Проект " Математика в архитектуре"

 Муниципальное общеобразовательное учреждение

«Образцовская СШ»

Фроловского муниципального района

ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ПРОЕКТ

МАТЕМАТИКА В АРХИТЕКТУРЕ

                                                             Работу выполнил:

                                                                   ученик 10 «Б» класса

                                                                          Куропаткин Добромир

                                                                                              Руководитель: учитель математики

                                                                                   Чичерова Татьяна Ивановна

п. Образцы, 2023

СОДЕРЖАНИЕ

Введение………………………………………………………………………… 3

Глава 1. Теоретическая часть

1. Понятие «Архитектура»....………………………………………… 4
2. Математика в архитектурных чертежах...………………………… 5
3. Применение законов математики в архитектурных сооружениях……………………………………………………… 6-7
4. Симметрия – царица архитектурного совершенства …………….. 8

Глава 2. Практическая часть

1. Анкетирование……………………………………………………….. 9

Заключение……………………………………………………………………... 10

Список литературы и Интернет-ресурсов……………………………………11

ВВЕДЕНИЕ

              Проблема: Общество зачастую не понимает значимость математики в архитектуре

              Актуальность: Математика - один из путеводителей в архитектуре. Математические действия необходимы для реализации проектов в строительстве

             Объект исследования: Архитектурные сооружения

             Предмет исследования: Влияние законов математики и на функциональность и устойчивость сооружений

             Методы исследования: Теоретические и практическое

             Цель: Выявить значение законов математики в архитектуре и доказать тесную взаимосвязь двух наук.

         Задачи проекта:

1. Обьяснить значение архитектуры
2. Узнать какие законы математики применяются в архитектуре.
3. Доказать взаимосвязь математики и архитектур
4. Провести социологический опрос среди 10 классов школы.

            Гипотеза: Геометрия является основополагающей наукой в
архитектуре.

             Практическая значимость: Данная работа способствует формированию представления о связи математики с архитектурой

3

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1 ПОНЯТИЕ «АРХИТЕКТУРА»

             Архитектура—наука строить, проектировать здания и сооружения, а также

сама совокупность зданий и сооружений, создающих пространственную

среду для жизни и деятельности человека. Архитектура создает среду,

необходимую людям для их жизни и деятельности, в соответствии с их

устремлениями, а также современными техническими возможностями. В

архитектуре взаимосвязаны функциональные, технические и эстетические

свойства объектов. Архитектурой называют не только систему зданий и

сооружений, организующих пространственную среду человека, а самое

главное – искусство создавать здания и сооружения по законам красоты.

          Архитектура в качестве разновидности строительного искусства в русском

языке имеет альтернативное название — «зодчество». Этот термин обычно

используется для обозначения старинных объектов, построенных мастерами

из камня или дерева.

            К зданиям и сооружениям предъявляются многочисленные

технические и эстетические требования. Они должны быть прочными,

долговечными и иметь красивый внешний вид. Концепт и идея о постройке

архитектурного сооружения сначала появляются в голове архитектора. И

чтобы воплотить свой замысел, архитектор должен знать многие законы

математики.

Для возведения здания необходимо соблюдать следующие правила:

1) Выбор локации

2) Управление финансами в строительстве

3)Правила конструкции здания

4) Архитектурный чертеж

4

1.2 МАТЕМАТИКА В АРХИТЕКТУРНЫХ ЧЕРТЕЖАХ

          Архитектурный чертеж – технический чертеж здания (или проекта

здания). Архитектурные чертежи выполняются в соответствии с набором

соглашений, которые включают конкретные виды (план этажа, сечение и

т.д), размеры листов, единицы измерения и масштабы, аннотации и

перекрёстные ссылки.

Для того чтобы построить здание, нужно точно знать где, как и сколько

потребуется для строительства пусть даже обычного дома. Задача

архитектора - совместить функциональность, красоту, комфортность,

экономичность и долговечность. В этом и помогают знания математики.

            Например, для измерения площади земельного участка, необходимы

формулы расчета площади, знания единиц измерения. Также необходимо

учитывать рост человека, планировку здания, для комфортных условий.

          Таким образом, для постройки сооружения нужен правильный чертеж, а

для него необходимы знания математики.

5

1.3 ПРИМЕНЕНИЕ ЗАКОНОВ МАТЕМАТИКИ В АРХИТЕКТУРНЫХ СООРУЖЕНИЯХ

Профессия строителя является очень древней. Благодаря историческим

архитектурным постройкам мы можем многое узнать о быте и культуре

предков. До наших дней дошло немало сооружений, возраст которых

измеряется тысячелетиями. Свой опыт мастера строительного дела

передавали из поколения в поколение. Каждому рабочему необходимы

математические знания. Строительство - это вид человеческой деятельности,

направленный на создание зданий, инженерных сооружений (мостов, дорог,

аэродромов), а также сопутствующих им объектов ( инженерных сетей,

малых архитектурных форм, гаражей и т. д.). В строительстве никак не

обойтись без математики – строителям нужно подсчитать, сколько материала

нужно затратить на строительство, как выверить смету, какой толщины,

например, должна быть толщина стены и т.д.

В ряде профессий строительной отрасли специалисты больше работают

не с техникой, а со знаковыми системами. Они должны хорошо

ориентироваться, разбираться в условных обозначениях, документах,

текстах; создавать и перерабатывать чертежи, тексты, документы, таблицы,

формулы, перечни, каталоги каких-либо объектов. В современном

строительстве роль этой науки непрерывно возрастает. Строительные задачи

отличаются по степени сложности расчётов.

Например, расчёты на прочность определяют степень выносливости

несущих конструкций и относятся к сложнейшим вычислениям. Кроме того,

неотъемлемой частью математических знаний, используемых в

строительстве, являются нахождение части от числа, пропорции, проценты, площади фигур, объёмы многогранников. До начала какого-либо

строительства составляется смета, в которой просчитываются затраты на

строительные материалы, виды работ и количество рабочей силы. Это

доказывает, что точек соприкосновения математики со строительством

достаточно много.

6

Важно отметить и обратную историческую взаимосвязь: потребности

зарождающегося строительства и, возникшей вслед за ним архитектуры,

явились одним из стимулов, благодаря которым возникла и сделала первые

шаги математика. Это, в частности, нашло отражение в названии одного из

старейших разделов математики - геометрии, что означает землемерие.

Применение математических методов в архитектуре в наше время

осуществляется по разным направлениям. Прежде всего, использование

геометрических форм.

7

        1.4 СИММЕТРИЯ – ЦАРИЦА АРХИТЕКТУРНОГО СОВЕРШЕНСТВА

Архитектурные сооружения являются частью пространства, вписываясь в определенные геометрические формы. Кроме того, геометрические формы, как правило, представляют собой комбинации различных геометрических тел. Созданные человеком архитектурные сооружения зачастую симметричны, так как именно их люди считают красивыми. Это связано с тем, что в симметрии человек видит проявление закономерности, а значит внутреннего порядка. Внутренний порядок внешне воспринимается как красота.

Симметричные предметы обладают большей устойчивостью и равной функциональностью в разных направлениях. Все это привело к мнению, что красивое сооружение должно быть симметричным.

Симметрия широко используется в искусстве: бордюры, орнаменты и т.п. Симметричными были многие мозаики, композиции картин. Симметрия в искусстве основана на реальной действительности. Например, симметричной является фигура человека, насекомого, лист растения, снежинка и др.

Симметричные композиции – устойчивы, так как левая и правая половины уравновешены. Следует утверждать, что геометрия является первоначалом и основой для создания формы. Геометрия является своего рода абстрактным полем, невидимыми рамками, изменяющимися в пространстве и времени, со своим смыслом, порядком, где форма проникает в границы геометрии. При обладании знаниями правил и законов идеального геометрического построения появится возможность построения идеальных форм, всегда красивых и выразительных, вбирающих в себя все общечеловеческие ценности и не требующие стилизации, выделения характерных черт.

8

2.ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1        АНКЕТИРОВАНИЕ

              После изучения теории, мы приступили к анкетированию учащихся МОУ Лицея №6, с целью сравнения причин популярности кубика Рубика среди учащихся 9-х, 10-х классов.

               В анкетировании приняли участие 22 человека. Вот вопросы, на которые им пришлось ответить:

1. Нужны ли математические знания в архитектуре?
2. Помогает ли математика добиться прочности сооружения?
3. Может ли математика помочь архитектуре с планированием объекта?
4. Как вы считаете, есть ли взаимосвязь математики и архитектуры?

На первый вопрос «Нужны ли математические знания в архитектуре?»  91% учеников ответили «Да», а 9 % ответили «Не знаю»

               На второй вопрос «Помогает ли математика добиться прочности сооружения?» 81% учеников ответили «Да», а 19% учеников ответили «Не знаю».

               На третий вопрос «Может ли математика помочь архитектуре с планированием объекта?» 90% учеников ответили «Да», 5% учеников ответили «Нет» и 5 % ответили «Не знаю».

               На четвертый вопрос «Как вы считаете, есть ли взаимосвязь математики и архитектуры?» 91% учеников ответили «Да», а 9% учеников ответили «Нет».

             Вывод: Анкетирование показало, что большинство учеников считают, что математические знания очень важны в сфере архитектуры и между ними есть связь

9

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проделанной работы мы выяснили, что архитектура не

может существовать без математики. Математика является незаменимой

частью архитектуры, одной из ее основ. Геометрические формы определяют

эстетические, эксплуатационные и прочностные свойства архитектурных

сооружений разных времен и стилей. Причем для каждого архитектурного

стиля характерен определенный набор геометрических форм зданий и

сооружений в целом и их отдельных элементов. С развитием строительных

технологий возможности применения геометрических форм расширяются.

Геометрия была рассмотрена как теоретическая база для создания

архитектурного искусства. Я нашёл подтверждение в архитектурных

сооружениях.

Математика очень эффективно решает любые строительные задачи,

связанные не только с разметкой и обмером, но и геометрическими

фигурами. В общем, не зря все-таки говорят, что математика - это царица

наук. При грамотном применении решает почти любую задачу.

10

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ И ИНТЕРНЕТ РЕСУРСОВ

 http://www.fox-notes.ru

 http://www.landmoneys.ru

 https://veryimportantlot.com/ru/news/blog/chto-takoe-arkhitektura

https://ru.wikipedia.org/wiki 

https://www.i-podmoskovie.ru/history/15-dostoprimechatelnostey-egorevska-chto-posmotret-v-gorode-viktorianskoy-gotiki-i-staroobryadtsev/

https://dzen.ru/a/XOP5_-zz_wCzsDpy

11