طراحی سازه ساختمان های بلند، چالش های خاص خود را دارد. ساختمان‌های بلند هنوز هم با هیجان زیادی در سرتاسر جهان ساخته می‌شوند و بسیاری از مردم را شگفت‌زده می‌کنند. به نظر می‌رسد بسیاری از این ساختمان‌ها هر سال بلندتر، جزئیات ساخت آنها پیچیده‌تر و از نظر معماری پیشرفته‌تر می‌گردند. اما این ساختمان‌های بلند چگونه ساخته می‌شوند؟ طراحی این ساختمان‌ها با چه چالش‌هایی روبه‌رو است؟ بیایید نگاهی به چالش‌های طراحی سازه ساختمان های بلند بیندازیم.
اهمیت طراحی سازه ساختمان های بلند
ساختمان بلند اغلب به یک ساختمان با بیش از ده طبقه اشاره دارد. بسیاری از شهرهای سراسر جهان از فناوری‌ها و پیشرفت‌های جدید برای ساخت‌وساز به سمت بالا استفاده می‌کنند. این امر با توجه به افزایش جمعیت و نیاز به فضاهای مسکونی، خدماتی و تجاری برای کسب‌وکارهای پررونق صورت می‌گیرد. افزایش مقاومت ساختمان و کاهش زمان ساخت از مهم‌ترین اهداف سازندگان در طراحی سازه ساختمان های بلند است.
نمونه‌ای از طراحی سازه شگفت‌انگیز در چین
شرکت چینی Broad Group یک بلوک آپارتمانی ۱۰ طبقه مدولار به‌نام ساختمان زندگی (Living Building) را در کمتر از دور روز در چانگشا چین ساخته است. تایم لپس منتشر شده توسط این گروه ساخت‌وساز نشان می‌دهد که این ساختمان ۱۰ طبقه توسط گروه بزرگی از کارگران و سه جرثقیل در عرض ۲۸ ساعت و ۴۵ دقیقه ساخته شده است. به گفته این شرکت، این کوتاه‌ترین دوره ساخت‌وساز در جهان برای ساختمانی در این مقیاس می‌باشد.
این بلوک آپارتمانی از واحدهای مدولار استاندارد به اندازه کانتینر ساخته شده است. این واحدها در یک کارخانه ساخته و در سایت ساخت‌وساز، مونتاژ شده‌اند. ماژول‌های این برج از فولاد ضدزنگ ساخته شده است. طول هر ماژول ۱۲.۱۹ متر (۴۰ فوت)، عرض آن ۲.۴۴ متر (هشت فوت) و ارتفاع آن سه متر (۱۰ فوت) می‌باشد. ماژول‌های کانتینری به عنوان یک دیوار از هر واحد روی هم چیده شده‌اند تا به یک صفحه کف تبدیل شوند. آنها فضایی بدون ستون به ابعاد ۱۲ متر در ۴.۸ متر ایجاد کرده‌اند. پنجره‌ها و بالکن‌ها نیز از واحد، بیرون می‌آیند تا فضاها را محصور کنند.
چالش‌های طراحی سازه ساختمان های بلند
در این بخش به برخی از چالش‌های پیش روی طراحی سازه ساختمان های بلند خواهیم پرداخت.
مبارزه با جاذبه
بزرگ‌ترین مشکل در ساختن به سمت بالا، مبارزه اجتناب‌ناپذیر با جاذبه است. چالش ترکیب ارتفاع ساختمان‌ها و مشکلات مربوط به گرانش زمین مانند نشستن یک دوست روی شانه‌های شما است. حمل کردن یک نفر بر روی شانه ممکن است کار بسیار سختی باشد اما امری محال نیست. بااین‌حال، اگر نفر دوم را نیز روی شانه سمت چپ خود بگذارید به‌احتمال‌زیاد هر سه به روی زمین خواهید افتاد.
حال وضعیت برعکس را در نظر بگیرید؛ یعنی دو نفر که به هم چسبیده‌اند و نفر سوم را به صورت مشترک بر روی دوش خود حمل می‌کنند. این وضعیت مسلماً برای هر سه نفر راحت‌تر خواهد بود. به همین دلیل است که طراحی سازه های هرمی شکل اغلب آسان‌تر از یک ساختمان ستونی شکل است. زیرا با افزایش ارتفاع ساختمان، فشار وارد شده به کل سازه کاهش پیدا می‌کند؛ بنابراین مبارزه با جاذبه نیز آسان‌تر خواهد بود.
۲. پیشرفت در استفاده از مقاطع فولادی
تولید آهن و فولاد به معماران کمک کرد تا در تلاش برای ساختن ساختمان‌های بلندتر به ارتفاعات جدیدی برسند. ادامه افزایش عرض و استحکام سازه با پایه‌های بتنی ممکن نبود. بنابراین تولید انبوه فولاد و آهن به ساخت ساختمان‌های بلندتر کمک زیادی کرد. طراحی سازه ساختمان های بلندتر تنها با تولید تیغه‌های بلندتر فولادی امکان‌پذیر است. زیرا یک ماده سبک‌وزن می‌تواند به نگه داشتن وزن بیشتر کمک کند.
۳. ایجاد یک اسکلت فولادی
ساختمان‌های بلند با استفاده از ساختار اسکلت فولادی طراحی و ساخته می‌شوند. این شبکه تیرهای غول‌پیکر با پرچ کردن تیرهای فلزی از سر به انتها برای تشکیل ستون‌های عمودی ایجاد می‌گردند. در هر طبقه، ستون‌های عمودی به تیرهای افقی متصل می‌شوند تا به استحکام و تقویت سازه کمک کنند. در طراحی سازه بسیاری از ساختمان‌ها از تیرهای مورب بین تیرها نیز برای پشتیبانی بیشتر استفاده می‌نمایند. به‌طورکلی، این شبکه به عنوان روبنا شناخته می‌شود، سپس وزن ساختمان به ستون‌های عمودی تقسیم می‌گردد.
۴. مهندسی برای آسانسور
با افزایش طبقات یک ساختمان، تعداد افرادی که ساختمان را اشغال می‌کنند نیز افزایش خواهند یافت. با افزایش تعداد افراد، نیاز روزافزون به استفاده از آسانسور نیز افزایش می‌یابد. زیرا چه کسی می‌خواهد آن همه پله را بالا برود؟ تعداد آسانسورهای موردنیاز به عوامل مختلفی بستگی دارد. از جمله اینکه ساختمان چندطبقه است و چند نفر در داخل ساختمان خواهند بود. اما با افزایش تعداد آسانسور، مقدار فضا برای هر طبقه کاهش می‌یابد، زیرا چاه آسانسور فضای بیشتری را اشغال می‌کند. طراحی سازه ساختمان‌های بلند همچنین نیازمند توجه به جزئیات مربوط به آسانسور، راه‌پله و نحوه رفت‌وآمد افراد به داخل و خارج ساختمان در مواقع ضروری است.
۵. مقابله با باد
عامل دیگری که بسیاری از معماران و مهندسان باید در هنگام طراحی سازه ساختمان های بلند در نظر بگیرند، نیروی باد است. ساختمان‌ها نباید آئرودینامیک باشند، زیرا باد اغلب به سادگی می‌تواند شکل ساختمان را بچرخاند. ساختمان‌هایی که شکل هندسی شان شبیه بادبان یا بال است نیز تمایل زیادی به جذب باد دارند. شکل خاص این ساختمان‌ها، باد را می‌گیرد و به بالای ساختمان انتقال می‌دهند که می تواند بسیار خطرناک باشد. به همین دلیل، ساختمان‌ها به گوشه‌ها یا شکاف‌های کوچک در ساختار خود تکیه می‌کنند تا باد را بگیرند و سرعت آن را کاهش دهند. برخی از طراحان و مهندسان نمونه‌های اولیه ساختمان را ایجاد و آنها را در تونل‌های باد آزمایش می‌کنند. در نتیجه، نحوه واکنش آنها به بادهای شدید را مورد بررسی قرار می‌دهند.
شرکت مجری طراحی سازه
شرکت مهندسی آنلاین سازه، مجری انواع خدمات تخصصی سازه از جمله طراحی معماری، سازه و نما، آماده همکاری با مهندسان سازه، عمران و کارفرمایانت گرامی است. جهت ارتباط با ما با شماره تلفن ۶۶۳۹۶۰۹۰- ۰۲۱ تماس بگیرید. همچنین می توانید وارد سایت آنلاین سازه شوید و از کلیه خدمات فنی و مهندسی این شرکت همراه با مشاوره رایگان بهره مند شوید. با ما تماس بگیرید. https://onlinesazeh.com
نظر شما