وظيفة الظل لحساب ارتفاع المبنى إذا كانوا يعرفون بعدهم عن الهيكل والزاوية بين عيونهم وأعلى المبنى ؛ يمكن أن تساعدك المقاييس في قياس تلك الزوايا. هذه أجهزة قديمة ، لكن الأجهزة الأحدث تستخدم التكنولوجيا الرقمية لتوفير قراءات أكثر دقة. يمكنك أيضًا حساب مسافة الهيكل إذا كنت تعرف زاوية مقياس الميل وارتفاع الهيكل.
النظرية الهيكلية الأساسية
بالإضافة إلى تصميم الطريقة التي يبدو بها الهيكل ، يجب على المهندسين المعماريين فهم القوى والأحمال التي تعمل على تلك الهياكل. المتجهات - التي لها نقطة انطلاق وحجم واتجاه - تمكنك من تحديد تلك القوى والأحمال. يمكن للمهندس المعماري استخدام الدوال المثلثية للعمل مع المتجهات وحساب الأحمال والقوى. على سبيل المثال ، يمكنك استخدام دالات الجيب وجيب التمام لتحديد مكونات المتجه إذا قمت بالتعبير عنها من حيث الزاوية التي يشكلها بالنسبة إلى المحور.
تحليل تروس وعلم المثلثات
يعد تصميم الهياكل التي يمكنها التعامل مع قوى الحمل المطبقة عليها أمرًا مهمًا للمهندسين المعماريين. غالبًا ما يستخدمون دعامات في تصميمهم لنقل قوى أحمال الهيكل إلى شكل من أشكال الدعم. الجمالون مثل العارضة ولكنه أخف وزنا وأكثر كفاءة. يمكنك استخدام علم المثلثات والمتجهات ل حساب القوى التي تعمل في الجمالونات. قد يحتاج المهندس المعماري إلى تحديد الضغوط في جميع النقاط في الجمالون بأعضائه القطريين بزاوية معينة والأحمال المعروفة المرتبطة بأجزاء مختلفة منه.
المهندسين المعماريين والتكنولوجيا الحديثة
افحص أفق مدينة حديثة وستجد على الأرجح مجموعة متنوعة من المباني المبهجة جمالياً وغير العادية في بعض الأحيان. بالإضافة إلى علم المثلثات ، يستخدم المهندسون المعماريون حساب التفاضل والتكامل والهندسة وأشكال أخرى من الرياضيات لتصميم إبداعاتهم. لا يجب أن تكون الهياكل سليمة فحسب ، بل يجب أن تفي أيضًا بلوائح البناء. مسلحين بأجهزة كمبيوتر عالية السرعة وأدوات تصميم متطورة بمساعدة الكمبيوتر ، يستفيد المهندسون المعماريون الحديثون من القوة الكاملة للرياضيات. على عكس المعالجات المعمارية القديمة ، يمكن للمهندسين المعماريين اليوم إنشاء نماذج افتراضية للمشاريع وتعديلها حسب الضرورة لإنشاء هياكل رائعة تجذب الانتباه.