Report 7 by eba.metropolitan

‫‪T‬‬

‫‪A‬‬

‫‪R‬‬

‫‪A‬‬

‫‪J‬‬

‫‪E‬‬

‫‪T‬‬

‫مطالعاتمحيطتكنولوژيک‬ ‫‪IFA‬‬

‫نسخه ‪۱/۰۰‬‬

‫‪S‬‬

‫‪I‬‬

‫‪D‬‬

‫‪R‬‬

‫‪A‬‬

‫‪P‬‬

‫پردیس گلستان تجارت‬

‫شاخه تجربـی معماری کالنشهر‬

‫راه�دی پروژه پردیس‌تجارت‬ ‫اسناد ب‬

‫‪IFA‬‬ ‫نسخه‪2/01‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫فــــــــــــــــــــــــــهرست‬

‫پیشگفتار‬

‫فصل اول‬ ‫فصل دوم‬

‫فصل سوم‬

‫فصل چهارم‬

‫ن‬ ‫مبا� تحلیل محیط کالن و تقسیم‌بندی محیط‌ها‬ ‫روش تحلیل محیط‬

‫‪2‬‬ ‫‪4‬‬

‫اثر محیط تکنولوژی در تحلیل محیط کالن‬

‫‪7‬‬

‫سازه‬ ‫نمودارهای تطبیقی سازه‬ ‫بارهای استاتییک‬ ‫بارهای دینامییک‬ ‫سازه‌های متداول ساختمان‌های بلند‬ ‫سازه‌های یغ�‌متداول ساختمان‌های بلند‬ ‫زلزله پدیده‌ای طبیعی‬ ‫اگ�‬ ‫سیستم‌های یم� ی‬ ‫ن‬ ‫ایم� در برابر ین�وی باد‬ ‫ن‬ ‫ایم� در برابر آتش‌سوزی‬

‫‪22‬‬ ‫‪41‬‬ ‫‪45‬‬ ‫‪48‬‬ ‫‪80‬‬ ‫‪86‬‬ ‫‪106‬‬ ‫‪116‬‬ ‫‪122‬‬

‫ساخت‬ ‫مسائل اجر یا� ساختمان‌های بلند‬ ‫هزینه‌های خاص ساختمان‌های بلند‬ ‫مدل‌سازی اطالعات ساختمان‬ ‫مصالح و ساختمان‌های بلند‌مرتبه‬

‫‪132‬‬ ‫‪132‬‬ ‫‪138‬‬ ‫‪142‬‬

‫تأسیسات‬ ‫تأسیسات ساختمان‌های بلندمرتبه‬ ‫سیستم‌های گرمایش و رسمایش فضاهای داخیل‬ ‫مشکالت توزیع انرژی در ساختمان‌های بلند‬ ‫تداب� متداول در سیستم‌های تأسیسات‬ ‫ی‬ ‫ارزیا� اقتصادی سیستم تولید همزمان‬ ‫و‬ ‫برریس‬ ‫ب‬ ‫برق‪،‬حرارت و بت�ید (یس اچ پ�)‬

‫‪152‬‬ ‫‪152‬‬ ‫‪152‬‬ ‫‪153‬‬ ‫‪154‬‬

‫طرح مولدهای مقیاس کوچک‬ ‫شناخت تاسیسات در ساختمان‌های بلندمرتبه‬

‫فصل پنجم‬

‫نگهداری ساختمان‬ ‫نگهداری ساختمان‌های بلند‬ ‫نگهداری و مقاوم‌سازی نما‬

‫‪158‬‬ ‫‪160‬‬

‫‪178‬‬ ‫‪178‬‬

‫پیشگفتار‬

‫‪2‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫ن‬ ‫مبا� تحلیل محیط کالن‬

‫پیشگفتار‬

‫ن‬ ‫مبا� تحلیل محیط کالن و تقسیم‌بندی محیط‌ها‬ ‫در تحلیل محیط کالن کسب‌و‌کار‪ ،‬از ش‬ ‫رو� به‌نام تحلیل ‪ PESTLE‬استفاده می‌شود‪ .‬حروف‌این‬ ‫کلمه به‌ترتیب مخفف محیط‌های سیایس‪ ،‬اقتصادی‪ ،‬اجتماعی‪ ،‬فناوری‪ ،‬زیست‌محیطی و قانو�ن‬ ‫است‪‌.‬این الگو كه در ابتدا به ‪ PEST‬معروف بود‪ ،‬برمبنای تحلیل عوامل سیایس‪ ،‬اقتصادی‪،‬‬ ‫ارزیا�‬ ‫اجتماعی و تکنولوژیک استوار‌گشته و‬ ‫چهارچو� از عوامل کالن محیطی را که در ب‬ ‫ب‬ ‫محیطی به‌کار می‏روند‪ ،‬به‌تصویر می‏کشد‪ .‬در حوزه‌ی تحقیقات بازار‪‌،‬این الگو چشم‌اندازی‬ ‫مشخص از عوامل کالن محیطی را مدنظر قرار‌می‌دهد که هر ش�کت باید لحاظ‌کند‪‌.‬این تحلیل‬ ‫بو‌کار‪ ،‬ظرفیت‌ها و‬ ‫ابزاری سودمند برای شناخت در زمینه‌ی رشد‌یا افول بازار‪ ،‬موقعیت کس ‌‬ ‫مدیریت عملیات است‪.‬‬ ‫ن‬ ‫ت‬ ‫با در نظر ت ن‬ ‫گرف� موضوع تحلیل‪ ،‬ابزار ‪ PEST‬كه با اضافه‌شدن محیط‌های زیس� و قانو�‪،‬‬ ‫به ‪ PESTLE‬تبدیل شده‪ ،‬می‏تواند برای تحلیل بخش‌های تجاری‪ ،‬صنایع‪ ،‬بازارهای خاص‌یا کل‬ ‫‏ها� که ت‬ ‫شناسا�‬ ‫بیش�ین اهمیت را در گذشته داشته‏اند‪،‬‬ ‫ی‬ ‫اقتصاد به‌کار رود‪‌.‬این تحلیل محرک ی‬ ‫تغی� نمایند و چگونه‬ ‫است‬ ‫ممکن‬ ‫‏ای‬ ‫ه‬ ‫انداز‬ ‫چه‬ ‫تا‬ ‫‌ها‬ ‫ک‬ ‫محر‬ ‫می‌کند‪ .‬سپس مشخص می‌کند‌این‬ ‫ی‬ ‫ن‬ ‫بر سازمان‌یا کل صنعت اثر‌گذار خواهندبود‪‌.‬این تحلیل محیط یپ�امو� کسب‌و‌کار را مورد‬ ‫برریس قرار می‏دهد و‌یک ابزار ت‬ ‫اس�اتژیک مناسب برای شناخت "تصویر بزرگ" از محیطی‬ ‫خواهد بود که کسب‌و‌کار مذکور در آن انجام‌می‏شود‪.‬‬ ‫تهدیدها� که بنگاه‬ ‫این ابزار می‏تواند در راستای بهره‏برداری از فرصت‏ها و حداقل نمودن‬ ‫ی‬ ‫‌گ�د‪ .‬با‌یک تحلیل ‪ ،PESTLE‬بنگاه اقتصادی‬ ‫اقتصادی با آن‌ها مواجه می‏شود‪ ،‬مورد استفاده قرار ی‬ ‫ن‬ ‫توانا� شفاف‏سازی فرصت‌ها و تهدیدهای‬ ‫می‏تواند افق طوال�‌‏تری از زمان را مشاهده نماید و ی‬ ‫پیش‏روی خود را داشته‌باشد‪ .‬با جستجوی محیط یپ� ن‬ ‫تاث�گذار بالقوه‬ ‫امو� برای دیدن ین�وهای ی‬ ‫ت‬ ‫به‌صورت هاله‏ای در افق‪ ،‬بنگاه اقتصادی می‏تواند فرایند برنامه‌‏ریزی اس�اتژیک را ورای زمان‬ ‫جاری و در ظرف افق آینده تدوین نماید‪.‬‬ ‫ن‬ ‫قانو� (‪ :)Legal , Political‬مسائل سیایس محیل‪ ،‬میل و ی ن‬ ‫ب�‌الملیل چگونه و از چه‬ ‫سیایس و‬ ‫طریقی روی سازمان اثر خواهند گذاشت؟‬ ‫ قانون‌گذاری در آینده‬‫ قانون‌گذاری در عرصه خارجی و ی ن‬‫ب�‏‌الملیل‬ ‫ هیات‌ها و فرایندهای قانون‌گذاری‬‫ سیاست‌های دولت‬‫اقتصادی (‪ :)Economical‬مسائل اصیل اقتصادی میل و ی ن‬ ‫ب�‌الملیل که می‌توانند روی سازمان‬ ‫اثرگذار باشند‪ ،‬کدامند؟‬ ‫ وضعیت اقتصاد داخیل‬‫ روندهای اقتصاد داخیل‬‫ اقتصادها و روندهای خارجی‬‫ موضوعات عمومی وضع مالیات‬‫ موضوعات تجاری و مایل ی ن‬‫ب�‌الملیل‬ ‫گ‬ ‫اجتماعی (‪ :)Social‬روندهای اجتماعی که روی چگون� فعالیت سازمان اثرگذار هستند‪،‬‬ ‫کدامند و در برنامه‌‌ریزی برای آینده چه ن‬ ‫مع� خواهند داشت؟‬

‫محـیط‌زیست (‪ :)Environmental‬مسائل و موارد مربوط به محیط چگونه در کسب‌و‌کار و‬ ‫آینده ما اثرگذار هستند؟‬ ‫ موضوعات اکولوژییک و زیست‌محیطی‬‫بو‌کار‌یا همان محیط خرد پرداخته‬ ‫در سطحی دیگر از تحلیل محیط‪ ،‬به محیط نزدیک کس ‌‬ ‫می‌شود‪‌.‬این تحلیل توسط مایکل پورتر مطرح شده‌است و به‌وسیله آن می‌توان ین�وهای رقاب�ت‬ ‫شناسا� کرد و ی ز‬ ‫م�ان جذابیت آن را تحلیل نمود‪ .‬مایكل پورتر‌این‬ ‫در اطراف‌یک کسب‌و‌کار را‬ ‫ی‬ ‫تاث� و تاثر‌این پنج عامل بر روی‌یكدیگر‬ ‫پنج عامل را در تجزیه و تحلیل صنعت الزم می‌داند‪ .‬ی‬ ‫ت كه‬ ‫ماهیت و‌یا شدت رقابت در صنعت را مشخص می‌نماید‪‌.‬این قدرت جمعی ین�وها اس ‌‬ ‫‌نها�‌یك تجارت را ی ن‬ ‫مع� می‌نماید‪‌.‬این عوامل عبارتند‌از‪:‬‬ ‫ظرفیت سودآوری ی‬ ‫•رقبای فعیل و جدید‬ ‫ین‬ ‫•تام�‌کنندگان‬ ‫ت‬ ‫•مش�یان‬ ‫•جایگزین‌ها ‪ /‬مکمل‌ها‬ ‫م�ان سود را ی ن‬ ‫پورتر معتقد است‌ كه تمامی ش�كت‌ها به‌دنبال سود هستند و عامیل كه ی ز‬ ‫تعی�‬ ‫می‌نماید‪ ،‬عامل شدت رقابت است و اگر شدت رقابت مشخص باشد‪ ،‬سودآوری ی ز‬ ‫ن� مشخص‬ ‫می‌شود‪ .‬در‌این راستا وظیفه‌ی ت‬ ‫اس�اتژیست‌ها‪ ،‬جستجوی موضعی در صنعت است‌كه در آن‪،‬‬ ‫تأث� گذارند‪.‬‬ ‫ش�كت‌ها بتوانند در برابر‌این ین�وها از خود دفاع كرده و‌یا به نفع خود‪ ،‬بر آن‌ها ی‬ ‫این تجزیه و تحلیل دو كاربرد دارد‪:‬‬ ‫‌گ�ی‬ ‫م‬ ‫تصمی‬ ‫آن‬ ‫به‬ ‫ورود‬ ‫عدم‬ ‫‌یا‬ ‫و‬ ‫ورود‬ ‫مورد‬ ‫در‬ ‫‌توانیم‬ ‫ی‬ ‫‪-1‬اگر وارد کسب‌و‌کار نشده‌ایم‪ ،‬م‬ ‫ی‬ ‫نماییم و اگر در کسب‌و‌کاری قرار داریم می‌توانیم با استناد به‌این تجزیه و تحلیل در مورد‬ ‫‌گ�ی نماییم‪.‬‬ ‫ماندن و‌یا خروج از آن تصمیم ی‬ ‫‪-2‬با استفاده از‌این روش می‌توانیم مناسب‌ترین و سودآورترین موقعیت را در هر کسب‌و‌کار‬ ‫‌خو� نمایش‌‬ ‫شناسا� نماییم‪ .‬شکل مندرج در صفحه‌ی بعد‌این دو سطح از تحلیل را به ب‬ ‫ی‬ ‫می‌دهد‪:‬‬

‫پیشگفتار‬

‫تغی� در فن‌آوری به رسعت روی مزیت ت‬ ‫تأث� می‌گذارد‪.‬‬ ‫رقاب� ی‬ ‫فن‌آوری(‪ :)Technological‬ی‬ ‫ توسعه تکنولوژی‌های رقیب‬‫ ین‬‫تام� مایل تحقیق و پژوهش‬ ‫ت‬ ‫ تکنولوژی‌های مشارک�‪ /‬وابسته‬‫ن‬ ‫جایگزی� تکنولوژی‪ /‬راه‌حل‌ها‬ ‫‪-‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫گ‬ ‫روندهای شیوه‌ی زند�‬ ‫ت‬ ‫‌شناخ�‬ ‫ مشخصات جمعیت‬‫ قضاوت‌های رسانه‬‫مذه�‬ ‫‪ -‬عوامل قومی و ب‬

‫‪3‬‬

‫‪ 4‬تحلیل محیط کالن و نزدیک‬ ‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫ین‬ ‫تأم�‌کنندگان‬

‫کسب‌و‌کار‬ ‫ت‬ ‫مش�یان‬

‫جایگزین‌ها ‪/‬مکمل‌ها‬

‫پیشگفتار‬

‫روش تحلیل محیط‬

‫رقبای فعیل و جدید‬

‫محیط تکنولوژیک‬

‫گ‬ ‫محیط فرهن�‪-‬اجتماعی‬

‫محیط اقتصادی‬

‫ن‬ ‫قانو�‬ ‫محیط سیایس محیط‬

‫پی�فته در زمینه برریس محیط یپ� ن‬ ‫بر اساس مدل‌های ش‬ ‫امو�‌یک کسب‌و‌کار‪ ،‬پیشنهاد‬ ‫ن‬ ‫می‌شود برای تحلیل محیط یپ�امو�‪ ،‬محیط را به دو محیط کالن و نزدیک تقسیم کرد‪.‬‬ ‫‌گ�ی سنجش ی ز‬ ‫تاث� آن‌ها تعریف‬ ‫م�ان ی‬ ‫ها� برای اندازه ی‬ ‫در هر کدام از‌این دو محیط‪ ،‬ی‬ ‫متغ� ی‬ ‫می‌شود‪.‬‬ ‫در محیط کالن حوزه کسب‌و‌کار مورد برریس‪ ،‬شش‌گونه برریس می‌شود‪ :‬محیط سیایس‪،‬‬ ‫گ‬ ‫ن‬ ‫قانو� و زیست‌محیطی‪ .‬در هر‌یک از‌این محیط‌ها‪،‬‬ ‫اقتصادی‪ ،‬اجتماعی و فرهن�‪ ،‬فناوری‪،‬‬ ‫متغ�های مرتبط با آن محیط که بر کسب‌و‌کار موثر هستند‪ ،‬گردآوری می‌شود‪ .‬سپس‬ ‫در ابتدا ی‬ ‫متغ�‪‌،‬ایجاد می‌شود به‌‌دست‬ ‫پدیده‌ای که در نتیجه‌ی اثرگذاری آن بر محیط در مورد هر ی‬ ‫می‌آید‪‌.‬این پدیده برای کسب‌و‌کار مورد برریس‪ ،‬هم می‌تواند عامل‌ایجاد فرصت باشد و هم‬ ‫عامل‌ایجاد تهدید‪ .‬بر اثر‌ایجاد آن پدیده‪ ،‬برای آن کسب‌و‌کار فرصت‌های ارتقای جایگاه و کسب‬ ‫ت‬ ‫درآمد و سودآوری ت‬ ‫تن‬ ‫بیش� به‌وجود خواهد آمد‪ .‬هم ی ن‬ ‫انداخ� آن‬ ‫تهدیدا� در به خطر‬ ‫‌چن�‬ ‫جلوگ�ی از رشد آن خواهد داشت‪.‬‬ ‫کسب‌و‌کار و‬ ‫ی‬ ‫تاث� می‌گذارد برریس می‌شود‪ .‬در میان‬ ‫در محیط نزدیک‪ ،‬هر آن‌چه که در نزدییک کسب‌و‌کار ی‬ ‫تمام عوامل مورد برریس‪ ،‬چهار محیط ت‬ ‫تاث� را دارند‪ .‬برای تحلیل محیط خرد‪ ،‬به‬ ‫بیش�ین ی‬ ‫تحلیل محیط‌های ت‬ ‫مش�یان‪ ،‬رقبای فعیل و جدید‪ ،‬خدمات مکمل و جایگزین و ی ن‬ ‫تام�‌کنندگان‬ ‫متغ�های موثر بر هر کدام که با سنجش آن‌ها می‌شود‬ ‫پرداخته‌می‌شود‪ .‬در‌این محیط‌ها هم ی‬ ‫یز‬ ‫م�ان اثرگذاری آن محیط را اندازه گرفت‪ ،‬گردآوری می‌شود‪ .‬سپس پدیده‌ی ش‬ ‫متغ�‬ ‫نا� از آن ی‬ ‫ف‬ ‫ت‬ ‫متغ� برای کسب‌و‌کار به همراه خواهد‬ ‫معر� می‌شود و در انتها فرصت‌ها و‬ ‫تهدیدا� که آن ی‬ ‫داشت‪ ،‬استخراج می‌شود‪.‬‬ ‫ت‬ ‫با برریس محیط خرد و کالن‌یک کسب‌و‌کار می‌توان فهرس� از فرصت‌ها و تهدیدات پیش‌روی آن‬ ‫که ش‬ ‫متغ�های شش‌گانه‌ی کالن و چهار‌گانه‌ی خرد است به‌دست‌آورد‪‌.‬این فهرست‬ ‫تاث�ات ی‬ ‫نا� از ی‬ ‫به کسب‌و‌کار کمک‌می‌کند تا خود را از قبل آماده مقابله با تهدیدات آینده کند تا کم‌ترین‬ ‫م�ان ض�به‌پذیری را از آن‌ها داشته باشد‪ .‬هم ی ن‬ ‫یز‬ ‫‌چن� می‌تواند به‌گونه‌ای برنامه‌ریزی کند که از‬ ‫ث‬ ‫ت‬ ‫فرصت‌های پیش‌روی خود در آینده بیش�ین بهره را برای حداک� کردن رشد و ارتقای کسب‌و‌کار‬ ‫بب�د‪ .‬جدول صفحه‌ی بعد خالصه مباحث باال را نشان می‌دهد‪:‬‬

‫سیایس‬ ‫اقتصادی‬ ‫گ‬ ‫اجتماعی و فرهن�‬ ‫فناوری‬ ‫ن‬ ‫قانو� و زیست‌محیطی‬ ‫ت‬ ‫مش�یان‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫رقبای فعیل‬ ‫رقبای جدید‬ ‫خدمات جایگزین و مکمل‬ ‫ین‬ ‫تأم�‌کنندگان‬

‫پیشگفتار‬

‫جدول نحوه تحلیل محیط‌های کالن و نزدیک‬

‫محیط‬

‫ت‬ ‫مطالعا�‬ ‫متغ�های محیطی پدید ‌ه در حال رخداد فرصت تهدید منابع‬ ‫ی‬

‫‪5‬‬

‫اثر محیط تکنولوژی در تحلیل محیط کالن‬

‫‪1‬‬

‫‪8‬‬

‫اثرمحیطتکنولوژیدرتحلیلمحیط کالن برایساختمان‌هایبلند‬ ‫‪1‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫پیش‌برد تکنولوژی‌های ساخت امروز به‌سوی نیازهای آینده‬

‫اثر محیط تکنولوژی در تحلیل محیط کالن‬

‫گ‬ ‫ساختمان‌های بلند شاخه‌ی ت‬ ‫گس�ده و گسسته‌ای از معماری را تشکیل‌می‌دهند‪ .‬ویژ�‌های‬ ‫س� تکامیل طراحی‪ ،‬ساخت‪ ،‬اجرا و بهره‌برداری از‌این‌گونه‌ی معماری دخیل است‪.‬‬ ‫بسیاری در ی‬ ‫گ‬ ‫س� تکامیل می‌توان نتیجه گرفت که‌این ویژ�‌ها‬ ‫متغ�های متداول و معمول در‌این ی‬ ‫با شناخت ی‬ ‫ت‬ ‫مس� حرکت به سوی آینده دارند‪.‬‬ ‫‌برد‬ ‫ش‬ ‫پی‬ ‫در‬ ‫ا‬ ‫ر‬ ‫تأث�‬ ‫ی‬ ‫بیش�ین ی‬ ‫اگر ساختمان‌های بلند را سمبیل از تمدن ن‬ ‫آرما� و‌ایده‌آل در هر دوره‌ای از تاریخ فرض کنیم‪،‬‬ ‫چگونه می‌توان ش�ایط فعیل ساخت‌و‌ساز را با دست‌آوردهای نف� و علمی تطبیق داد؟‬

‫لزوم در‌نظر ت ن‬ ‫‌گرف� چشم‌انداز آینده‬

‫ن‬ ‫ترکی�‬ ‫عرص آسمان‌خراش‌ها به مرحله‌ای رسیده است که تحت سلطه‌ی هم‌زما� گ سبک‌های ب‬ ‫ساخت و نیاز بم�م جوامع به ساختمان‌های بلند‪ ،‬قرار گرفته است‪‌.‬یکپارچ� و همسو بودن‬ ‫طبیعت معماری سبک ی ن‬ ‫ب�‌الملیل‪ 2‬که ساختمان‌های بلند را به‌عنوان‌ییک ازمشخصه‌های قرن‬ ‫تأث� قرار داد‪ ،‬راه را برای نامحدود کردن ابزار و روش‌های ساخت که به ش‬ ‫پی�فت‬ ‫‪ 20‬تحت ی‬ ‫تکنولوژی وابسته‌است (از جمله قابلیت‌های سازه‌ای مصالح‪ ،‬سیستم‌های محاسبه و‬ ‫سیستم‌های ساخت) هموار کرد‪.‬‬ ‫ساختمان‌های بلند‌ییک از پرچالش‌ترین عرصه‌های طراحی و ساخت را پیش‌روی طراحان و‬ ‫سازندگان قرار می‌دهد‪ .‬هر آنچه که امروز ساخته می‌شود محیط یپ�امون خود را تا دهه‌ها‬ ‫تأث� قرار می‌دهد‪ .‬طراحی و ساخت ساختمان‌های بلند به‌این دلیل که به ر ت‬ ‫اح� قابل‬ ‫تحت ی‬ ‫ن‬ ‫تخریب و جایگزی� نیستند زیرا ساختاری حجیم و پر هزینه دارند‪ ،‬بسیار حساس است‪.‬‬ ‫هم ی ن‬ ‫‌چن� به‌این دلیل که‌این ساختمان‌ها با شهر در تعامل هستند‪ ،‬باید برای مدت قابل‬ ‫مالحظه‌ای قابل سکونت باشند‪ .‬از‌این رو سیستم‌های پیچیده و منحرص بفرد ساخت نیاز‬ ‫ت‬ ‫سکون� را برای هزاران نفر در داخل و خارج ساختمان‪ ،‬مهیا کنند‪.‬‬ ‫است تا محیط قابل‬ ‫شکاف قابل مالحظه‌ای میان واقعیت روش‌های اجرای ساختمان‌های بلند و تصویرهای ت ز‬ ‫ان�اعی‬ ‫‪3‬‬ ‫‌ایولو‬ ‫طرح‌های پیشنهادی اولیه (برای نمونه‪ ،‬مجموعه پروژه‌های برگزیده مسابقه معماری ُ‬ ‫که در سال ‪ 2006‬برگزار شد) وجود دارد‪ .‬در ش�ایط ن‬ ‫کنو� موجود برای ساخت ساختمان‌های‬ ‫بلند‪ ،‬به‌ندرت در طراحی‌های‌این ن‬ ‫‌چنی�‪ ،‬آزادی عمل وجود دارد‪ .‬اگرچه‌این طرح‌ها می‌توانند‬ ‫سبب ش‬ ‫پی�فت تکنولوژی ساخت که در پروژه‌های کوچک شوند‪ .‬بر اساس نتایج بدست‌آمده‬ ‫از‌این مسابقه‪ ،‬نمی‌توان گفت که طراحی‌های مفهومی خالقانه ‌ایراد دارند‪ ،‬بلکه ب�‌توجهی‬ ‫به مالحظات مربوط به سازه و مصالح و تکنولوژی‌های مربوط‪ ،‬باعث می‌شود که‌این دسته‬ ‫طرح‌ها یغ�قابل برریس و استفاده شوند‪.‬‬ ‫‪PESTEL | Political-Economical-Social- .1‬‬ ‫‪|Technological-Energy Efficiency-Legal‬‬ ‫‪International Style .2‬‬ ‫‪Evolo skyscraper ideas competition .3‬‬

‫‪9‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬ ‫اثر محیط تکنولوژی در تحلیل محیط کالن‬ ‫‌ایولو در‬ ‫آسمان‌خراش پارک معلق‪ ،1‬رتبه سوم مسابقه ُ‬ ‫‪2‬‬ ‫سال ‪2013‬‬ ‫‪3‬‬ ‫ت‬ ‫مزرعه عمودی سنجاقک ‪ ،‬طرح از دف� معماری‬ ‫‪5‬‬ ‫وینس کالبات‪ 4‬در نیویورک‬ ‫‪The Light Park Floating Skyscraper .1‬‬ ‫‪http://www.evolo.us/category/2013 .2‬‬ ‫‪The Dragonfly Urban Vertical Farm .3‬‬ ‫‪Vince Callebaut Architects .4‬‬ ‫‪http://inhabitat.com .5‬‬

‫‪10‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫اخ� ش‬ ‫پی�فت‬ ‫تغی� کرده است‪ .‬در ‪ 15‬سال ی‬ ‫‌گ�ی ی‬ ‫تکنولوژی بلند‌مرتبه‌سازی به‌طور چشم ی‬ ‫‪1‬‬ ‫قابل مالحظه در سیستم‌های ‪ ،mega-columns ، outriggers‬دیاگریدها ‪ ،‬روش‌های ساخت‬ ‫جابجا� عمودی صورت پذیرفته است‪.‬‬ ‫ترکی�‪ ،2‬نماهای پوسته‌ای پربازده‪ ،3‬سیستم‌های نوین‬ ‫ی‬ ‫ب‬ ‫با وجود ‌این ش‬ ‫پی�فت‌ها‪ ،‬هم‌چنان تکنولوژی روز‪ ،‬طرح‌های مفهومی معماران را پوشش‬ ‫نمی‌دهند‪ ،‬زیرا بسیاری از‌این طرح‌ها بدون توجه به واقعیت‌های سازه‌ای و مصالح امروزی‬ ‫پیشنهاد شده‌اند‪.‬‬ ‫ترکی� از سیستم‌های آسانسورهای پررسعت‬ ‫در سال‌های پیش‌رو لزوم توجه به طرح ب‬ ‫عمودی‪ ،‬سیستم تصفیه هوا و جذب کربن (که در نهایت بهبود کیفیت هوای شهر را سبب‬ ‫می‌شود)‪ ،‬ترکیب مصالح نوین‪ ،‬استفاده از تکنولوژی چاپ سه‌بعدی و قطعات پیش‌ساخته و‬ ‫در کل پیش‌برد اهداف توسعه پایدار‪ ،‬جهت تحقق رویای آینده امری بم�هن است‪.‬‬ ‫در‌حال ض‬ ‫‌گ�ی صحیح جهت درک ‌این واقعیت که چگونه می‌توان‬ ‫‌حا�‪ ،‬به‌منظور جهت ی‬ ‫بر اساس تکنولوژی‌های روز دنیا سازه‌های پربازده‌تری (به لحاظ اجتماعی‪ ،‬محیطی و‪)...‬‬ ‫نسبت به گذشته طراحی و اجرا کرد‪ ،‬باید به تاریخ بلند‌مرتبه‌سازی بازگشت و با بازنگری در‬ ‫شناسا� دوباره‌ی باید‌ها پرداخت‪.‬‬ ‫گونه‌شنایس ساختمان‌های بلند به‬ ‫ی‬ ‫ساختمان‌های بلند امروز باید بتوانند‪ ،‬از توسعه‌های دیجیتایل و قابلیت‌های همسو شدن با‬ ‫برنامه‌های نرم‌افزاری که امکان استفاده از طرح‌های خالقانه‌ی هندیس را به‌طور مستقیم از‬ ‫آتلیه طراحی به امکانات ساخت فراهم‌می‌کند‪ ،‬بهره‌مند شوند‪.‬‬ ‫چ� در کنفرانس ی ن‬ ‫‌‌هم�‌زمینه شهر شانگهای ی ن‬ ‫در ی ن‬ ‫ب�‌الملیل ‪ CTBUH‬در سال ‪ 2012‬به‌عنوان‬ ‫غا�‬ ‫شهر بلند‌مرتبه‌ی پایدار شناخته‌شده‌است‪ .‬در کنفرانس ‪ CTBUH‬در سال ‪ ،2014‬هدف ی‬ ‫بلند‌مرتبه‌سازی شهرهای آینده‪ ،‬تحت عنوان "به سوی شهرهای پایدار عمودی" بیان شد‪‌.‬ییک از‬ ‫مهم‌ترین پروژه‌های بحث شده در سطح ی ن‬ ‫ب�‌الملیل در‌این کنفرانس‪ Sky City ،‬طراحی شده‬ ‫‪5‬‬ ‫توسط ش�کت ‪ 4City Broad Group‬است که‌یک پروژه‌ی پیشنهادی بلند پروازانه در چانگشا‬ ‫با ارتفاع ‪ 838‬تم� و ‪ 220‬طبقه است‪ Sky City .‬قرار است به‌صورت عمده با روش اتصال‬ ‫قطعات پیش‌ساخته‪ 6‬ساخته‌شود‪‌ .‬این روش قبال ً بر روی پروژه‌ی معروف دیگری از ی ن‬ ‫هم�‬ ‫ن‬ ‫ساختما� که هتیل ‪ 30‬طبقه است و در ‪ 15‬روز ساخته شده‪ ،‬امتحان شده‌است‪‌.‬این نوع‬ ‫ش�کت‬ ‫روش ساخت‪ ،‬پروسه‌ی بسیار پرتنش بلند‌مرتبه‌سازی را از بازه‌ی چند سال به چند ماه کاهش‬ ‫می‌دهد‪ .‬هزینه‌ی ساخت‌این پروژه را حدود ‪ 1.4‬میلیارد دالر آمریکا ی ن‬ ‫تخم� زده‌اند‪.‬‬

‫اثر محیط تکنولوژی در تحلیل محیط کالن‬

‫زیبا� نمایان شده‬ ‫سازه به‌عنوان ی‬

‫ساختمان‌های بلند ساخته‌شده بیان کننده‌ی محدودیت‌های تکنولوژییک زمان خود هستند‬ ‫به‌این دلیل که ارتفاع ساختمان‌ها رابطه‌ی مستقیمی با قابلیت ش‬ ‫کش� مصالح روز به‌همراه‬ ‫ت‬ ‫جان� دارند‪ .‬گونه‌شنایس سازه‌ای ساختمان‌های بلند‬ ‫فهم درس� از ین�وی جاذبه و بارهای ب‬ ‫ن‬ ‫عرصه‌ی جدیدی را جهت بازبی� در طراحی آن‌ها فراهم می‌کند‪.‬‬ ‫‪Diagrids .1‬‬ ‫‪Concrete Pumping .2‬‬ ‫‪Technologies، Composite‬‬ ‫‪Constructions‬‬ ‫‪High Performance Envelopes .3‬‬ ‫‪Broad Sustainable Building .4‬‬ ‫‪Changsha .5‬‬ ‫‪Prefabrication .6‬‬

‫‪11‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬ ‫اثر محیط تکنولوژی در تحلیل محیط کالن‬ ‫آسمان‌خراش ‪ ،The Cairns Farmscraper‬طرح از ت‬ ‫دف�‬ ‫نز ‪2‬‬ ‫معماری وینس کالبات‪ 1‬در ش�ن‬ ‫ش‬ ‫مرکز ووهان گرینلند‪ 3‬طرح �کت ‪AS+GG‬‬ ‫‪Vince Callebaut Architects .1‬‬ ‫‪Shenzhen, http://hyperallergic.com .2‬‬ ‫‪Wuhan Greenland Center .3‬‬

‫‪12‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬ ‫اثر محیط تکنولوژی در تحلیل محیط کالن‬ ‫در برج ‪ Sky City‬در چانگشا‪ 1‬از تکنولوژی قطعات‬ ‫ن‬ ‫ت این برج به‬ ‫تخمی� ساخ ‌‬ ‫مدوالر استفاده‌شده که زمان‬ ‫‪6‬ماه کاهش‌می‌یابد‪ .‬بنابراین کم‌ترین هزینه‪ ،‬ضایعات‬ ‫ن‬ ‫ساختما� و‪ ...‬و باالترین ی ز‬ ‫م�ان امنیت در مراحل ساخت در‬ ‫سایت پروژه را باعث می‌شود‪.‬‬ ‫برج ‪ Pearl River‬در گانگزو‪ ،2‬هندسه‌ی منحرص به فرد‬ ‫نما باعث هدایت جریان مستقیم باد به سمت ی ن‬ ‫تورب�‌ها‬ ‫گ‬ ‫می‌شود که در فرورفت� نما قرار گرفته است‪.‬‬ ‫‪Changsha .1‬‬ ‫‪Gaungzhu .2‬‬

‫‪13‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬ ‫اثر محیط تکنولوژی در تحلیل محیط کالن‬ ‫سیستم نمای دو پوسته برج شانگهای‪ ،‬فضای آتریم‬ ‫ترکی�‬ ‫چندین طبقه را که حول سیستم سازه‌ای‬ ‫ب‬ ‫(‪ Megacolumns‬و طبقه‌های ‪ )Outrigger‬شکل گرفته‬ ‫است را می پوشاند‪.‬‬ ‫استفاده از سیستم ‪ Megacolumns‬در مرکز ‪Chow‬‬ ‫‪ Tai Fook‬واقع در گانگزو‪ 1‬که بخش بحر نا� سازه‌ی آن است‪.‬‬ ‫‪Guangzhu .1‬‬

‫‪14‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬ ‫اثر محیط تکنولوژی در تحلیل محیط کالن‬ ‫در برج ‪ Sky City‬در چانگشا‪ 1‬از تکنولوژی قطعات‬ ‫ن‬ ‫تخمی� ساخت ‌این برج به‬ ‫مدوالر استفاده شده که زمان‬ ‫‪6‬ماه کاهش می‌یابد‪ .‬بنابراین کم‌ترین هزینه‪ ،‬ضایعات‬ ‫ن‬ ‫ساختما� و‪ ...‬و باالترین ی ز‬ ‫م�ان امنیت در مراحل ساخت در‬ ‫سایت پروژه را باعث می‌شود‪.‬‬ ‫برج ‪ Pearl River‬در گانگزو‪ ،2‬هندسه‌ی منحرص به فرد‬ ‫نما باعث هدایت جریان مستقیم باد به سمت ی ن‬ ‫تورب�‌ها‬ ‫گ‬ ‫می‌شود که در فرورفت� نما قرار گرفته است‪.‬‬ ‫‪Changsha .1‬‬ ‫‪Gaungzhu .2‬‬

‫نما ی ز‬ ‫چ�ی بیش از‌یک پوسته‌ی ضخیم‬

‫در طراحی ساختمان‌های فوق بلند به‌واقع فشار زیادی برای نوع طراحی نما وجود دارد‪.‬‬ ‫پوسته‌های پایدار و پر بازده پیش از اجرا بر روی ساختمان‌های بلند بارها مورد برریس و‬ ‫‌گ�ند‪ .‬ساختارهای هندیس بسیار متنوع که در ی ن‬ ‫ب� ساختمان‌های بلند‌مرتبه‌ی‬ ‫آزمایش قرار می ی‬ ‫ش‬ ‫بفرد امروزی متداول شده‌اند‪ ،‬نتیجه‌ی توسعه و پی�فت سیستم‌های نوین نما‌سازی‬ ‫منحرص ِ‬ ‫ت‬ ‫امکانا� را فراتر از‬ ‫‌گ�ی سیستم‌های طراحی وساخت دیجیتال‪،‬‬ ‫ر‬ ‫‌کا‬ ‫ه‬ ‫ب‬ ‫طریق‬ ‫از‬ ‫هم‬ ‫است که آن‬ ‫ی‬ ‫‪2‬‬ ‫ت‬ ‫‌کارگ�ی سیستم‌های پر بازده‬ ‫محدودیت‌های روش سن� دیوار پرده‌ای فراهم آورده است‪ .‬به ی‬ ‫و پایدار نما به‌طور قابل مالحظه‌ای در مراحل ساخت‌و‌سازهای بلند‌مرتبه متداول شده‌است‪.‬‬ ‫گ‬ ‫پیچید� ت‬ ‫کم� و سیستم‌های سطحی تر آن‌هم به‌علت‬ ‫اگرچه هم‌چنان ساختمان‌های بلندی با‬ ‫ت‬ ‫محدودیت در هزینه‌ی ساخت‪ ،‬اجرا می‌شوند‪ .‬جهت دس�یس به نور روز و دید مناسب و در‬ ‫برخی از نمونه‌ها جهت‌ایجاد تهویه طبیعی دربرج‌های پایدار تر از نماهای دو‌پوسته استفاده‬ ‫شده‌است‪ .‬اگرچه‌این نمونه‌ها در میان برج‌های ساخته شده‪ ،‬بسیار نادرند‪.‬‬

‫حرکت به سوی آینده‬

‫‪BIM | Building Information Modeling .1‬‬ ‫‪Curtain Wall .2‬‬

‫ساختمان‌های بلند‪ ،‬در نتیجه‌ی ابداعات تکنولوژی‌ سازه‌ای که آن‌هم متأثر از افزایش تراکم‬ ‫‌گ�ی دگرگون شده‌اند‪.‬‬ ‫شهری و ابداعات نوین طراحی است‪ ،‬به‌طور چشم ی‬ ‫ش‬ ‫پی�فت‌های پیش‌رو در دنیا به‌طور واضح بیان‌گر‌این است که بلند‌مرتبه‌سازی دیگر تنها‌ یک‬ ‫ت‬ ‫ش‬ ‫تمرین برای بهره‌وری بیش� �کت‌های بزرگ نیست و تنها دستورالعمل پیش‌روی آن هم‪،‬‬ ‫اجرای رسی پالن طبقات تکرارشونده با تنوع محدود در پوشش نخواهد‌بود‪ .‬ت‬ ‫بس� شهر آینده‬ ‫نیازمند آن است تا به کمک تحوالت نوین در حرفه‌ی معماری و ت ن‬ ‫کاس� فاصله میان طرح‌های‬ ‫بدیع و روش‌های ساخت‪ ،‬تعامیل تازه را با ساختمان‌های بلند در سطح وسیع‌تر آغاز کند‪.‬‬

‫اثر محیط تکنولوژی در تحلیل محیط کالن‬

‫ین‬ ‫تضم� طراحی و ساخت موفق‬ ‫امروزه توسعه سیستم مدلینگ اطالعات ساختمان‪ 1‬جهت‬ ‫گ‬ ‫ساختمان‌های بلند فوق پیچیده بسیار ض�وری است‪ .‬وجود پیچید� در ساختار هندیس طرح‬ ‫باال� از دقت نیازمند است که ی ن‬ ‫‌ها� که‬ ‫ارزیا� مراحل اجرا را نسبت به پروژه ی‬ ‫تخم� و ب‬ ‫به سطح ی‬ ‫ن‬ ‫تخم� تقلیل‌یابند‪ ،‬بسیار‬ ‫ساختار‬ ‫حجمی خطی دارند و می‌توانند به قسمت‌های ساده و قابل ی‬ ‫ِ‬ ‫گ‬ ‫پرچالش‌تر می‌کند‪ .‬استفاده از‌این شیوه‌ی نرم‌افزاری ارتباط تنگاتن� با همکاری اجزا و روابط‬ ‫تأث�گذار در مراحل ساخت برج‌ها دارد‪.‬‬ ‫ی‬ ‫‌ها� با طبقات تکرار‌شونده بر روی هم‪ ،‬با توجه به تکنولوژی روز موجود و‬ ‫قرن ‪ 20‬عرص برج ی‬ ‫محدودیت‌های ن‬ ‫‌کارگ�ی از قابلیت‌های طراحی‬ ‫ه‬ ‫ب‬ ‫عرص‬ ‫امروزه‬ ‫‌که‬ ‫ن‬ ‫آ‬ ‫حال‬ ‫بود‪.‬‬ ‫عرص‪،‬‬ ‫آن‬ ‫زما�‬ ‫ی‬ ‫دیجیتال واستفاده از سیستم نرم‌افزاری با قابلیت همکاری چند کاربره به‌طور مجزا و هم‌زمان‬ ‫است‪.‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫بلند خالقانه جدید غالباً سیستم سازه‌ای نمایان دارند‪ .‬برای‬ ‫بسیاری از ساختمان‌های ِ‬ ‫ترکی� از ‪ Mega column‬و ‪ Outrigger‬برای‬ ‫مثال به‌کار بردن سازه‌ی دیاگرید‌یا سیستم ب‬ ‫ساختمان‌های فوق بلند و بسیار سبک با تنوع هندیس در اسکلت بنا ض�وری‌است‪ .‬برای نمونه‬ ‫می‌توان برج جدید شانگهای ی ن‬ ‫چ� را مثال زد‪ .‬ساختمان‌های بلند زیادی با سازه نمایان در‬ ‫میان ساختمان‌های بلند در آسیا وجود دارند که باعث‌شده ساختمان‌های بلند‌مرتبه‌ی اولیه‌ی‬ ‫غری� برای شهرهای آینده تبدیل‬ ‫‌این شهرها‪ ،‬به‌دلیل سیستم سازه‌ای قدیمی خود‪ ،‬به عنارص ب‬ ‫شوند‪.‬‬

‫‪15‬‬

‫‪16‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬ ‫اثر محیط تکنولوژی در تحلیل محیط کالن‬ ‫پی�فت تکنولوژی در ی ن‬ ‫تأث�ات ش‬ ‫تعی� شمای ظاهری‬ ‫ی‬ ‫ساختمان‌های بلند‌مرتبه‌ی امروز؛ استفاده از سیستم‬ ‫سازه‌ای لوله‌ای مورب در برج بانک ی ن‬ ‫چ�‪ .1‬استفاده از‌این‬ ‫ن‬ ‫تعی� کننده‌ی‬ ‫نوع سیستم سازه‌ای به‌عنوان مشخصه‌ی ی‬ ‫کلیت طراحی پروژه و نما است‪.‬‬ ‫‪China Bank .1‬‬

‫‪17‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬ ‫اثر محیط تکنولوژی در تحلیل محیط کالن‬ ‫پی�فت تکنولوژی در ی ن‬ ‫تأث�ات ش‬ ‫تعی� شمای ظاهری‬ ‫ی‬ ‫ساختمان‌های بلند‌مرتبه‌ی امروز؛ نمونه‌ی دیگری از سیستم‬ ‫سازه‌ای لوله‌ای مورب در برج مرکز ی ن‬ ‫ب�‌الملیل پکن‪‌.1‬این‬ ‫سیستم سازه که ‌به‌صورت نیمه نمایان در الیه‌ی زیرین‬ ‫نما� شیشه‌ای دوپوسته قرار گرفته‪ ،‬از لوله‌های توپر ن‬ ‫بت�‬ ‫ی‬ ‫تشکیل‌شده‌است که ضخامت آن در طول جزئیات سازه‌‬ ‫متغ� است‪.‬‬ ‫ی‬ ‫طبقات ن‬ ‫میا�‌این برج به‌طور معلق به طبقات اصیل‪ ،‬که‬ ‫انتها� جزئیات مورب سازه قرار گرفته‪،‬‬ ‫در محل گره‌های ی‬ ‫متصل است‪.‬‬ ‫‪The Poly International Plaza .1‬‬

‫‪18‬‬

‫برای پردیس‌تجارت‪...‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬ ‫اثر محیط تکنولوژی در تحلیل محیط کالن‬

‫ •استفاده از سیستم‌های نوین ارتباطات عمودی‪ ،‬از عوامیل‌است که امروزه ساختمان‌های‬ ‫ین‬ ‫بلند ش‬ ‫میانگ� ارتفاع ساختمان‌های‬ ‫پی�و را از ساختمان‌های متداول مجزا می‌کند‪ .‬هرچه‬ ‫ت‬ ‫‌جا� عمودی‬ ‫بلند بیش� می‌شود‪ ،‬اهمیت به ی‬ ‫‌کارگ�ی تکنولوژی روز دنیا در زمینه‌ی جابه ی‬ ‫ت‬ ‫فضا�‪،‬‬ ‫بیش�‌می‌شود‪ .‬بر‌این‌مبنا استفاده بهینه‌تر از فضا و انرژی‪ ،‬افزایش کار یا� ی‬ ‫ت‬ ‫باالرف� ی ز‬ ‫ن‬ ‫تأث�ات مهم‬ ‫‌جا� و‬ ‫م�ان امنیت ساختمان از جمله ی‬ ‫افزایش رسعت جابه ی‬ ‫‌کارگ�ی سیستم‌های نوین ارتباطات عمودی است‪.‬‬ ‫به ی‬ ‫ •از چالش‌های دیگری که امروزه طراحی و ساخت ساختمان‌های بلند پیش‌رو‪ ،‬به‌عنوان‬ ‫شهرهای عمودی با آن مواجه‌اند‪ ،‬دغدغه‌های زیست‌محیطی است‪ .‬بنابراین توصیه‬ ‫می‌شود‪ ،‬در پروژه‌ی پردیس‌تجارت به آن توجه خاص شود تا در کاهش اثرات منفی‬ ‫زیست‌محیطی ساختمان‪ ،‬هر‌چه ت‬ ‫بیش� اثر‌گذارد‪ .‬تمرکز بر کاهش مرصف انرژی (با‬ ‫ت‬ ‫تأسیسا�‪ ،‬انتخاب هوشمند مصالح و جزئیات به‌‌کار‌رفته‬ ‫‌کارگ�ی سیستم‌های نوین‬ ‫به ی‬ ‫‌یا� به‬ ‫در ساختمان) و نمای پربازده و استفاده از انرژی‌های پاک در صورت دست ب‬ ‫تأث�ات مثبت پروژه در روند توسعه‌ی پایدار بسیار‬ ‫منابع و تکنولوژی آن بر افزایش ی‬ ‫موثر‌است‪.‬‬ ‫ن‬ ‫ت‬ ‫ن‬ ‫ •روند ش‬ ‫طول‬ ‫کاهش‬ ‫‪،‬‬ ‫انسا�‬ ‫منابع‬ ‫به‬ ‫نیاز‬ ‫از‬ ‫کاس�‬ ‫سمت‬ ‫به‬ ‫همواره‬ ‫تکنولوژی‬ ‫فت‬ ‫پی�‬ ‫ِ‬ ‫ِ‬ ‫ِ‬ ‫ن‬ ‫ح� مراحل‬ ‫مدت ساخت (که به کاهش هزینه‌های ساخت می‌انجامد) و افزایش امنیت ی‬ ‫ِ‬ ‫ساخت و بهره‌برداری‪ ،‬پیش‌می‌رود‪ .‬ازاین‌رو لزوم توجه به جدیدترین تکنولوژی‌های‬ ‫روز در تمامی مراحل طراحی‪ ،‬ساخت و بهره‌برداری در پروژه پردیس‌تجارت توصیه‬ ‫می‌شود‪.‬‬ ‫ن‬ ‫‌ایستا�‬ ‫تأم�‬ ‫در‬ ‫آن‬ ‫اهمیت‬ ‫حائز‬ ‫نقش‬ ‫و‬ ‫باال‬ ‫ریسک‬ ‫‌دلیل‬ ‫ه‬ ‫ب‬ ‫سازه‬ ‫تکنولوژی‬ ‫ •‬ ‫ی‬ ‫ی‬ ‫ن‬ ‫ساختمان‌های بلند‪ ،‬در یب� سایر تکنولوژی‌های ساختمان روند محافظه‌کارانه‌تری‬ ‫س�ز در سال ‪ 1974‬و برج تجارت ن‬ ‫جها� وان در سال‬ ‫داشته‌است‪ .‬به‌عنوان مثال در برج ی‬ ‫‪ 2014‬از‌یک نوع سیستم سازه‌ای استفاده شده‌است که نشان‌دهنده‌ی رسعت کند و امن‬ ‫تغی�ات در سیستم‌های سازه‌ای ساختمان‌های بلند است‪.‬‬ ‫ی‬

‫اثر محیط تکنولوژی در تحلیل محیط کالن‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫منابع و سایت‌های ت‬ �‫‌این� تن‬

http://ctbuh.org [1] Meyer. Terri. Closing the Gap between Fantasy and Reality: Pushing Current [2] Technologies Into the Future. CTBUH Journal, 2014 Issue ||| http://www.usgbc.org/certification

‫ســـــــــــــــــــــــــازه‬

‫‪2‬‬

‫‪22‬‬

‫نمودار تطبیقی سازه‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫تکامل تدریجی سیستم‌های سازه‌ای در ساختمان‌های بلند‬ ‫تعداد طبقات‬

‫ســازه‬

‫سیستم قاب‌های ش‬ ‫بر�‬ ‫سیستم‌های برهم ش‬ ‫‌کن�‬ ‫سیستم‌های نیمه لوله‌ای‬ ‫سیستم‌های لوله‌ای‬

‫تیپ ‪1‬‬ ‫تیپ ‪2‬‬ ‫تیپ ‪3‬‬ ‫تیپ ‪4‬‬

‫‪110‬‬ ‫‪100‬‬ ‫‪90‬‬ ‫‪80‬‬ ‫‪70‬‬

‫لوله‌های مورب خارجی‬

‫لوله‌های دسته‌بندی شده‬

‫قا� خارجی‬ ‫لوله‌های ب‬

‫لوله‌های قا� کانال انتها� و ن‬ ‫میا�‬ ‫ی‬ ‫ب‬

‫انتها� و‬ ‫قا�‬ ‫کانال ی‬ ‫لوله‌های ب‬ ‫خرپاهای ش‬ ‫بر� داخیل‬

‫قاب با نوارهای ش‬ ‫بر�‬ ‫و خرپاهای مهاربندی‌شده‬

‫قاب با خرپای ش‬ ‫بر�‬

‫قاب صلب فوالدی‬

‫تیپ ‪3‬‬

‫تیپ ‪2‬‬

‫قاب نیمه صلب فوالدی‬

‫تیپ ‪4‬‬

‫‪60‬‬ ‫‪50‬‬

‫تیپ ‪1‬‬

‫ث‬ ‫حداک� طبقات سیستم‌های سازه‌ای‬ ‫ث‬ ‫حداک� طبقات سیستم‌های سازه‌ای‬ ‫سیستم‌های ن‬ ‫بت�‬

‫سیستم‌های فوالدی‬

‫سیستم‌های لوله‌ای‬

‫منبع‪:‬‬ ‫;‪Structural Developments in Tall Buildings‬‬ ‫‪ ;Current Trends & FutureProspects‬شن�یــه‬ ‫‪ ،Architectural Science Review‬جلــد ‪،50.3‬‬ ‫ص‌ ص ‪223-205‬‬ ‫‪www.arch.usyd.edu.au/asr‬‬

‫خم� ن‬ ‫قاب ش‬ ‫بت�‬

‫‪ 20‬طبقه‬

‫بر� ن‬ ‫دیوار ش‬ ‫بت�‬

‫‪ 35‬طبقه‬

‫قاب ش‬ ‫خم� فوالدی‬

‫‪ 30‬طبقه‬

‫قاب ش‬ ‫خم� مهاربندی‌شده‬

‫‪ 40‬طبقه‬

‫خرپای کمربندی‬ ‫سیستم لوله‌ای بت�ن‬

‫‪ 60‬طبقه‬ ‫‪ 60‬طبقه‬

‫سیستم لوله‌ای فوالدی‬

‫‪ 80‬طبقه‬

‫لوله مهاربندی‌شده‬

‫‪ 100‬طبقه‬

‫لوله دسته‌شده‬

‫‪ 110‬طبقه‬

‫خرپا� بدون ستون‌های داخیل‬ ‫لوله ی‬

‫‪ 120‬طبقه‬

‫‪40‬‬ ‫‪30‬‬ ‫‪20‬‬ ‫‪10‬‬

‫‪23‬‬

‫‪ 4‬بیلیون‬

‫‪ 900‬تم�‬

‫هزینه‌ی ساخت‬ ‫‪ 8‬سال‬

‫زمان ساخت‬

‫‪ 800‬تم�‬

‫‪ 6‬سال‬

‫‪ 2.4‬بیلیون‬ ‫‪ 6‬سال‬

‫‪ 600‬تم�‬ ‫‪ 500‬تم�‬

‫‪ 1.5‬بیلیون‬

‫‪ 400‬تم�‬

‫‪ 0.95‬بیلیون‬ ‫‪ 4‬سال‬

‫‪ 300‬تم�‬ ‫‪ 200‬تم�‬ ‫‪ 100‬تم�‬

‫س�ز | ویلیس‬ ‫برج ِی‬

‫برج وان نمرکز تجارت‬ ‫جها� نیویورک‬ ‫‪2014‬‬ ‫نیویورک‬

‫‪2014‬‬ ‫شانگهای‬

‫‪ 108‬طبقه‬

‫‪ 109‬طبقه‬

‫‪ 121‬طبقه‬

‫‪ 163‬طبقه‬

‫‪ 527‬تم�‬

‫‪ 541‬تم�‬

‫‪ 632‬تم�‬

‫‪ 828‬تم�‬

‫‪ 481.064‬تم�مربع‬

‫‪ 325.279‬تم�مربع‬

‫‪ 380.000‬تم�مربع‬

‫‪ 464.511‬تم�مربع‬

‫فوالدی‬

‫کامپوزیت‬

‫ترکی� ن‬ ‫بت�‪-‬فوالدی‬ ‫ب‬

‫‪Bubdled‬‬ ‫‪Framed Tube‬‬ ‫‪ 3‬سال‬

‫‪Framed Tube‬‬ ‫‪ 8‬سال‬

‫‪Super Frame‬‬ ‫‪Mega Column‬‬ ‫‪ 7‬سال‬

‫‪Hybrid‬‬ ‫‪ 6‬سال‬

‫‪ 0.95‬بیلیون دالر‬

‫‪ 3.9‬بیلیون دالر‬

‫‪ 2.4‬بیلیون دالر‬

‫‪ 1.5‬بیلیون دالر‬

‫‪1974‬‬ ‫شیکاگو‬

‫منبع‪:‬‬ ‫‪http://skyscrapercenter.com/interactive-data .1‬‬ ‫‪/http://tallest-buildings.findthedata.com .2‬‬

‫برج شانگهای‬

‫برج خلیفه‬ ‫‪2010‬‬ ‫بد�‬

‫نام برج‬ ‫سال پایان ساخت‬ ‫مکان‬

‫تعداد طبقات‬ ‫ارتفاع‬ ‫مساحت کل طبقات‬ ‫مصالح سازه‬ ‫سیسم سازه‌ای‬ ‫مدت زمان ساخت‬ ‫هزینه‌ی ساخت‬

‫ســازه‬

‫تراز ابـــــــــــــــــــــــر‬

‫‪ 700‬تم�‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫نمودار مقایسه‌ای نوع سازه‪ ،‬زمان و هزینه‌ی ساخت‬

‫‪24‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫جدول مقایسه‌ای مصالح سازه و عملکرد‌ ‪ 100‬ساختمان بلند در سال‌های‬ ‫‪ 1960‬تا ‪2010‬‬

‫‪100‬‬

‫ســازه‬

‫تعداد ساختمان‌ها در ی ن‬ ‫ب� ‪ 100‬ساختمان بلند دنیا‬

‫‪75‬‬ ‫‪50‬‬

‫‪25‬‬

‫کامپوزیت‬ ‫ترکی�‬ ‫ب‬ ‫فوالد‬ ‫تن‬ ‫ب�‬ ‫کامپوزیت‬ ‫ترکی�‬ ‫ب‬

‫کامپوزیت‬ ‫ترکی�‬ ‫ب‬ ‫فوالد‬ ‫تن‬ ‫ب�‬

‫فوالد‬ ‫تن‬ ‫ب�‬ ‫کامپوزیت‬ ‫ترکی�‬ ‫ب‬ ‫فوالد‬ ‫تن‬ ‫ب�‬ ‫کامپوزیت‬ ‫ترکی�‬ ‫ب‬ ‫فوالد‬ ‫تن‬ ‫ب�‬

‫‪2010‬‬

‫‪2000‬‬

‫‪0‬‬

‫‪1980‬‬ ‫‪1990‬‬ ‫سال | مصالح سازه‬

‫‪1970‬‬

‫‪1960‬‬

‫مناسب‌ترین سیستم سازه‌ای ن‬ ‫کنو� برای ساختمان‌های بلند سیستم پوسته لوله‌ای مورب‬ ‫است‪ .‬تکنولوژی سازه در‌ایران نسبت به دنیا روند رو به رشدی ندارد‪ .‬ازین جهت برای‬ ‫‌کارگ�ی سیستم‌های نوین سازه‌ای در پروژه پردیس‌تجارت الزم است تکنولوژی و مصالح‬ ‫به ی‬ ‫متناسب با‌این سیستم‌های سازه‌ای به کشور وارد شود و از ین�وهای ماهر خارجی دعوت به‬ ‫همکاری شود‪ .‬‬

‫اداری‬ ‫ن‬ ‫مسکو�‬ ‫هتل‬ ‫چند عملکردی‬ ‫سایر‬

‫منبع‪:‬‬ ‫شن�یه شماره‪ 2‬یس ت‌�ب‌�‌یو‌ ِاچ‪ 1‬سال ‪2010‬‬ ‫‪CTBUH, Journal II, 2010, Tall Buildings in‬‬ ‫‪Numbers‬‬

‫ســازه‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫سایت ت‬ ‫ ساختمان‌ها را از لحاظ مصالح سازه‬،1‫‌این� تن� اطالعات جامع ساختمان‌های بلند‌مرتبه‬ ‫ن‬ ‫ن‬ ‫فوالدی تقسیم کرده‬-�‫ترکی� بت‬ ‫ کامپوزیت و سازه ب‬،�‫ سازه بت‬،‫به چهار دسته‌ی سازه فوالدی‬ .‫است‬ ‫ در زیر چهار نمودار تطبیقی کلیه‌ی‬،‫ طبقه بودن برج پردیس‌تجارت‬72 ‫با توجه به پیش فرض‬ ‫ بر اساس مکان‬،‫ تم� دارند‬200 ‫ تا امروز که ارتفاعی بیش از‬1950 ‫برج‌های ساخته شده از سال‬ .‫ارگ�ی آن‌ها و مصالح به‌کار رفته در سازه ارائه شده‌است‬ ‫قر ی‬ ‫ت‬ ،‫بر اساس‌این نمودارها می‌توان اطالعات متفاو� از جمله ارتباط مصالح سازه و سال ساخت‬ ‫موقعیت ن‬ ‫) با مقایسه‌ی نقشه‌ها‬...‫ بودجه ساخت و‬،‫ مصالح موجود‬،‫مکا� ساختمان (اقلیم‬ .‫به‌دست‌آورد‬

‫ فوالدی‬159 %11

Concrete Steel

54 ‫ن‬ �‫بت‬-‫فوالدی‬ %4

Steel Composite ‫ بتنـــــــــی‬765 %53

‫ کامپوزیت‬458 %32

Concrete

Coposite

Coposite Concrete

Concrete Steel

Concrete

Composite

Concrete Steel

Steel

Composite

Steel

Concrete

Steel Concrete

‫ تا کنون‬1950 ‫نمودار مقایسه‌ای ساختمان‌های بلند‌مرتبه بر اساس نوع مصالح سازه از سال‬

Coposite

Concrete Steel

Coposite

Concrete Steel

Concrete

Composite

steel Composite

steel

Steel

Composite Steel

Composite

Concrete

concrete Concrete

concrete

Concrete

1950 - 1975 Concrete Steel steel Composite concrete

1975 - 2000 Concrete Steel steel Composite

Concrete Concrete Steel Steel

2000 - 2010 Concrete Steel Steel Composite

concrete

Concrete

2010 - 2020 Concrete Steel Steel Composite Concrete

http://skyscrapercenter.com/ interactive-data

‫‪26‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫وزن فوالد به‌کار‌رفته در سازه ساختمان‌های بلند نسبت به ارتفاع‬

‫ســازه‬

‫تعداد طبقات‬

‫وزن فوالد سازه‌ای (‪)kgf/m‬‬

‫منبع‪:‬‬ ‫شن�یه شماره‪ 2‬یس ت‌�ب‌�‌یو‌ ِاچ‪ 1‬سال ‪2010‬‬ ‫‪CTBUH, Journal II, 2010, Tall Buildings in‬‬ ‫‪Numbers‬‬

2010 ‫ تا‬1961 ‫دسته‌بندی سازه‌ای ساختمان‌های بلند تمام‌شده در سال‌های‬ ‫تعداد‬ ‫طبقات‬

Burj Khalifa Dubai

160 World CenterTrade

110

New York

Willis Tower Chicago

‫ســازه‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

International Commerce Center Hong Kong West Tower Guangzhou John Hancock

100

Chicago Guangzhou

World Financial Center Shanghai

TaipeiTaipei 101

Trump International Chicago

Federal Towers Moscow

Baiyoke Tower 2 Bangkok

Aon Center Chicago

Water TowerChicago Place Landmark Tower Yokohoma

SunshineTokyo 60 One Liberty Plaza

Bank of America Atlanta

Marine Midland Bank New York 1633Broadway New York

TheHong Center Kong

Bank Hong of China Kong

RialtoMelbourne Towers

New York

20 4 15 10 19 7 75

Tuntex SkyKaohsiung Tower

Duabi Towers Doha

Wells Fargo Lakepoint Tower Houston Chicago

AT&T Corp. Center Chicago

Jin Mao Shanghai

‫تعداد ساختمان‌ها‬

Framed Tube Bundled Tube Tube in Tube Diagonalized Core + Outrigger Hybrid Total

Citic Plaza Guangzhou

Columbia Center Seatle

311S.Wacker Drive Chicago

MarinaDubai 23

Petronas Towers Kuala Lumpur

‫سیستم‌های سازه‌ای‬

One ShellHouston Plaza

Cheung Kong Center Hong Kong Citicorp New York

Renaissance Dallas Exxon Bldg New York

United Overseas Almas Tower Bank Singapore Dubai Burj Al Arab Dubai Two Liberty Place Philadelphia Bank of America New York

One Atlantic Pyramid Center Transamerica San Francisco Atlanta

‫سازه‌های فوالدی‬ ‫سازه‌های ن‬ �‫بت‬

Daley Center Chicago

‫سازه‌های کامپوزیت‬ �‫ترکی‬ ‫سازه‌های ب‬

Framed Tube Bundled Tube Tube in Tube Diagonalized Core + Outrigger

‫سیستم‌های سازه‌ای‬

Hybrid

1961 - 1970 1971 - 1980 1981 - 1990 1991 - 2000 2001 - 2010

:‫منبع‬ 2010 ‫ سال‬1‫ یس ت‌�ب‌�‌یو‌ ِاچ‬2‫شن�یه شماره‬ CTBUH, Journal II, 2010, Tall Buildings in Numbers

‫‪28‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫مزایا و معایب انواع سازه‌های خارجی برحسب تعداد طبقات‬

‫ســازه‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫مزایا و معایب انواع سازه‌های داخیل برحسب تعداد طبقات‬

‫‪29‬‬

‫ســازه‬

‫‪30‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫نقشه‌ی مقایسه‌ای ساختمان‌های بلند‌مرتبه بر اساس نوع مصالح سازه از سال ‪1950‬‬

‫ســازه‬

‫روسیه ‪ 3‬ساختمان‬

‫‪% 1.9‬‬

‫ین‬ ‫چ� ‪ 36‬ساختمان‬

‫‪% 22.6‬‬

‫انگلیس ‪ 3‬ساختمان‬

‫ژاپن ‪ 21‬ساختمان ‪% 13.2‬‬

‫جنو� ‪ 2‬ساختمان ‪% 1.3‬‬ ‫کره ب‬

‫تایوان ‪ 4‬ساختمان ‪% 2.5‬‬

‫تایلند ‪ 2‬ساختمان ‪% 1.3‬‬

‫سنگاپور ‪ 2‬ساختمان ‪% 1.3‬‬

‫منبع‪:‬‬

‫‪http://skyscrapercenter.com/‬‬ ‫‪interactive-data/‬‬

‫‪% 1.9‬‬

‫‪31‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫کانادا ‪ 4‬ساختمان ‪%2.5‬‬

‫ســازه‬

‫ایاالت متحده ‪ 71‬ساختمان‬

‫مکزیک ‪ 3‬ساختمان‬

‫‪ 151‬ساختمان بلند‌تر از ‪ 200‬تم� دنیا با سازه‌ی فوالدی از سال ‪ 1950‬تا کنون‬

‫‪%44.7‬‬

‫‪% 1.9‬‬

‫‪32‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫نقشه‌ی مقایسه‌ای ساختمان‌های بلند‌مرتبه بر اساس نوع مصالح سازه از سال ‪1950‬‬ ‫ترکیه ‪ 8‬ساختمان‬

‫آلمان ‪ 15‬ساختمان ‪% 2‬‬

‫‪%1‬‬

‫آذربایجان ‪ 2‬ساختمان‬

‫ســازه‬

‫روسیه ‪ 16‬ساختمان‬

‫‪% 0.3‬‬ ‫‪% 2.1‬‬

‫قزاقستان ‪ 2‬ساختمان‬ ‫ین‬ ‫چ� ‪ 216‬ساختمان‬

‫اتریش ‪ 3‬ساختمان ‪% 0.4‬‬ ‫لهستان ‪ 2‬ساختمان ‪% 0.3‬‬ ‫ارسائیل ‪ 3‬ساختمان ‪% 0.4‬‬

‫‪% 0.3‬‬ ‫‪% 28.2‬‬

‫جنو� ‪ 42‬ساختمان ‪% 5.5‬‬ ‫کره ب‬

‫ین‬ ‫فیلیپ� ‪ 30‬ساختمان ‪% 3.9‬‬ ‫ویتنام ‪ 5‬ساختمان ‪% 0.7‬‬

‫مالزی ‪ 19‬ساختمان ‪% 2.5‬‬ ‫اندونزی ‪ 33‬ساختمان ‪% 4.3‬‬ ‫ت‬ ‫اس�الیا ‪ 28‬ساختمان ‪% 3.7‬‬ ‫سنگاپور ‪ 16‬ساختمان ‪% 2.1‬‬ ‫هند ‪ 24‬ساختمان‬ ‫‪% 5.5‬‬ ‫تایلند ‪ 12‬ساختمان ‪% 1.6‬‬

‫منبع‪:‬‬

‫‪http://skyscrapercenter.com/‬‬ ‫‪interactive-data/‬‬

‫رسیالنکا ‪ 3‬ساختمان ‪% 0.4‬‬

‫کویت‪ 6‬ساختمان‬ ‫‪%0.8‬‬ ‫بحرین‪5‬ساختمان‬ ‫‪% 0.7‬‬ ‫قطر‪14‬ساختمان‬ ‫‪%1.8‬‬ ‫عر�‬ ‫اماراتمتحده ب‬ ‫‪95‬ساختمان‬ ‫‪%12.4‬‬ ‫عربستان سعودی ‪ 24‬ساختمان ‪% 3.1‬‬

‫‪33‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫کانادا ‪ 16‬ساختمان ‪%2.1‬‬ ‫ســازه‬

‫ایاالت متحده ‪ 49‬ساختمان ‪%6.4‬‬

‫مکزیک ‪ 3‬ساختمان ‪% 0.4‬‬

‫پاناما ‪ 21‬ساختمان ‪% 2.7‬‬

‫ونزوال ‪ 3‬ساختمان ‪% 0.4‬‬ ‫اسپانیا ‪ 3‬ساختمان ‪% 0.4‬‬ ‫ایتالیا ‪ 2‬ساختمان ‪% 0.3‬‬

‫کلمبیا ‪ 2‬ساختمان ‪% 0.3‬‬

‫جنو� ‪ 3‬ساختمان ‪% 0.4‬‬ ‫آفریقا ب‬

‫برزیل ‪ 8‬ساختمان ‪% 1‬‬ ‫‪ 765‬ساختمان بلند‌تر از ‪ 200‬تم� دنیا با سازه‌ی ن‬ ‫بت� از سال ‪ 1950‬تا کنون‬

‫‪34‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫نقشه‌ی مقایسه‌ای ساختمان‌های بلند‌مرتبه بر اساس نوع مصالح سازه از سال ‪1950‬‬

‫ین‬ ‫چ� ‪ 325‬ساختمان‬

‫‪% 71‬‬

‫ســازه‬

‫روسیه ‪ 3‬ساختمان‬

‫‪% 0.7‬‬

‫ژاپن ‪ 10‬ساختمان ‪% 2.2‬‬

‫جنو� ‪ 13‬ساختمان ‪% 2.8‬‬ ‫کره ب‬ ‫تایوان ‪ 3‬ساختمان ‪% 0.7‬‬ ‫ویتنام ‪ 3‬ساختمان ‪% 0.7‬‬ ‫مالزی ‪ 3‬ساختمان ‪% 0.7‬‬

‫منبع‪:‬‬

‫عر� ‪ 4‬ساختمان ‪% 0.9‬‬ ‫امارات متحده ب‬

‫ت‬ ‫اس�الیا ‪ 6‬ساختمان ‪% 1.3‬‬

‫قطر ‪ 4‬ساختمان ‪% 0.9‬‬

‫اندونزی ‪ 2‬ساختمان ‪% 0.4‬‬

‫کویت ‪ 3‬ساختمان ‪% 0.7‬‬

‫سنگاپور ‪ 11‬ساختمان ‪% 2.4‬‬

‫آذربایجان ‪ 2‬ساختمان ‪% 0.4‬‬

‫‪http://skyscrapercenter.com/‬‬ ‫‪interactive-data/‬‬

‫انگلیس ‪ 3‬ساختمان‬

‫‪% 0.7‬‬

‫اسپانیا ‪ 2‬ساختمان‬

‫‪% 0.4‬‬

‫‪35‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫کانادا ‪ 7‬ساختمان ‪%1.5‬‬ ‫ســازه‬

‫ایاالت متحده ‪ 44‬ساختمان ‪%9.6‬‬

‫مکزیک ‪ 2‬ساختمان‬

‫‪ 458‬ساختمان کامپوزیت بلند‌تر از ‪ 200‬تم� دنیا از سال ‪ 1950‬تا کنون‬

‫‪% 0.4‬‬

‫‪36‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫نقشه‌ی مقایسه‌ای ساختمان‌های بلند‌مرتبه بر اساس نوع مصالح سازه از سال ‪1950‬‬

‫ســازه‬ ‫ین‬ ‫چ� ‪ 21‬ساختمان‬

‫‪% 38.9‬‬

‫ژاپن ‪ 2‬ساختمان ‪% 3.7‬‬

‫عر� ‪ 5‬ساختمان ‪% 9.3‬‬ ‫امارات متحده ب‬ ‫بحرین ‪ 2‬ساختمان‬ ‫قطر ‪ 2‬ساختمان‬

‫‪% 3.7‬‬ ‫‪% 3.7‬‬

‫عربستان صعودی ‪ 5‬ساختمان‬

‫منبع‪:‬‬

‫‪http://skyscrapercenter.com/‬‬ ‫‪interactive-data/‬‬

‫‪% 9.3‬‬

‫‪37‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫کانادا ‪ 2‬ساختمان ‪%3.7‬‬ ‫ســازه‬

‫ایاالت متحده ‪ 11‬ساختمان‬

‫ن‬ ‫ت‬ ‫فوالدی‪-‬بت� از سال ‪ 1950‬تا کنون‬ ‫ترکی�‬ ‫‪ 50‬ساختمان بلند‌تر از ‪ 200‬م� دنیا با سازه‌ی ب‬

‫‪%20.4‬‬

‫‪38‬‬

‫‪ 11‬سال‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫نمودار مقایسه‌ای نوع مصالح سازه‪ ،‬زمان و هزینه‌ی ساخت‬

‫هزینه‌ی ساخت‬

‫ســازه‬

‫‪ 8‬سال‬

‫زمان ساخت‬

‫تراز ابـــــــــــــــــــــــر‬ ‫‪ 6‬سال‬

‫‪ 5‬سال‬

‫‪ 1.6‬بیلیون‬

‫‪ 1.5‬بیلیون‬

‫‪ 1.7‬بیلیون‬ ‫‪ 5‬سال‬

‫‪ 1‬بیلیون‬

‫‪ 0.85‬بیلیون‬

‫منابع‪:‬‬

‫زیفنگ‬ ‫برج ِ‬

‫برج‌های تپ�وناس‬

‫مرکز ی ن‬ ‫ب� الملیل‬ ‫تجارت‬

‫برج مرکز ن‬ ‫جها� مایل‬ ‫شانگهای‬

‫‪71‬‬

‫‪93‬‬

‫‪122‬‬

‫‪104‬‬

‫‪106‬‬

‫‪2010‬‬

‫‪1998‬‬

‫‪2010‬‬

‫‪2008‬‬

‫‪2004‬‬

‫نانجینگ‪ ،‬ی ن‬ ‫چ�‬

‫کواالالمپور‬

‫هنگ کنگ‬

‫شانگهای‬

‫تایپه‬

‫کامپوزیت‬

‫‪http://www.imporis.com/‬‬ ‫‪http://www.factmonster.com/‬‬

‫گ‬ ‫ویــژ� شــاخص ‪ ::‬شستشــوی‬ ‫ت‬ ‫پنجره‌هــای برج‌هــای پ�ونــاس‬ ‫‌یــک مــاه زمــان می‌بــرد‪.‬‬

‫برج تایپه ‪101‬‬

‫گ‬ ‫ویــژ� شــاخص ‪ ::‬پــر‬ ‫ابهت‌تریــن بخــش بــرج تایپــه‬ ‫‪ 660 ،101‬تــن فــوالدی اســت‬ ‫كــه در داخــل ســاختمان از‬ ‫ین‬ ‫پایــ�‬ ‫طبقــه ‪ 92‬به‌ســمت‬ ‫آویـزان اســت‪ .‬متعــادل كننــده‬ ‫متمركــزی كــه روی آونــگ‪ 1‬یــا‬ ‫شــاغول آویـزان اســت و دلیــل‬ ‫تعبیــه آن حفاظــت از بنــا در‬ ‫مقابــل زلزلــه و طوفان‌هــای‬ ‫شــدید دریــای ی ن‬ ‫چــ� اســت‪.‬‬

‫‪39‬‬

‫‪ 4‬بیلیون‬

‫‪ 800‬تم�‬ ‫‪ 8‬سال‬

‫‪ 8‬سال‬ ‫‪ 6‬سال‬

‫‪ 2.4‬بیلیون‬ ‫‪ 6‬سال‬

‫‪ 600‬تم�‬

‫‪ 1.5‬بیلیون‬

‫‪ 1.6‬بیلیون‬

‫‪ 500‬تم�‬ ‫‪ 400‬تم�‬ ‫‪ 300‬تم�‬ ‫‪ 200‬تم�‬ ‫‪ 100‬تم�‬

‫برج وان مرکز تجارت‬ ‫ن‬ ‫جها� نیویورک‬

‫برج ساعت‬

‫برج شانگهای‬

‫برج خلیفه‬

‫‪109‬‬

‫‪123‬‬

‫‪121‬‬

‫‪163‬‬

‫تعداد طبقات‬

‫‪2014‬‬

‫‪2012‬‬

‫‪2014‬‬

‫‪2010‬‬

‫سال پایان ساخت‬

‫نیویورک‬

‫مکه‬

‫شانگهای‬

‫بد�‬

‫مکان‬

‫کامپوزیت‬

‫ترکی� ن‬ ‫بت�‪-‬فوالدی‬ ‫ب‬

‫کامپوزیت‬

‫ترکی� ن‬ ‫بت�‪-‬فوالدی‬ ‫ب‬

‫سازه‬

‫گ‬ ‫ویــژ� شــاخص ‪ ::‬رسیع‌تریــن‬ ‫نــوع آسانســورهای دنیــا در‬ ‫بــرج خلیفــه بــه‌کار رفتــه‬ ‫ـ�ان شیشــه مـ ف‬ ‫اســت‪ .‬مـ ی ز‬ ‫ـر�‬ ‫در آن ‪ 83770‬ت‬ ‫مــر مربــع‬ ‫اســت‪ .‬ی ز‬ ‫مــ�ان مــرف آب‬ ‫در‌ایــن بــرج ‪ 250,000‬گالــون در‬ ‫ین‬ ‫تخمــ� زده شده‌اســت‪.‬‬ ‫روز‬

‫نام برج‬

‫ســازه‬

‫‪ 700‬تم�‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫‪ 900‬تم�‬

‫‪40‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫مطالعات استاتییک ساختمان‌های بلند‬ ‫تقسیم‌بندی کیل بارهای وارده بر ساختمان‬ ‫بارهای وارد بر ساختمان‬

‫ســازه‬

‫ژ یز‬ ‫ئوف�ییک (طبیعی)‬ ‫استاتییک‬ ‫ثقیل‬

‫مصنوعی‬ ‫دینامییک‬ ‫جان�‬ ‫ب‬

‫‌ف�ییک و مصنوعی‪ .‬ین�وهای ژ ی ز‬ ‫بارهای وارد بر ساختمان‌ها دو منبع اصیل دارد ‪ :‬ژئو ی ز‬ ‫ئوف�ییک‬ ‫تغی�ات مداوم در طبیعت هستند‪ ،‬می‌توان به ین�وهای جاذبه ی ن‬ ‫زم�‪ ،‬ین�وهای‬ ‫را که نتیجه ی‬ ‫ن‬ ‫ش‬ ‫وها�‬ ‫تغی�ات جوی و زلزله تقسیم کرد‪ .‬در نتیجه جاذبه ی‬ ‫نا� از ی‬ ‫زم� و وزن ساختمان ین� ی‬ ‫در سازه‌ایجاد می‌کند که موسوم به بار مرده است و‌این بار در تمام طول عمر ساختمان‬ ‫ثابت ق‬ ‫با� می‌ماند‪ .‬بارهای ش‬ ‫تغی� می‌کنند و به شکل باد‪،‬‬ ‫تغی�ات جوی با زمان و مکان ی‬ ‫نا� از ی‬ ‫زم�‌ ن‬ ‫حرارت‪ ،‬رطوبت‪ ،‬باران‪ ،‬برق و‌یخ ظاهر می‌شوند‪ .‬ین�وهای زلزله از حرکت نامنظم ی ن‬ ‫یع�‬ ‫ین‬ ‫زم�‌لرزه‌ایجاد می‌شوند‪.‬‬ ‫ن‬ ‫ش‬ ‫ماش�‌های‬ ‫منابع بارگذاری مصنوعی ممکن است تکان نا� از حرکت اتومبیل‌ها‪ ،‬آسانسورها‪ ،‬ی‬ ‫تغی� مکان افراد و وسایل و ‌یا نتیجه انفجار و ض�به باشند‪ .‬به‌عالوه‪ ،‬ممکن است‬ ‫مکانییک‪ ،‬ی‬ ‫وها� در زمان ساخت و اجرا در سازه به‌وجود آید‪ .‬هم ی ن‬ ‫‌چن� ممکن است جهت پایداری‬ ‫ین� ی‬ ‫گ‬ ‫ف‬ ‫ساختمان از پیش‌تنید� استفاده کرد که سبب‌ایجاد تنش‌های اضا� در ساختمان می‌شود‪.‬‬ ‫گ‬ ‫منابع بارهای ژ ی ز‬ ‫ئوف�ییک و مصنوعی در ساختمان اغلب به‌یکدیگر بست� دارند‪ .‬جرم‪ ،‬اندازه‪،‬‬ ‫ز‬ ‫ئوف�ییک اثر می‌گذارند‪ .‬برای مثال‪ ،‬اگر عنارص‬ ‫شکل و مصالح ‌یک ساختمان بر ین�وهای ژ ی‬ ‫تغی�ات درجه حرارت نتوانند به آزادی واکنش نشان‌دهند و یگ�دار باشند‪،‬‬ ‫ساختمان در مقابل ی‬ ‫وها� در ساختمان‌ایجاد می‌شود‪.‬‬ ‫ین� ی‬ ‫جان� دسته‌بندی کرد‪ .‬بار‬ ‫در تقسیم‌بندی دیگر می‌توان بارها را به دو دسته بارهای ثقیل و ب‬ ‫ثقیل ترکیب بار مرده و زنده است‪ ،‬که به‌صورت عمودی عمل می‌کند و در ستون‌ها و دیوارها‬ ‫تنش فشاری‌ایجاد می‌کند‪ .‬هر طبقه ترکیب بارها را از طبقات باال تحمیل می‌کند‪ .‬از آن‌جا که‬ ‫ن‬ ‫فوقا� سازه کم‌ترین ی ز‬ ‫بارها در ساختمان‌ها از باال به ی ن‬ ‫م�ان بار‬ ‫پای� افزایش می‌یابند‪ ،‬اعضای‬ ‫و اعضای ن‬ ‫تحتا� سازه ت‬ ‫بیش�ین ی ز‬ ‫م�ان بار را تحمل می‌کنند‪.‬‬ ‫جان� عبارتند‬ ‫جان� باری است که به‌صورت افقی بر سازه وارد می‌شود‪ .‬مهم‌ترین بارهای ب‬ ‫بار ب‬ ‫جان� روی سازه‌های بلند همانند بار ثقیل بر روی طره‌ها و بالکن‌ها‬ ‫بار‬ ‫تاث�‬ ‫زلزله‪.‬‬ ‫و‬ ‫از باد‬ ‫ی‬ ‫ب‬ ‫ن‬ ‫جان� بر روی‌یک‬ ‫است و سازه‌های بلند شبیه طره‌های عمومی برآمده از ی‬ ‫زم� عمل می‌کنند‪ .‬بار ب‬ ‫بر� و گشتاور ش‬ ‫ساختمان بلند ین�وی ش‬ ‫خم� تولید می‌کند که به ترتیب مانند نمودارهای برش‬ ‫ز‬ ‫و خمش در‌یک یت� طره‌ای است‪ .‬تفاوت‌های مهمی ین� وجود دارد‪ ،‬نمودارهای برش و خمش‬ ‫برای ساختمان‌ها‪ ،‬برخالف عنارص منفرد مانند یت�ها‪ ،‬متعلق به تمام سیستم هستند‪ .‬برای‬ ‫ن‬ ‫واژگو�) سبب کشش و فشار محوری در ستون‌ها و‬ ‫نمونه‪ ،‬خمش‌یکنواخت (به‌صورت لنگر‬ ‫برش و خمش در یت�ها می‌شود‪ .‬عالوه بر‌این‪ ،‬بارهای زلزله و باد یغ�‌یکنواخت هستند‪ .‬ین�وی‬ ‫باد‪ ،‬متناسب با ارتفاع به‌علت رسعت ت‬ ‫بیش� باد کاهش اصطکاک‪ ،‬افزایش می‌یابد و بر مقدار‬ ‫ین�و متناسب با ارتفاع افزوده می‌شود‪.‬‬

‫بارها� استاتییک که در اثر وزن اجزای سازه و اجسام دائمی‬ ‫بارهای مرده را می‌توان به‌صورت ی‬ ‫ساختمان‌ایجاد می‌شوند‪ ،‬تعریف کرد‪ .‬در حقیقت بار مرده به وزن اجزای یغ�‌منقول ساختمان‬ ‫که به لحاظ اندازه و موقعیت ثابت هستند‪ ،‬اطالق می‌شود‪.‬‬ ‫وها� که منجر به بار مرده می‌شوند عبارتند از‪ :‬قسمت‌های باربر ساختمان‪ ،‬کف‪ ،‬روکاری‬ ‫ین� ی‬ ‫سقف‪ ،‬دیوارهای جدا کننده ثابت‪ ،‬پوشش نما‪ ،‬مخزن‌های انباری‪ ،‬سیستم‌های توزیع مکانییک‬ ‫و یغ�ه‪ .‬مجموع وزن همه‌این قسمت‌ها‪ ،‬بار مرده ساختمان را تشکیل می‌دهد‪.‬‬ ‫به نظر می‌رسد که ی ن‬ ‫تعی� وزن مصالح و از آن‌جا بار مرده ساختمان کار ساده‌ای باشد‪ ،‬اما‬ ‫به‌دلیل مشکالت گوناگون در تجزیه و تحلیل دقیق بارها‪ ،‬ی ن‬ ‫تخم� بارهای مرده ممکن است‬ ‫ح� ت‬ ‫پانزده تا بیست درصد و‌یا ت‬ ‫بیش� خطا داشته‌باشد‪.‬‬ ‫ن‬ ‫در مرحله اولیه طرح‪ ،‬برای مهندس محاسب‪ ،‬پیش ن‬ ‫ساختما� که هنوز‬ ‫‌بی� دقیق وزن مصالح‬ ‫انتخاب نشده‌اند کار یغ� ن‬ ‫‌ممک� است‪ .‬مصالح یغ�‌سازه‌ای ساختمان مانند صفحات پیش‌ساخته‬ ‫ز‬ ‫روشنا�‪ ،‬قطعات سقف‪ ،‬لوله‌ها‪ ،‬مجراها و خطوط برق ین� در وهله اول مشخص‬ ‫نما‪ ،‬لوازم‬ ‫ی‬ ‫ن‬ ‫نیستند‪ .‬مجموعه‌این عوامل پیش‌بی� بار مرده وارد بر ساختمان را مشکل می‌سازد‪.‬‬

‫بار زنده‬

‫‪3‬‬

‫‪Static Loads .1‬‬ ‫‪Dead Load .2‬‬ ‫‪Live Load .3‬‬ ‫‪Occupancy Loads .4‬‬

‫متغ� و یغ� قابل پیش ن‬ ‫‌بی�‬ ‫فرق اسایس بارهای زنده با بارهای مرده در‌این است که بارهای زنده ی‬ ‫‌جا� دارند ت‬ ‫(ح� اگر جابه‌جا نشوند ‌) این‬ ‫هستند‪ ،‬مقدار و راستای ثابت ندارند و امکان جابه ی‬ ‫گ‬ ‫بارها منشا متحرک دارند‪ ،‬اما به‌آهست� اثر می‌کنند‪.‬‬ ‫بارها� که به‌وسیله اشیا‌یا اشخاص در ساختمان‌ایجاد می‌شوند‪ ،‬به‌نام بارهای ن‬ ‫سک�‪ 4‬موسوم‬ ‫ی‬ ‫هستند‪‌ .‬این بارها شامل وزن‪ ،‬اشخاص‪ ،‬مبلمان‪ ،‬جداکننده‌های متحرک‪ ،‬گاوصندوق‌ها‪،‬‬ ‫بایگا�‪ ،‬لوازم نصب ن‬ ‫کتاب‌ها‪ ،‬قفسه‌های ن‬ ‫ت‬ ‫صنع� و‬ ‫‌کرد� وسایل مکانییک‪ ،‬اتومبیل‌ها‪ ،‬وسایل‬ ‫موق� هستند که روی ساختمان اثر می‌کنند ویل ئ‬ ‫دیگر بارهای نیمه‌دائم و ت‬ ‫جز� از سازه نیستند‬ ‫و بار مرده ی ز‬ ‫ن� به حساب نمی‌آیند‪.‬‬ ‫در خصوص بار زنده‌ی سالن‌های اجتماعات‪ ،‬در محاسبات اولیه برای هر شخص فضای‬ ‫ت‬ ‫‪2‬م�‌مکعب در نظر گرفته می‌شود و هم ی ن‬ ‫‌چن� وزن متوسط برای هر نفر ‪100‬کیلوگرم محاسبه‬ ‫می‌شود‪ .‬با احتساب این پیش‌فرض به ازای اضافه شدن هر نفر‪ ،‬ی ز‬ ‫م�ان ‪ 100‬کیلوگرم بر بار‬ ‫زنده‌ی سالن افزوده خواهد شد‪.‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫بارهای استاتییک‬ ‫‪2‬‬ ‫بار مرده‬

‫‪1‬‬

‫ســازه‬

‫ع� حال‪ ،‬برش از باال به ی ن‬ ‫در ی ن‬ ‫پای� افزایش می‌یابد‪ ،‬زیرا سازه در هر طبقه باید نه تنها در برابر‬ ‫ین�وی وارده در آن طبقه‪ ،‬بلکه در برابر ین�وهای تمامی طبقات باال مقاومت کند‪ .‬بارهای زلزله‬ ‫و باد با توزیع یغ�‌یکنواخت سبب توزیع یغ� خطی برش می‌شوند‪.‬‬ ‫از دیدگاه دیگر‪ ،‬بارهای وارد بر هر سازه را می‌توان به دو دسته بارهای استاتییک و دینامییک‬ ‫تقسیم‌کرد‪ .‬بارهای استاتییک به‌طور آهسته و مداوم بر سازه اثر می‌کنند و مقدار و جهت آن‌ها‬ ‫تغی� شکل تدریجی سازه می‌شوند‪ .‬در نقطه‬ ‫تغی� نمی‌کند‪‌ .‬این بارها سبب ی‬ ‫با گذشت زمان ی‬ ‫ن‬ ‫مقابل‪ ،‬بارهای دینامییک قرار دارند که به‌صورت ناگها� بر سازه وارد می‌شوند‪ .‬در‌این بارها‪،‬‬ ‫ن‬ ‫تغی� می‌کند و اثری به‌مراتب بیش از حالت‬ ‫مقدار‪ ،‬جهت و‌یا هر دو به‌طور رسیع و‬ ‫ناگها� ی‬ ‫استاتییک خود بر سازه وارد می‌کنند‪ .‬الزم است برریس‌های دقیقی بر رفتار ساختمان نسبت به‬ ‫اثر بارهای وارده صورت یگ�د تا مشکالت احتمایل تآ� از ی ن‬ ‫‌ب�‌رفته و بازده سازه‌ای حاصل شود‪.‬‬ ‫طراح باید درک کامل و همه‌جانبه‌ای از ین�وها و اثر بارگذاری‌های مربوطه داشته باشد تا‬ ‫ساختمان ب�‌خطر و قابل استفاده شود‪.‬‬

‫‪41‬‬

‫‪42‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫بارهای زنده شامل بار باد (برای پل‌ها و ساختمان‌های بلند‪ ،‬بار باد‪ ،‬دینامییک در نظر گرفته‬ ‫تغی�ات درجه حرارت‪ ،‬بار ش‬ ‫می‌شود)‪ ،‬بار برف و ‌یخ‪ ،‬بار باران‪ ،‬بار ش‬ ‫نا� از نشست‬ ‫نا� از ی‬ ‫نا� از خزش و انقباض و بارهای ش‬ ‫نا� از آب و فشار خاک‌ایستا‪ ،‬بار ش‬ ‫(‌نامتقارن)‪ ،‬بار ش‬ ‫نا� از‬ ‫تغی�ات حجم مصالح هستند‪.‬‬ ‫محدود شدن ی‬ ‫ن‬ ‫ش‬ ‫با توجه به ماهیت بار زنده و تنوع‌پذیری سازه‌های بلند‪ ،‬پیش‌بی� �ایط بار زنده در سازه‬ ‫مورد نظر تقریبا کار یغ� ن‬ ‫‌گ�ی و برریس بارهای‬ ‫‌ممک� به نظر می‌رسد‪ .‬ویل مهندسان با اندازه ی‬ ‫زنده وارد بر ساختمان‌های موجود و تجزیه و تحلیل آن‌ها‪ ،‬نتایج را به شکل جدول‌های بار در‬ ‫ن‬ ‫ین‬ ‫ساختما� برای انواع مختلف کاربری ارائه کرده‌اند‪ .‬در تهیه‌این جدول‌ها ض�ایب‬ ‫آی�‌نامه‌های‬ ‫ش‬ ‫تجر� برای �ایط بارگذاری بیشینه ممکن در نظر گرفته شده‌است‪.‬‬ ‫اطمینان ب‬ ‫بارهای زنده مطابق مبحث ششم مقررات میل ساختمان‌ایران با توجه به‌کاربری ساختمان در‬ ‫قسمت‌های مختلف در محاسبات بارهای وارد بر ساختمان‌ها به‌کار برده می‌شود‪.‬‬

‫ســازه‬

‫ردیف‬ ‫‪1‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪3‬‬ ‫‪4‬‬ ‫‪5‬‬

‫ش�ح‬ ‫سطوح اداری‬ ‫سطوح تجاری‬ ‫سطوح پارکینگ‬ ‫پله و راهروها در مراکز تجمیع‬ ‫بام‬

‫مقدار( ‪)kg/m3‬‬ ‫‪250‬‬ ‫‪500‬‬ ‫‪600‬‬ ‫‪500‬‬ ‫‪150‬‬

‫بار برف‬

‫‪1‬‬

‫مشاهده ارتفاع و تراکم برف در طول سالیان دراز منجر به پیش ن‬ ‫‌بی� معقول بیشینه بار برف‬ ‫بادگ�ی آن‬ ‫افیا� منطقه‪ ،‬شکل هندیس سازه و ی‬ ‫شده‌است‪ .‬بار برف ‌و یخ به موقعیت جغر ی‬ ‫گ‬ ‫گ‬ ‫بادگ� و در نتیجه اثر باد می‌افزاید‪ .‬بار برف فقط‬ ‫بست� دارد ‌‪ .‬یخ‌زد�‪ ،‬عالوه‌بر وزن‪ ،‬بر سطح ی‬ ‫باید برای بام‌ها و سطوح دیگر ساختمان که ممکن است برف جمع کنند‪ ،‬مانند بالکن‌ها و‬ ‫آی�‌نامه‌ها ی ن‬ ‫‌گ� در نظر گرفته شود‪ .‬بار برف که به‌وسیله ی ن‬ ‫تعی� شده‪ ،‬براساس‬ ‫سقف‌های آفتاب ی‬ ‫بیش� از بار ف‬ ‫زم� است‪ .‬اغلب‌این بارها ت‬ ‫بیشینه برف روی ی ن‬ ‫بر� است که روی بام اثر‌می‌کند‪،‬‬ ‫زم� می ریزند ‌یا به‌دلیل از دست ت ن‬ ‫زیرا مقداری از برف‌های شل از روی بام به ی ن‬ ‫رف� گرما از‬ ‫طریق بام‪ ،‬برف آب و بخار می‌شود‪.‬‬ ‫ن‬ ‫ساختما� ‌ایران بر حسب درجه‬ ‫مناطق مختلف‌ایران مطابق مبحث ششم مقررات میل‬ ‫‌گ�‌بودن به شش حوزه تقسیم شده‌اند‪:‬‬ ‫برف ی‬ ‫بخش ‪ -1‬مناطق با برف نادر‬ ‫بخش ‪ -2‬مناطق با برف کم‬ ‫بخش ‪ -3‬مناطق با برف متوسط‬ ‫بخش ‪ -4‬مناطق با برف زیاد‬ ‫بخش ‪ -5‬مناطق با برف ی ن‬ ‫سنگ�‬ ‫بخش ‪ -6‬مناطق با برف فوق ی ن‬ ‫سنگ�‬ ‫‪Snow Loads .1‬‬

‫‪43‬‬

‫تغی�ات درجه حرارت‬ ‫بار نا�ش از ی‬

‫‪3‬‬

‫بار نا�ش از نشست (نامتقارن)‬

‫‪4‬‬

‫اگر پ� ساختمان به‌صورت متقارن نشست کند‪ ،‬همه اجزای ساختمان با‌یکدیگر مقداری به‬ ‫سمت ی ن‬ ‫پای� حرکت می‌کنند و در نتیجه بار قابل توجهی به سازه وارد نمی‌شود‪ .‬اما هنگامی که‬ ‫زم� دارای مقاومت‌یکنواخت نباشد‪ ،‬در برخی نقاط زیر ساختمان‪ ،‬نشست ت‬ ‫ین‬ ‫بیش� خواهد بود‪.‬‬ ‫ت‬ ‫در نتیجه قسم� از ساختمان تکیه‌گاه خود را از دست می‌دهد و تحمل بار آن قسمت بر عهده‬ ‫سایر قسمت‌های سازه خواهد بود‪.‬‬

‫بار نا�ش از آب و فشار خاک‌ایستا‬

‫‪5‬‬

‫‌ها� که در عمقی از ی ن‬ ‫‌گ�ند که متفاوت از‬ ‫بارها� قرار می ی‬ ‫زم� ساخته می‌شوند‪ ،‬تحت ی‬ ‫تاث� ی‬ ‫سازه ی‬ ‫ن‬ ‫زم� با آن‌ها مواجه است‪ .‬زیرسازی‌یک ساختمان باید‬ ‫بارها� است که سازه در باالی سطح ی‬ ‫ی‬ ‫‪Rain Load .1‬‬ ‫‪Ponding .2‬‬ ‫‪Thermal Load .3‬‬ ‫‪Settlement Load .4‬‬ ‫‪Earth Pressure .5‬‬

‫ســازه‬

‫تا پیش از دهه ‪ ،40‬سازه آسمان‌خراش‌ها در پشت نما در‌یک محیط ت‬ ‫کن�ل‌شده پنهان شده‬ ‫تغی�ات درجه حرارت حساس نبود‪ .‬بعد از جنگ ن‬ ‫جها� دوم‪ ،‬طرح جدیدی برای‬ ‫بود و به ی‬ ‫زیبا� ساختمان‌ها توسعه پیدا کرد که در آن برای کاهش وزن و مخارج ساختمان‪ ،‬قاب سازه‬ ‫ی‬ ‫تغی�ات درجه حرارت قرار می‌گرفت‪ .‬با‌ این تمایل در جهت‬ ‫بدون پوشش بوده و در معرض ی‬ ‫نمایان کردن اسکلت ساختمان‌ها‪ ،‬سازه‌های بلند‪ ،‬صلبیت ت‬ ‫کم�ی از خود نشان‌دادند و نسبت‬ ‫تغی�ات درجه حرارت به‌شدت آسیب‌پذیر شدند‪ .‬درجه‬ ‫به حرکت و بارهای‌ایجاد‌شده در اثر ی‬ ‫حرارت داخل‌این ساختمان‌ها ت‬ ‫تغی�ات‬ ‫تاث�‬ ‫تحت‬ ‫‌ها‬ ‫ن‬ ‫آ‬ ‫خارجی‬ ‫سازه‬ ‫و‬ ‫بدنه‬ ‫ویل‬ ‫‌شود‬ ‫کن�ل می‬ ‫ی‬ ‫ی‬ ‫روزانه و فصیل هوا هستند‪‌.‬این اختالف درجه حرارت سبب حرکات قائم در پوشش ساختمان‬ ‫(قسمت خارجی ساختمان که در معرض هوای آزاد است) ن‬ ‫‌یع� انقباض در اثر کاهش درجه‬ ‫حرارت و انبساط در اثر ازدیاد درجه حرارت می‌شود‪ .‬حرکات افقی سازه‌های کف به‌وسیله سازه‬ ‫بام که در معرض اختالف درجه حرارت محیط خارج و داخل ساختمان است و هم ی ن‬ ‫‌چن�‬ ‫به‌وسیله اختالف درجه حرارت دو نمای مقابل هم ک ‌ه ییک در معرض خورشید و دیگری از‬ ‫خورشید محفوظ است‪‌،‬ایجاد می‌شود‪ .‬انقباض و انبساط‌های ش‬ ‫نا� از تهویه و تفاوت دما با‬ ‫خارج به‌دلیل ئ‬ ‫نامر� بودن‪ ،‬بسیار خطرناک است‪.‬‬ ‫انواع زیادی از حرکات ساختمان به اثرات درجه حرارت مربوط است‪ .‬عکس‌العمل ساختمان‬ ‫در مقابل حرکت ش‬ ‫نا� از درجه حرارت متناسب با تعداد طبقات ساختمان است‪ .‬با افزایش‬ ‫ن‬ ‫صلبیت سازه‌ای واکنش بحرا� ساختمان به بارهای ش‬ ‫نا� از درجه حرارت کاهش می‌یابد‪ .‬عمل‬ ‫قائم و افقی درجه حرارت در ساختمان‌های بلند‌تر از یس طبقه همیشه باید در‌نظر گرفته‌شود‪.‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫بار باران‬

‫‪1‬‬

‫گ‬ ‫گ‬ ‫ند�‪ ،‬در اثر ت ن‬ ‫گرف� آب‌رو بام‪ ،‬پدیده حوض شد�‌یا برکه‌ای شدن‬ ‫ممکن است در هنگام بار‬ ‫ن‬ ‫رخ‌دهد‪ .‬در‌این صورت تجمع آب روی بام‪ ،‬بار پیش‌بی� نشده و فزاینده‌ای به بام وارد‬ ‫تن‬ ‫فروریخ� بام منجر شود‪.‬‬ ‫می‌آورد که در صورت ادامه و ضعف مصالح‪ ،‬می‌تواند به‬

‫‪2‬‬

‫‪44‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫زم� و آب درون ی ن‬ ‫جان� ایجاد شده به‌وسیله ی ن‬ ‫زم� (در صورت وجود) را تحمل‬ ‫فشارهای ب ‌‬ ‫کند‪‌.‬این ین�وها در جهت عمود بر دیوارها و کف‌های زیر‌سازی عمل می‌کنند و مقدار آن‌ها‬ ‫به‌صورت خطی از باال به ی ن‬ ‫پای� افزایش می‌یابد‪.‬‬

‫بار نا�ش از خزش‪ 1‬و انقباض‬

‫ســازه‬

‫تغی� شکل وابسته به زمان ت ن‬ ‫تغی� شکل ش‬ ‫نا� از بارگذاری اولیه‬ ‫ب� در طول سال‌ها بعد از ی‬ ‫ی‬ ‫موسوم به خزش است‪ .‬اثرات خزش و انقباض روی سازه‌ها اغلب مشابه اثرات ش‬ ‫نا� از درجه‬ ‫تاث� خزش در ساختمان‌ها به‌طور کیل محدود به ت ن‬ ‫ب� است‪ .‬ویل در میلگردهای‬ ‫حرارت است‪ .‬ی‬ ‫ز‬ ‫فوالدی که برای پیش‌تنیده‌کردن اجزای ساختمان به‌کار می‌روند ین�‪ ،‬ممکن است رخ‌دهد‪ .‬خزش‬ ‫گ‬ ‫گ‬ ‫بزر� تنش‪ ،‬مدت ن‬ ‫زما� که تنش وارد آمده است و عمر و مقاومت ت ن‬ ‫در اعضای ت ن‬ ‫ب�‬ ‫ب� بست� به‬ ‫گ‬ ‫گرف� آن در معرض هوا ی ز‬ ‫ب� و چگون� قرار ت ن‬ ‫در زمان وارد شدن تنش دارد‪ .‬کیفیت ت ن‬ ‫ن� عوامل‬ ‫مهمی در مقدار خزش حاصله است‪.‬‬ ‫ت‬ ‫ن‬ ‫تغی�ات حجم ب� به‌شمار می‌رود و به‌طور کیل مشخصه‬ ‫انقباض‪‌،‬ییک از دالیل اصیل برای ی‬ ‫ن‬ ‫ب� ت ن‬ ‫آن‪ ،‬از ی ن‬ ‫ش‬ ‫رف� تدریجی رطوبت در اعضای بت� است‪ .‬با پیدایش تنش‌های نا� از انقباض‪،‬‬ ‫ف‬ ‫ف‬ ‫قیدهای اضا� دیگری الزم‌می‌شود که به‌نوبه خود بارهای اضا� به سازه وارد می‌کنند‪ .‬انقباض‬ ‫ف‬ ‫تن‬ ‫مرص� در مخلوط اولیه با استفاده از‬ ‫ب� را به روش‌های مختلفی از جمله با کاهش مقدار آب‬ ‫‪2‬‬ ‫مخلوط‌های روان کننده قوی که موجب می‌شوند تا از مقدار آب الزم کاسته‌شود و‌یا به‌وسیله‬ ‫ب�‪ ،‬آب ت‬ ‫پای�‌تر‪ ،‬به‌طوری که موقع سخت شدن ت ن‬ ‫ب� در درجه حرارت‌های ی ن‬ ‫عمل آوردن ت ن‬ ‫کم�ی‬ ‫جذب هوای محیط شود‪ ،‬می‌توان تا ‪ 40‬درصد کاهش داد‪.‬‬ ‫بار ش‬ ‫تغی�ات حجم مصالح‬ ‫نا� از محدود شدن ی‬ ‫ت‬ ‫تغی�ات حجم مصالح در اثر انقباض‪ ،‬خزش و آثار حرار� به‌وجود می‌آید‪ .‬هنگامی که از‬ ‫ی‬ ‫جلوگ�ی می‌شود‪ ،‬در آن‌ها ین�و‬ ‫واکنش طبیعی و آزاد اعضای ساختمان در رسحدهایشان‬ ‫ی‬ ‫تغی�ات حجم محدود‌می‌شود‪ ،‬تنش‌های محوری و ش‬ ‫خم�‬ ‫جا�‌که ‌این ی‬ ‫‌ایجاد‌می‌شود‪ .‬در ی‬ ‫تغی� حجم تابعی از شکل و اندازه ساختمان‪ ،‬مصالح‪ ،‬سخ�ت‬ ‫‌شود‪.‬‬ ‫ی‬ ‫در ساختمان ‌ایجاد‌م‬ ‫ی‬ ‫تغی�ات حجم مصالح را می‌توان با استفاده از درزهای‬ ‫اعضای سازه‌ای و نوع اتصاالت است‪ .‬ی‬ ‫‌گ�د‪ ،‬ت‬ ‫کن�ل کرد‪.‬‬ ‫ی‬ ‫م‬ ‫انبساط‪ ،‬که در آن‌ها آزادی حرکت صورت ی‬

‫بارهای اجر یا�‬

‫‪3‬‬

‫اجزای سازه به‌طور کیل برای بارهای مرده و زنده طراحی می‌شوند‪ ،‬اما‌یک قطعه سازه ممکن‬ ‫بارها� بسیار ت‬ ‫‌گ�د‪ ،‬برای مثال‬ ‫بیش� از بارهای طرح قرار ی‬ ‫است هنگام اجرای ساختمان تحت ی‬ ‫سنگ�‪،‬ن‬ ‫قراردادن مصالح دپو شده بر طبقات نیم‌ساخته و‌یا دستگاه‌های باال کشیدن بارهای ی‬ ‫به طبقات ین�وی اضافه وارد‌می‌کند‪‌.‬این‌گونه بارها که بارهای اجر یا�‌یا بارهای محیطی نامیده‬ ‫می‌شوند‪ ،‬قسمت مهمی را در طراحی اجزای سازه تشکیل می‌دهند و نباید از چشم مهندس‬ ‫طراح و محاسب دور بماند‪.‬‬

‫‪Creeping Load .1‬‬ ‫‪Plasticizing Admixture .2‬‬ ‫‪Construction Loads .3‬‬

‫بارهای نا�ش از انفجار‬

‫قسم� از‌یک ساختمان آپار ن‬ ‫ت‬ ‫فرو ت ن‬ ‫تما� در لندن در سال ‪ 1968‬توجه زیادی را به‌این نوع‬ ‫ریخ�‬ ‫ت‬ ‫ن‬ ‫وها� مواجه نخواهند شد ویل احتمال‬ ‫بارگذاری جلب کرد‪ .‬بیش� ساختمان‌ها هرگز با ی‬ ‫چن� ین� ی‬ ‫ف‬ ‫ت یا آتش‬ ‫‌گ� در اثر نش ‌‬ ‫انفجار مواد منفجره در اثر خراب کاری‌ یا اشتعال تصاد� گازهای آتش ی‬ ‫همیشه وجود دارد‪ .‬در اثر انفجار‪ ،‬فشارهای زیادی در منطقه انفجار‌ایجاد می‌شود و بارهای‬ ‫عظیمی به عنارص ساختمان وارد می‌شود که منجر به ترکیدن و به خارج پرتاب شدن پنجره‌ها‪،‬‬ ‫دیوارها و کف‌ها می‌شود‪‌.‬این فشار داخیل باید به‌صورت موضعی محدود و ت‬ ‫کن�ل شود و‬ ‫گ‬ ‫نباید سبب فروریخت� تدریجی ساختمان شود‪ .‬علل ممکن برای بارهای انفجاری خارجی از‬ ‫تغی� می‌کند‪ .‬خسارت حاصل از غرش‌های ت‬ ‫غرش‌های ت‬ ‫صو� نسبتاً‬ ‫صو� تا انفجارات اتمی ی‬ ‫ت‬ ‫ن‬ ‫شکس� پنجره‌ها و ترک‌خوردن دیوارهای گچی)‪ .‬پژوهش‌های وسیعی‬ ‫کم‌اهمیت است (مانند‬ ‫روی واکنش سازه‌ها در برابر اثرات سالح‌های اتمی در جریان است تا بتوان ساختمان را چنان‬ ‫طراحی کرد که در مقابل حمله اتمی‪ ،‬مقاوم باشد‪.‬‬ ‫‪Dynamic Loads .1‬‬ ‫‪Fundamental Period .2‬‬ ‫‪Resilient .3‬‬ ‫‪Neoprene .4‬‬ ‫‪Viscoelastic Sandwich Systems .5‬‬

‫ســازه‬

‫‌یع� هر ساختمان تمایل به نوسان دارد‪ .‬مدت ن‬ ‫تمامی سازه‌ها حالت ارتجاعی دارند‪ ،‬ن‬ ‫زما�‌که‬ ‫‪2‬‬ ‫ساختمان‌یک نوسان کامل می‌کند را دوره تناوب اصیل آن می‌نامند که به صلبیت وزن و ارتفاع‬ ‫گ‬ ‫بارها� که به سازه وارد می‌شوند ی ز‬ ‫ن� هر‌یک دوره تناوب خود را دارند‪ ‌.‬یک بار‬ ‫سازه بست� دارد‪ .‬ی‬ ‫مشخص می‌تواند برای‌یک ساختمان‪ ،‬استاتییک و برای ساختمان دیگری دینامییک به‌حساب‌آید‪.‬‬ ‫یک یا دینامییک بودن بار‪ ،‬دوره تناوب اصیل آن در مقایسه با دوره تناوب‬ ‫معیار سنجش استاتی ‌‬ ‫ت‬ ‫اصیل سازه است‪ .‬بارها را می‌توان استاتییک فرض کرد‪ ،‬اگر دوره تناوب اصیل آن بیش� از دوره‬ ‫تناوب اصیل ساختمان باشد‪.‬‬ ‫ض‬ ‫ض‬ ‫بار دینامییک دو اثر بر ساختمان دارد‪� :‬به و تشدید‪� .‬به‪ ،‬به‌صورت ین�وی زیاد در‌مدت‬ ‫زمان کم تعریف می‌شود و تشدید ن‬ ‫زما� رخ می‌دهد اگر دوره تناوب اصیل بار مساوی با دوره‬ ‫گ‬ ‫تناوب اصیل ساختمان باشد‪ .‬در‌این حالت ین�وهای بسیار بزر� در سازه‌ایجاد می‌شود‪.‬‬ ‫ق‬ ‫ن‬ ‫ماش�‌های‬ ‫منابع بارهای دینامییک داخیل ساختمان عبارتند از‪ :‬آسانسورها‪ ،‬پله‌های بر�‪ ،‬ی‬ ‫نوسان‌کننده وسایل مکانییک اتومبیل‌ها‪ ،‬جرثقیل‌ها و انفجار ‌‪ .‬این ین�وها رصفاً دوره‌ای نیستند‪،‬‬ ‫‌گ�ی (مثبت‌یا منفی) اتومبیل‌ه‌ا یا آسانسورها ش‬ ‫نا� شوند‬ ‫بلکه ممکن است برای مثال از شتاب ی‬ ‫که در لحظه ن‬ ‫معی� ین�وهای ض�به‌ای قابل مالحظه‌ای بر سازه وارد‌می‌کنند‪ .‬منابع خارجی‬ ‫بارهای دینامییک شامل بارهای باد‪ ،‬زلزله‪ ،‬انفجار و صدا (برای مثال غرش‌های ت‬ ‫صو� و ترافیک‬ ‫مجاور ساختمان ش‬ ‫نا� از خیابان‌ها‪ ،‬اره آهن‌ها‪ ،‬تم�وها و‪ )...‬هستند‪ .‬طراح ساختمان باید‬ ‫ین�وهای ار ش‬ ‫تعا� را نه فقط به‌وسیله‌ایجاد مقاومت الزم برای اعضا‪ ،‬بلکه به‌وسیله مجزا کردن‬ ‫تعا�‌یا مستهلک کردن حرکت آن‪ ،‬ت‬ ‫منبع ار ش‬ ‫کن�ل کند‪.‬‬ ‫با ت‬ ‫کن�ل کردن انتقال ارتعاش از‌یک قطعه به قطعه دیگر‪ ،‬می‌توان حرکت ار ش‬ ‫تعا� را مستهلک‬ ‫ساخت‪ .‬با استفاده از جداسازهای برجهنده‪( 3‬مانند بالشتک‌های نئوپرن‪ ،4‬صفحات رسب‪،‬‬ ‫تکیه‌گاه‌های نف�ی‪ ،‬بالشتک‌های الستییک و سیستم‌های ساندویچی ویسکواالستیک‪ )5‬می‌توان‬ ‫گ‬ ‫در پیوست� اعضا مداخله کرد‪.‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫بارهای دینامییک‬

‫‪1‬‬

‫‪45‬‬

‫‪46‬‬

‫ین�وی باد‬

‫‪1‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫جان� و انتقال گشتاور حاصل از آن‌ها به پ�‬ ‫وظیفه اصیل سازه ساختمان بلند‪ ،‬جذب بارهای ب‬ ‫ساختمان است‪ .‬از‌این نظر ساختمان بلند شبیه به یت� طره‌ای بلند عمودی عمل‌می‌کند‪‌ .‬این‬ ‫تغی� شکل‌های پیش ن‬ ‫تغی� شکل‪،‬‬ ‫‌بی� نشده‌ای ‌ایجاد‌کنند و هر ی‬ ‫جان�‪ ،‬می‌توانند ی‬ ‫ین�وهای ب‬ ‫جان�‪ ،‬ین�وی باد است‪ .‬باد از جنس‬ ‫خود ین�وی اضافه تری‌ایجاد می‌کند‪ ‌.‬ییک از‌این ین�وهای ب‬ ‫بارها� را به آن وارد می‌نماید‪ .‬با‬ ‫جریان هوا به‌وجود می‌آید که در اثر برخورد با ساختمان بلند‪ ،‬ی‬ ‫افزایش ارتفاع ساختمان ین�وهای وارده از طرف باد افزایش‌یافته و ساختمان واکنش شدیدتری‬ ‫نسبت به جریان باد از خود نشان می‌دهد‪ .‬ین�وی باد عالوه بر ساختمان‪ ،‬محیط اطراف آن را‬ ‫یز‬ ‫تاث� قرار می‌دهد‪.‬‬ ‫ن� تحت ی‬ ‫ین�وهای باد همانند ین�وهای وارده از طرف زلزله‪ ،‬جز ین�وهای افقی محسوب شده و دارای‬ ‫خاصیت دینامییک هستند‪ .‬تفاوت‌های اسایس در زمینه مقاوم کردن ساختمان بلند در مقابل‬ ‫باد و زلزله وجود دارد که از آن جمله می‌توان به فرم بنا‌ یا وزن آن اشاره‌کرد‪ ،‬برای مثال‪ ،‬هرچه‬ ‫سنگ�‌تر باشد‪‌ ،‬ایستا� آن در مقابل ین�وهای باد مناسب‌تر است‪ ،‬در ت‬ ‫ساختمان ی ن‬ ‫‌صور�‌که‬ ‫ی‬ ‫سبیک ساختمان عامل مهمی جهت مقاومت ت‬ ‫به� ساختمان بلند‪ ،‬در مقابله با ین�وهای زلزله‬ ‫محسوب می‌شود‪.‬‬ ‫اما به‌هر‌حال‪ ،‬در محاسبه ساختمان باید ییک از دو ین�وی غالب باد‌یا زلزله با توجه‌به موقعیت‬ ‫و اقلیم منطقه در نظر گرفته شود‪ .‬در مورد ساختمان‌های بلند در کشور‌ایران‪ ،‬ین�وی عمده‬ ‫و خطرآفرین به‌طور معمول زلزله است‪ ،‬اما ت‬ ‫به� است هنگام طراحی سازه‌های بلند و‬ ‫پراهمیت‪ ،‬برریس‌های دقیقی در مورد موقعیت و اقلیم پروژه انجام شود تا‌ ییک از ین�وهای‬ ‫باد ‌یا زلزله به‌عنوان ین�وی بحر نا� در طراحی لحاظ شود‪( .‬جهت مطالعه ت‬ ‫بیش� در‌این زمینه‬ ‫به فصل ن‬ ‫‌ایم� مراجعه شود‪).‬‬

‫ســازه‬

‫ین�وی زلزله‬

‫‪2‬‬

‫در رابطه با موضوع زلزله و ساختمان‌های بلند‪ ،‬ابتدا الزم است شناخت کیل نسبت به زلزله و‬ ‫مشخصات آن کسب شود‪ .‬بدین منظور در فصل ن‬ ‫‌ایم�‪ ،‬ابتدا به ماهیت زلزله اشاره می‌شود‪.‬‬ ‫ز‬ ‫‌خ�ی‌ایران برریس می‌شود‪ .‬سپس‬ ‫در‌این زمینه‪ ،‬ضمن مطرح کردن پدیده زلزله‪ ،‬وضعیت زلزله ی‬ ‫ش‬ ‫توجهی به علل و عوامل موثر در وقوع زلزله معطوف داشته و امواج و ارتعاشات نا� از‬ ‫‌گ�ند‪.‬‬ ‫زلزله در بنا مورد توجه قرار می ی‬ ‫ن‬ ‫زم�‌لرزه به اتمام می‌رسد‪ .‬سپس مسائیل در‬ ‫این بخش با شناخت مقیاس زلزله و اثرات کیل ی‬ ‫ارتباط با ساختمان‌های بلند و زلزله مطرح می‌شود‪ .‬در‌این زمینه به‌عوامل موثر در آسیب‌پذیری‬ ‫‌این‌گونه ساختمان‌ها در برابر زلزله اشاره و ضمن برریس رفتار ساختمان‌های بلند در اثر زلزله‪،‬‬ ‫مساله جداسازی لرزه‌ای ف‬ ‫معر� می‌شود‪( .‬به فصل ن‬ ‫‌ایم� مراجعه شود‪).‬‬

‫‪Wind Load .1‬‬ ‫‪Earthquake Load .2‬‬

‫سیستم‌های سازه‌ای متعددی برای ساختمان‌های بلند وجود دارد که متناسب با تعداد‬ ‫طبقات‪ ،‬ارتفاع و عملکرد ساختمان به‌صورت منفرد ‌یا در ترکیب با ‌یکدیگر به‌کار می‌روند‪.‬‬ ‫ض‬ ‫بع� از عوامیل که در توسعه‌ این سیستم‌های سازه‌ای نقش مهمی داشته‌اند‪ ،‬عبارتند از‪:‬‬ ‫مصالح سازه‌ای با مقاومت زیاد‬ ‫عملکرد مرکب ی ن‬ ‫ب� عنارص سازه‌ای ساخته شده از دو‌یا چند نوع مصالح‬ ‫روش‌های جدید اتصال قطعات‬ ‫ین‬ ‫تخم� رفتار پیچیده سازه‌ها به‌وسیله رایانه‌های ش‬ ‫پی�فته‬ ‫ن‬ ‫استفاده از مصالح ساختما� سبک‌تر‬ ‫روش‌های اجر یا� جدید‬

‫‪..‬‬ ‫‪..‬‬ ‫‪..‬‬

‫‪Exterior Structure .1‬‬ ‫‪Interior Structure .2‬‬ ‫‪Shear Resistant Systems .3‬‬ ‫‪Moment-resisting Frames .4‬‬ ‫‪Shear Trusses/Shear Walls .5‬‬

‫‌یا� به سازه‌ای‬ ‫اهمیت انتخاب‌یک سیستم موثر متناسب با ارتفاع ساختمان‪ ،‬به‌منظور دست ب‬ ‫مناسب‌تر‪ ،‬وزن ت‬ ‫کم� هر طبقه و بهینه‌سازی زمان و هزینه اجرا افزایش می‌یابد‪ .‬عوامیل که در‬ ‫تاث� می‌گذارد‪ ،‬عبارتند از‪:‬‬ ‫انتخاب نوع سیستم سازه‌ای ی‬ ‫مالحظات کیل اقتصادی‬ ‫ش�ایط خاک‬ ‫نسبت ارتفاع به عرض ساختمان و ت‬ ‫سخ� آن‬ ‫مالحظات ساخت و نصب‬ ‫مالحظات سیستم‌های مکانییک‬ ‫ن‬ ‫ن‬ ‫مالحظات طبقه‌بندی آتش و‌ایم� جا� افراد‬ ‫عوامل اجتماعی استفاده‌کننده‌ها و همسایگان‬ ‫عوامل ن‬ ‫قانو�‪ ،‬منطقه‌ای و قراردادها‬ ‫ت‬ ‫دس�یس و هزینه مواد اصیل ساختمان‬

‫‪...‬‬ ‫‪..‬‬ ‫‪..‬‬ ‫‪..‬‬

‫ســازه‬

‫ساختمان‌های بلند محصول همکاری تنگاتنگ همه افرادی است که در طراحی ‌یک پروژه‬ ‫معماری نقش دارند‪ .‬تاکیدی که بر‌این همکاری وجود دارد‪ ،‬به‌این دلیل است که در طراحی‌یک‬ ‫تاث� فر ن‬ ‫اوا� داشته و نمی‌توان غلبه‌ای برای‬ ‫متغ�های موجود ی‬ ‫ساختمان بلند‪ ،‬تمامی مسائل و ی‬ ‫هر‌یک از آن‌ها در طول مراحل پروژه‪ ،‬بر دیگری قائل شد‪ .‬همان‌طور که طراحی معماری‌یک‬ ‫متغ�های موجود آن بسیار اهمیت دارد‪ ،‬طراحی سازه و ی ن‬ ‫تعی�‬ ‫ساختمان بلند با توجه به ی‬ ‫ز‬ ‫سازه اصیل و فرعی ساختمان بلند ین� بسیار حائز اهمیت است‪ .‬در‌این زمینه‪ ،‬نقش همکاری‬ ‫مناسب طرف‌های تاث�گذار مشخص می‌شود و البته باید متذکر شد که درک ف‬ ‫کا� و درست‬ ‫ی‬ ‫ن‬ ‫معمار به‌عنوان مدیر تیم طراحی و ساخت‌ ساختمان بلند از مسائل سازه‌ای‪ ،‬اثر فراوا� بر‬ ‫مناسبت طرح با ش�ایط الزم دارد‪.‬‬ ‫ت‬ ‫ن‬ ‫جان� با باالرف� ارتفاع ساختمان با رسعت زیادی افزایش‬ ‫از نظر سازه‌ای‪ ،‬اهمیت اثر ین�وهای ب‬ ‫می‌یابد‪ .‬در ارتفاعی ی ن‬ ‫جان� ساختمان چنان زیاد می‌شود که مالحظات‬ ‫مع�‪ ،‬ی‬ ‫تغی� مکان ب‬ ‫ً گ‬ ‫ت‬ ‫سخ�‪ ،‬ت‬ ‫ت‬ ‫کن�ل کننده طرح می‌شوند تا مقاومت مصالح سازه‌ای‪ .‬درجه سخ� اساسا بست� به‬ ‫نوع سیستم سازه دارد‪ .‬به‌عالوه‪ ،‬بازده هر سیستم خایص مستقیماً با مقدار مصالح مرصف‬ ‫فضا� ن‬ ‫معی� باید با حداقل وزن‪،‬‬ ‫شده ارتباط دارد‪ .‬بنابراین از بهینه‌کردن سازه برای ش�ایط ی‬ ‫حداک� ت‬ ‫ث‬ ‫سخ� حاصل شود‪‌.‬این عمل منجر به ابداع سیستم‌های سازه‌ای مناسب برای حدود‬ ‫ارتفاعات ی ن‬ ‫مع� می‌شود‪.‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫سازه‌های ساختمان‌های بلند‬

‫‪47‬‬

‫‪48‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫سازه‌های متداول ساختمان‌های بلند‬

‫سازه‌ی خارجی‬

‫‪1‬‬

‫ســازه‬

‫سیستم‌های لوله‌ای‬ ‫دیاگرید‬ ‫فضا�‬ ‫خرپای ی‬ ‫ابر‌قاب‬ ‫برون سازه‌ای‬

‫سازه‌ی داخیل‬

‫‪2‬‬

‫سیستم‌های مقاوم در برابر برش‬ ‫دیوار باربر‬ ‫قاب مهاربندی‌شده‬ ‫‪4‬‬ ‫قاب صلب‬ ‫قاب ش‬ ‫خم� مهاربندی‌شده‬ ‫سیستم‌های مرکب از قاب و دال‬ ‫مسطح‬

‫‪3‬‬

‫سیستم‌های مرکب از قاب و دیوار‬ ‫ش ‪5‬‬ ‫ش‬ ‫بر�‪/‬خرپای بر�‬ ‫خرپاهای کمربندی و خرپاهای کالهی‬ ‫سازه‌ی تکمیل‌کننده‌ی یب� ن‬ ‫و� متیک بر‬ ‫هسته‬ ‫سیستم‌های مرکب از قاب و هسته توام‬ ‫با خرپاهای کمربندی صلب‬ ‫سازه‌ی یت� دیواری‬ ‫سیستم‌های طره‌ای‬ ‫سیستم‌های معلق‬

‫‪Exterior Structure .1‬‬ ‫‪Interior Structure .2‬‬ ‫‪Shear Resistant Systems .3‬‬ ‫‪Moment-resisting Frames .4‬‬ ‫‪Shear Trusses/Shear Walls .5‬‬

‫‪49‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫متداول‌ترین سیستم‌های سازه‌ای ساختمان‌های بلند‬

‫ســازه‬

‫‪ .1‬دیوارهای ش‬ ‫بر� سلویل‬ ‫ش‬ ‫‪ .2‬دیوارهای بر� خارجی‬ ‫بر� ن‬ ‫‪ .3‬دیوارهای ش‬ ‫منح�‬ ‫‪ .4‬هسته‌ی طره‌ای با طبقات طره‌شده‬ ‫‪ .5‬هسته‌ی مدور طره‌ای با طبقات طره‌شده‬ ‫‪ .6‬هسته‌ی طره‌ای با طبقات معلق‬ ‫‪ .7‬قاب مقاوم ش‬ ‫خم�‬ ‫ش‬ ‫‪ .8‬قاب ش‬ ‫خم� با دو هسته‌ی بر�‬ ‫ش‬ ‫‪ .9‬قاب ش‬ ‫خم� با‌ یک هسته‌ی بر�‬ ‫‪ .10‬هسته‌ی مهاربندی‌شده‬ ‫‪ .11‬قاب با دهانه‌های خارجی مهاربندی‌شده‬ ‫‪ .12‬هسته‌ی مهاربندی‌شده با خرپای کمربندی‬ ‫و کالهی‬

‫‪10‬‬

‫‪7‬‬

‫‪4‬‬

‫‪1‬‬

‫‪11‬‬

‫‪8‬‬

‫‪5‬‬

‫‪2‬‬

‫‪6‬‬

‫‪3‬‬

‫‪12‬‬

‫‪9‬‬

‫‪50‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫دسته‌بندی انواع سیستم‌های سازه‌ای خارجی ساختمان‌های بلند بر حسب ارتفاع‬

‫ســازه‬

‫ابر‌قاب‬

‫فضا�‬ ‫خرپای ی‬

‫لوله‌ی مهاربندی‌شده‌ی‬ ‫با‪/‬بدون ستون داخیل‬

‫لوله‌ی دسته‌شده‌ی ن‬ ‫بت�‬

‫لوله‌ی دسته‌شده‌ی‬ ‫فوالدی‬

‫برون سازه‬

‫دیاگرید فوالدی‬

‫لوله‌ی مهاربندی‌شده‌ی‬ ‫فوالدی‬

‫لوله‌ی مهاربندی‌شده‌ی‬ ‫ن‬ ‫بت�‬

‫لوله‌ی در لوله‬

‫قا� فوالدی‬ ‫لوله‌ی ب‬

‫قا� ن‬ ‫بت�‬ ‫لوله‌ی ب‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫دسته‌بندی انواع سیستم‌های سازه‌ای خارجی ساختمان‌های بلند بر‌حسب ارتفاع‬

‫‪51‬‬

‫ســازه‬

‫سازه‌ی تکمیل‌کننده‌ی‬ ‫یب� ن‬ ‫و�‬

‫بر� ن‬ ‫دیوار ش‬ ‫بت� ‪+‬‬ ‫قاب ن‬ ‫بت�‬

‫بر� ن‬ ‫دیوار ش‬ ‫بت� ‪+‬‬ ‫قاب صلب فوالدی‬

‫قاب صلب‬ ‫مهاربندی‌شده‬

‫بر� ن‬ ‫دیوار ش‬ ‫بت� ‪+‬‬ ‫قاب مفصیل فوالدی‬

‫قاب صلب فوالدی‬

‫قاب صلب ن‬ ‫بت�‬

‫قاب مفصیل‬ ‫مهاربندی‌شده‬

‫‪52‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫سازه‌های متداول ساختمان‌های بلند‬

‫ســازه‬

‫سیستم‌های سازه‌ای ساختمان‌های بلند را می‌توان به‌طور کیل به دو بخش سازه داخیل و سازه‬ ‫جان� اصیل‬ ‫خارجی تقسیم‌کرد‪ ‌.‬این تقسیم‌بندی براساس توزیع اجزای سیستم‌های باربر ب‬ ‫در ساختمان است‪ .‬سیستم ساختمان بلند‪ ،‬هنگامی به‌عنوان سازه داخیل شناخته می‌شود‬ ‫جان�‪ ،‬در داخل ساختمان واقع‌شده‌باشد و اگر بخش اصیل‬ ‫که بخش اصیل سیستم باربر ب‬ ‫‌گ�د‪ ،‬آن سیستم سازه‌ای در دسته سازه‌های‬ ‫جان� در محیط ساختمان قرار ی‬ ‫سیستم باربر ب‬ ‫‌گ�د‪ .‬اما باید توجه کرد که ممکن است ‌یک سازه داخیل دارای چند عضو‬ ‫خارجی قرار می ی‬ ‫جان� در‬ ‫باربر‬ ‫عضو‬ ‫چند‬ ‫خارجی‬ ‫سازه‬ ‫‌یک‬ ‫‌یا‬ ‫و‬ ‫باشد‬ ‫سازه‬ ‫امون‬ ‫پ�‬ ‫در‬ ‫جان�‬ ‫ی‬ ‫ب‬ ‫سازه‌ای باربر ب‬ ‫داخل ساختمان داشته باشد‪.‬‬

‫سازه داخیل‬

‫بر�‪/‬خرپاهای ش‬ ‫دیوارهای ش‬ ‫جان�‬ ‫بر� و قاب‌های صلب‪ ،‬دو نوع اصیل سیستم‌های باربر ب‬ ‫در سازه‌های داخیل هستند‪‌.‬این سیستم‌ها معموال ً به‌صورت ساختار مسطح در دو جهت‬ ‫ترکی� که در آن متقابال ً با هم‬ ‫متعامد قرار گرفته و ممکن است با هم و به‌عنوان‌یک سیستم ب‬ ‫کار‌می‌کنند‪ ،‬قرار یگ�ند‪ .‬سیستم بسیار مهم دیگر در‌این نوع سازه‌ها‪ ،‬سازه تکمیل‌کننده یب�و�ن‬ ‫متیک بر هسته‪ 1‬است که امروزه به‌طور وسیعی در ساختمان‌های بلند به‌کار می‌رود‪.‬‬

‫سیستم‌های مقاوم در برش‬

‫بر� و دیوارهای ش‬ ‫بر� شامل دیوارهای ش‬ ‫سیستم‌های مقاوم ش‬ ‫بر� لوله‌ای (که با عنوان‬ ‫هسته‌های ش‬ ‫بر�‪ 2‬شناخته می‌شوند) در ساختمان‌های بلند و به‌ویژه ساختمان‌های اداری کاربرد‬ ‫ت‬ ‫جان� مقاومت می‌کنند‬ ‫گس�ده‌ای دارند‪ .‬گرچه سیستم ی‬ ‫‌ها� که با رفتار طره‌ای در برابر بارهای ب‬ ‫شبیه دیوار ش‬ ‫بر� به نظر می‌رسند‪ ،‬اما سیستم‌های طره‌ای در خمش عمل می‌کنند‪ ،‬در‌حایل‌که‬ ‫ت‬ ‫بر� از مصالح مانند ن‬ ‫بر� تحمل می‌کنند‪ .‬دیوارهای ش‬ ‫بر� ین�وها را با رفتار ش‬ ‫دیوارهای ش‬ ‫ب�‪،‬‬ ‫ت‬ ‫بنا� و ح� چوب ساخته می‌شوند‪ ،‬اما صفحات و دیواره‌های گچی به‌دلیل‬ ‫فوالد‪ ،‬مصالح ی‬ ‫رفتار ترد و شکننده برای مقاومت در برابر زلزله‪ ،‬مناسب نیستند‪.‬‬ ‫بر� ن‬ ‫دیوارهای ش‬ ‫بنا� باید مسلح باشند تا بتوانند در برابر برش‬ ‫بت� و دیوارهای با مصالح ی‬ ‫مقاومت کنند‪.‬‬

‫دیوار بر�ش‬

‫دیوارهای ش‬ ‫جان� موازی با امتداد دیوار را تحمل می‌کنند و ممکن است تحت‬ ‫بر� تنها بارهای ب‬ ‫جان� عمود بر سطح دیوار فرو‌ریزند‪ .‬شاید تصور شود که بارهای افقی موجب ترک‌های‬ ‫بار ب‬ ‫افقی می‌شوند‪ .‬اما تحلیل‌ یک جزء مربعی ب�‌نهایت کوچک از دیوار ش‬ ‫بر� نشان‌می‌دهد که‬ ‫بر� موجب ترک‌های قطری می‌شود و شکست دیوار ش‬ ‫تنش ش‬ ‫بر� با‌ ایجاد ترک‌های قطری‬ ‫همراه است‪.‬‬

‫دیوارهای بر�ش لوله‌ای (هسته‌های بر�ش )‬

‫‪Core-Supported Outrigger Structure .1‬‬ ‫‪Shear Core .2‬‬

‫ث‬ ‫سازه هسته ش‬ ‫حداک�‬ ‫‌ها� که‬ ‫بر� عالوه‌بر ساختمان‌های با عملکرد ثابت‪ ،‬برای ساختمان ی‬ ‫بناها� با فضاهای داخیل باز وسیع‬ ‫انعطاف‌پذیری در تقسیم‌بندی فضاها را الزم دارند و‌یا ی‬ ‫که بتوان آن‌ها را به‌وسیله جدا کننده‌های متحرک تقسیم کرد‪ ،‬مناسب است‪.‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫لوله‌ای نسبت به دیوارهای جدا از هم ‪ 3‬برابر مقاوم‌تر و ‪ 4‬برابر سخت‌تر در خمش هستند‪.‬‬ ‫خم� بسیار ت‬ ‫ن‬ ‫بیش� دیوارهای لوله‌ای‪ ،‬دلیل اصیل آن است‪ .‬هم دیوارهای ش‬ ‫‌ای�یس ش‬ ‫بر�‬ ‫بر� مجزا‪ ،‬تنها می‌توانند ین�وی ش‬ ‫لوله‌ای و هم دیوارهای ش‬ ‫بر� به موازات دیوار را تحمل کنند‬ ‫و در برابر بارهای عمود بر سطح دیوار یغ�‌موثر هستند‪.‬‬ ‫بر�) کار یآ� ت‬ ‫بر� لوله‌ای( هسته‌های ش‬ ‫بر� جدا از هم نسبت به دیوارهای ش‬ ‫دیوارهای ش‬ ‫کم�ی‬ ‫ش‬ ‫درگ�شدن تمام اجزای دیوار‪ ،‬کار یآ� به‌شدت افزایش‬ ‫دارند‪ ،‬زیرا در دیوارهای بر� لوله‌ای با ی‬ ‫ت‬ ‫می‌یابد‪ .‬هم ی ن‬ ‫‌چن� دیوارهای ش‬ ‫بر� جدا از هم تنها در‌صور�‌که با دال‌ها و صفحات ضعیت‬ ‫متصل باشند‪ ،‬مستقل عمل می‌کنند‪ .‬در‌این صورت اتصال ضعیف هر ضلع جدا از اضالع‬ ‫دیگر عمل می‌کند‪.‬‬ ‫ِاشکال عمد ‌ه این سیستم‪ ،‬پیکربندی مشخیص است که فرم سازه به ساختمان تحمیل کرده‪،‬‬ ‫تغی�ات پالن در ارتفاع سازه‪ ،‬بسیار محدود می‌شود‪.‬‬ ‫به‌گونه‌ای که امکان انجام ی‬ ‫به‌کار بردن ‌این سیستم اغلب در ساختمان‌های یس ایل چهل طبقه است‪ .‬اما با به‌کاربردن‬ ‫روان‌سازه‌ای اعال و ت ن‬ ‫ب� با مقاومت باال‪ ،‬اکنون‌این سیستم برای ساختمان‌های بلندتر از پنجاه‬ ‫ایل شصت طبقه ی ز‬ ‫ن� امکان‌پذیر است‪ .‬محدوده ارتفاع قابل حصول‪ ،‬تابعی از عمق هسته‬ ‫است‪.‬‬ ‫قا� فوالدی برای رسیدن به‬ ‫ترکی� از هر دو ساخت‪ .‬در هسته ب‬ ‫هسته‌ها را می‌توان از فوالد‪‌،‬یا ب‬ ‫جان� مطلوب‪ ،‬ممکن است از خرپای ویرندیل استفاده کرد‪ .‬سیستم قاب ویرندیل‪،‬‬ ‫پایداری ب‬ ‫به‌نسبت انعطاف‌پذیر است‪ ،‬از‌این‌رو فقط برای ساختمان‌های کوتاه به‌کار می‌رود‪ .‬برای‬ ‫ساختمان‌های بلندتر در قاب ویرندیل از مهاربندی قطری (به‌صورت خرپای قائم) استفاده‬ ‫می‌شود تا ت‬ ‫قا� فوالدی در سوار کردن‬ ‫سخ� الزم برای هسته به‌دست‌آید‪ .‬مزیت هسته‌های ب‬ ‫ن‬ ‫نسبتاً رسیع قطعات پیش‌ساخته ‌است‪ .‬از طرف دیگر‪ ،‬در طراحی هسته‌های بت� در برابر‬ ‫آتش‌سوزی‪ ،‬مالحظات ت‬ ‫کم�ی نسبت به هسته‌های فوالدی الزم‌است و‌این از مزایای هسته‌های‬ ‫ن‬ ‫تغی� شکل پالستیک‬ ‫بت� به‌شمار‌می‌رود‪ .‬از اشکاالت‌این هسته‌ها‪ ،‬می‌توان به فقدان قابلیت ی‬ ‫ن‬ ‫‌چن� ابعاد هسته‌های ن‬ ‫ساختما� در بارگذاری زلزله اشاره کرد‪ .‬هم ی ن‬ ‫تن‬ ‫بت�‬ ‫ب� به‌عنوا ‌ن یک ماده‬ ‫نسبت به هسته‌های فوالدی بزرگ‌تر است و فضای ت‬ ‫بیش�ی محصور می‌کند‪.‬‬ ‫در هسته‌های ش‬ ‫بر� تحت بارگذاری نامتقارن‪ ،‬پیچش‌ایجاد می‌شود‪ .‬بدین منظور‪ ،‬الزم است‬ ‫ارگ�ی هسته‌ها تا جای ممکن به‌گونه‌ای صورت پذیرد که مرکز ثقل ساختمان و مرکز تقارن‬ ‫قر ی‬ ‫بر� برهم منطبق‌ یا دارای فاصله باشد تا پیچش ف‬ ‫عنارص ش‬ ‫اضا� در سازه‌ایجاد‌نشود‪.‬‬ ‫درهسته‌های ش‬ ‫بر� تحت بارگذاری نامتقارن‪ ،‬پیچش ‌ایجاد می‌شود‪ .‬بدین منظور‪ ،‬الزم است‬ ‫ارگ�ی هسته‌ها تا جای ممکن به‌گونه‌ای صورت پذیرد که مرکز ثقل ساختمان و مرکز تقارن‬ ‫قر ی‬

‫ســازه‬

‫در‌این نوع سازه سعی بر‌این است که سیستم‌های قائم حمل و نقل و توزیع انرژی (مانند‬ ‫آسانسورها‪ ،‬پله‌ها و مجراهای عبور وسایل مکانییک) ر‌ا یک‌جا جمع کرده تا بسته به اندازه و‬ ‫‌ها� بدهند‪‌.‬این هسته‌ها به‌عنوان سیستم‌های دیوار‬ ‫وظیفه ساختمان‪ ،‬تشکیل هسته‌ یا هسته ی‬ ‫ن‬ ‫ش‬ ‫تام� می‌کنند‪‌.‬این‬ ‫جان� الزم را برای ساختمان ی‬ ‫بر� مورد استفاده قرار می ی‬ ‫‌گ�ند و پایداری ب‬ ‫سیستم‪ ،‬ضمن‌ این‌که مزایای سازه دیوار باربر( ش‬ ‫بر�) را دارا است‪ ،‬با حذف دیوارهای داخیل‪،‬‬ ‫فضاهای مناسب را ین�ز‌ایجاد می‌کند‪.‬‬ ‫ش‬ ‫بر� دیواره‌های ش‬ ‫مقاومت ش‬ ‫بر� لوله‌ای‪ ،‬مشابه دیوارهای مجز‌ا است‪ .‬اما مقاومت خم�‬ ‫ت‬ ‫ض یکسان‪ ،‬دیوارهای‬ ‫بیش�ی‪ ،‬نسبت به آن‌ها دارند‪ .‬با فرض پالن‌های مربعی با ابعاد و عر ‌‬

‫‪53‬‬

‫‪54‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬ ‫ســازه‬

‫بر� برهم منطبق‌یا دارای فاصله‌اند تا پیچش ف‬ ‫عنارص ش‬ ‫اضا� در سازه‪‌،‬ایجاد نشود‪.‬‬ ‫گ‬ ‫ن‬ ‫ش‬ ‫زم� طره شده و‬ ‫هسته‌های بر� را می‌توان به‌صورت یت�های بسیار بزر� مجسم‌کرد که از ی‬ ‫خم� و ش‬ ‫جان� بر عهده آن است‪ .‬بنابراین تنش‌های ش‬ ‫بر� تولید‌شده در هسته‬ ‫تحمل بارهای ب‬ ‫گ‬ ‫‌خورد� و پیچش‌ایجاد نشود‪ ،‬مشابه تنش‌های‌یک ت� با مقطع صندو�ق‬ ‫با فرض‌این‌که تاب‬ ‫ی‬ ‫ز‬ ‫شکل است‪ .‬به‌دلیل این‌که هسته بارهای وزن را ین� تحمل‌می‌کند‪‌،‬این مزیت را دارد که به‌وسیله‬ ‫ین�وهای فشاری وارده پیش‌تنیده شود و در‌نتیجه ممکن است الزم نباشد که‌این هسته‌ها برای‬ ‫کش� ش‬ ‫تنش‌های ش‬ ‫جان�‪ ،‬طرح شوند‪‌.‬این نکته به‌ویژه‬ ‫نا� از خمش‌ایجاد شده در اثر بارهای ب‬ ‫در مورد هسته‌های ن‬ ‫بت� ی ن‬ ‫سنگ� صحت دارد‪.‬‬ ‫گ‬ ‫جان� بست� به شکل‪ ،‬درجه همگن بودن‪ ،‬صلبیت آن و جهت‬ ‫رفتار‌ یک هسته تحت بارهای ب‬ ‫گ‬ ‫‌ها� در هسته وجود دارد‪ .‬مقدار پیوست�‌ایجاد شده به‌وسیله‬ ‫بار دارد‪ .‬در هر طبقه سوراخ ی‬ ‫فوقا� و ن‬ ‫ن‬ ‫تحتا�‌این سوراخ ها روی رفتار هسته‪ ،‬اثر ی ن‬ ‫تعی� کننده دارد‪.‬‬ ‫قسمت‌های‬

‫سیستم هسته‌های مجزای یپ� ن‬ ‫امو�‬

‫سیستم هسته‌های مجزای یپ� ن‬ ‫امو� و داخیل‬

‫سیستم هسته‌ای گوشه و داخیل‬

‫سیستم طبقات طره‌ای‬

‫سیستم طبقات متصل طره‌ای‬

‫سیستم هسته‌ای گوشه‬

‫‪Bearing Wall System .1‬‬ ‫‪Reinforced Concrete Continuous Frames .2‬‬ ‫‪3D Sandwich Panels (3D Walls( .3‬‬ ‫‪Insulating Concrete Formwork (IFC( .4‬‬

‫ســازه‬

‫از لحاظ تاریخی‪ ،‬سازه‌های دیوار باربر از دیوارهای ضخیم و ی ن‬ ‫سنگ� ساخته‌شده از مصالح‬ ‫بنا� بوده‌اند‪ .‬وزن زیاد و انعطاف‌پذیری آن‌ها در طرح افقی باعث عدم استفاده موثر از‬ ‫ی‬ ‫ش‬ ‫بنا�‬ ‫مصالح‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫در‬ ‫جدید‬ ‫فناوری‬ ‫فت‬ ‫پی�‬ ‫اما‬ ‫شد‪،‬‬ ‫بلند‬ ‫‌های‬ ‫ن‬ ‫ساختما‬ ‫در‬ ‫‌ها‬ ‫ن‬ ‫آ‬ ‫ی‬ ‫ن‬ ‫مهندیس ساخته شده و قطعات بت� پیش‌ساخته‪ ،‬مفهوم دیوار باربر را برای ساختمان‌های‬ ‫با ارتفاع متوسط‪ ،‬اقتصادی ساخته است‪ .‬روش دیوار باربر برای انواع طرح‌ها و شکل‌های‬ ‫ساختمان‌ها مناسب است؛ گرچه در مناطق زلزله ی ز‬ ‫‌خ� مانند‌ ایران کاربرد دیوارهای باربر دارای‬ ‫محدودیت‌های بسیاری است‪.‬‬ ‫�ض‬ ‫سازه دیوار باربر شامل مجموعه‌ای از دیوارهای خطی است که به‌طور عر ‌یا طویل‌ یا‬ ‫‌گ�ند و عالوه بر ین�وهای ثقیل‪ ،‬می‌توانند به‌صورت‬ ‫دو‌طرفه در داخل ساختمان قرار می ی‬ ‫ن� به‌گونه‌ای موثر جذب نمایند‪ .‬در‌واقع در ت‬ ‫عنارص صفحه‌ای قائم‪ ،‬ین�وهای افقی را ی ز‬ ‫‌صور�‌که‬ ‫جان�‪ ،‬موثر و‬ ‫دیوارهای باربر به‌طور‬ ‫مناس� طرح‌شوند‪ ،‬به‌عنوان اجزای مقاوم در برابر بار ب‬ ‫ب‬ ‫تغی� مکان‌های ی ن‬ ‫ب� طبقه‌ها‪ ،‬که عامل بالقوه‬ ‫‌کردن‬ ‫م‬ ‫ک‬ ‫ای‬ ‫ر‬ ‫ب‬ ‫‌توان‬ ‫ی‬ ‫م‬ ‫‌ها‬ ‫ن‬ ‫اقتصادی بوده و از آ‬ ‫ی‬ ‫ز‬ ‫خر با� سازه‌ها در هنگام وقوع زلزله‌های شدید‌است‪ ،‬استفاده کرد‪ .‬امروزه ین� سیستم‌ها و‬ ‫ن‬ ‫ساختما� برای‬ ‫شیوه‌های اجر یا� جدیدی‪ ،‬در زمینه‌ی دیوارهای باربر در فناوری‌های نوین‬ ‫(ترکی� از سقف و‬ ‫ساختمان‌ها با طبقات محدود دیده‌می‌شود که از جمله ‌این سیستم‌ها‬ ‫ب‬ ‫‪4‬‬ ‫دیوار ن‬ ‫بت�)‪ ،‬سیستم‌های قالب تونیل‪ ،2‬ساندویچ پانل‪ 3‬و سیستم قالب عایق ماندگار هستند‪.‬‬ ‫جان� در برابر‬ ‫این نوع سازه‌ییک از متداول‌ترین سیستم‌های سازه‌ای به‌منظور‌ایجاد مقاومت ب‬ ‫ین�وهای قائم و افقی است و استفاده از آن برای ساختمان‌های با طبقات محدود مناسب‬ ‫است‪ .‬سیستم دیوار باربر برای انواع متعدد طرح و شکل ساختمان‌ها مناسب است‪ ،‬اما‬ ‫‌ها� مانند آپارتمان‪ ،‬هتل و‪ ...‬که در آن‌ها به فضاهای بزرگ نیازی نبوده و دارای‬ ‫برای کاربری ی‬ ‫تقسیمات مکرر فضاست‪ ،‬مناسب‌تر است‪ .‬پالن ‌این طرح‌ها از شکل‌های مستطییل ساده تا‬ ‫شکل‌های دایره‌ای و ث‬ ‫متغ� است‪.‬‬ ‫مثل� ی‬ ‫ت‬ ‫ارگ�ی دیوارهای باربر به‌طور متقارن باشد تا برآیند ین�وهای افقی از مرکز‬ ‫به� است نحوه قر ی‬ ‫جرم دیوارها عبور کند‪ .‬در‌این‌صورت‪ ،‬با فرض دیافراگم‌های کف ب�‌نهایت صلب‪ ،‬دیوارها‬ ‫ت‬ ‫جان� را تحمل می‌کنند‪.‬‬ ‫به‌طور مستقیم و به نسبت سخ�‌شان‪ ،‬بارهای ب‬ ‫در ت‬ ‫‌صور�‌که مرکز جرم سازه بر مرکز ت‬ ‫سخ� آن منطبق نباشد‪ ،‬پیچش در سازه ‌ایجاد شده‬ ‫ض‬ ‫و افزایش برش در بع� از دیوارها به‌وجود می‌آید‪ .‬در ضمن به‌لحاظ اهمیت بسته بودن‬ ‫‌ها� برای درب و پنجره و‪ ...‬ت‬ ‫به� است‌ این‌گونه حفره‌ها‬ ‫دیوارها‪ ،‬در صورت تعبیه حفره ی‬ ‫ت‬ ‫ن‬ ‫روی‌یک محور قائم قرار گرفته و از قرار گرف� آن‌ها به‌صورت متناوب خودداری شود تا از‬ ‫جلوگ�ی به‌عمل‌آید‪.‬‬ ‫تمرکز و ترکیب تنش‌های فشاری حاصله در دیوارها‬ ‫ی‬ ‫گ‬ ‫رفتار سازه دیوار باربر تحت بارگذاری‪ ،‬بست� به مصالح مرصف شده و نحوه اثر متقابل‬ ‫گ‬ ‫صفحه افقی کف و صفحه قائم دیوار دارد‪ .‬به‌عبارت‌دیگر‪‌،‬این رفتار تابعی از درجه پیوست�‬ ‫بنا� و ت‬ ‫بیش�‬ ‫(اتصال) دیوارها به‌یکدیگر و به دال‌های کف است‪ .‬در ساختمان‌های با مصالح ی‬ ‫سیستم‌های ن‬ ‫بت� پیش‌ساخته‪ ،‬اتصال سازه کف به دیوارهای پیوسته را باید مفصیل تصور کرد‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫سازه دیوار باربر‬

‫‪1‬‬

‫‪55‬‬

‫‪56‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬ ‫ســازه‬

‫(با‌فرض‌این‌که هیچ‌گونه سیستم اتصال خایص به‌کار نرفته‌باشد)‪ ،‬در ت‬ ‫‌صور�‌که در ساختمان‌های‬ ‫بت� درجا (ساختمان‌های ن‬ ‫ن‬ ‫بت� که ت ن‬ ‫ب�‌ریزی آن‌ها در محل پروژه انجام‌می‌شود) دال‌ها و دیوارها‬ ‫به‌طور واقعی متصل و پیوسته هستند‪ .‬بنابراین در ساختمان ن‬ ‫بت� درجا‪ ،‬پایداری در اثر‬ ‫ق‬ ‫صندو� با خمش واکنش نشان‌می‌دهد‪،‬‬ ‫رفتار‌ یکپارچه سیستم کف‪-‬دیوار که مانند‌یک واحد‬ ‫ین‬ ‫تام�‌می‌شود‪‌.‬این‌گونه سازه‌ها با توجه به رفتار سه‌بعدی که از خود نشان‌می‌دهد‪ ،‬بسیار‬ ‫بنا� با قطعات پیش‌ساخته مفصیل است و‌این‬ ‫سخت‌تر از ساختمان ساخته شده از مصالح ی‬ ‫نکته استفاده از ت ن‬ ‫ب� را برای ساختمان‌های بلندتر اقتصادی می‌سازد‪.‬‬ ‫�ض‬ ‫جان� موازی با جهت کوتاه ساختمان‪ ،‬دیوارها در سیستم دیوار عر نه‬ ‫در مقابل ین�وی ب‬ ‫ز‬ ‫ش‬ ‫جان� ین� باید مقاومت‬ ‫فقط بارهای وزن را تحمل می‌کنند‪ ،‬بلکه در مقابل برش نا� از بار ب‬ ‫ن‬ ‫نمایند‪ .‬ین�وهای افقی به‌وسیله سازه کف که مانند دیافراگمی افقی عمل می‌کند یب� دیوارهای‬ ‫بر� موازی امتداد ین�و توزی ‌ع می‌شود‪‌.‬این دیوارهای ش‬ ‫ش‬ ‫بر� به‌دلیل صلبیت زیادشان در مقابل‬ ‫جان� مانند یت�های با عمق زیاد عمل می‌کنند‪ ،‬بنابراین در برابر برش و خمش‪ ،‬مانند‬ ‫بارهای ب‬ ‫ن‬ ‫ن‬ ‫ساختما� با سیستم دیوار طویل وارد‬ ‫جان� به‬ ‫بار‬ ‫هم�‬ ‫اگر‬ ‫‌دهند‪،‬‬ ‫ی‬ ‫م‬ ‫نشان‬ ‫واکنش‬ ‫یت�ها‬ ‫ی‬ ‫ب‬ ‫جان� را به‌صورت خمش‬ ‫شود‪ ،‬دیوارهای طویل بارهای وزن را تحمل می‌نمایند و ین�وهای ب‬ ‫موضعی به دیافراگم کف ‌یا به‌طور مستقیم به دیوارهای ش‬ ‫ط یا دو انتهای‬ ‫بر� واقع در وس ‌‬ ‫ساختمان منتقل‌می‌کنند‪‌ .‬این رفتار دو‌طرفه در اثر وجود دیوارهای ش‬ ‫بر� در هر دو جهت‬ ‫ساختمان ‌ایجاد می‌شود‪.‬‬ ‫از مهم‌ترین مزایای‌ این سیستم‪ ،‬استفاده از هسته‌های مستطیل شکل توخایل در قسمت‌های‬ ‫مختلف ساختمان بلند‪ ،‬به‌خصوص اطراف راه‌پله و آسانسورها است که برای مقابله با ین�وهای‬ ‫جان� و بارهای ثقیل بسیار مطلوب است‪ .‬اجزای دیوار ش‬ ‫بر� که بسته ‌یا نیمه‌بسته باشند‪،‬‬ ‫ب‬ ‫بر� در همه امتدادها به قدر کا�ف‬ ‫خم� و ین�وهای ش‬ ‫برای مقابله در برابر پیچش و لنگر ش‬ ‫مقاوم هستند‪.‬‬ ‫از مشکالت‌این سیستم‪ ،‬وزن قابل توجه سازه ساختمان و ‌ایجاد محدودیت در دهانه‌ها و‬ ‫اندازه بازشوها است‪ .‬از نمونه ساختمان‌های بلند اجرا شده با سازه ن‬ ‫بت�‪ ،‬دیوار ش‬ ‫بر� و دیوار‬ ‫باربر ن‬ ‫بت� در‌ایران می‌توان به بنای برج آسمان در تهران اشاره نمود‪.‬‬

‫‪Braced Frame System .1‬‬ ‫‪EBF (Eccentric Braced Frame( .2‬‬

‫ســازه‬

‫جان� با رفتار محوری مقاومت می‌کنند شامل قاب‌های‬ ‫سازه‌های بلند که در برابر ین�وهای ب‬ ‫مهاربندی‌شده‪ ،‬قاب‌های با مهاربندی برون محور‪ ،2‬خرپاهای کمربندی و لوله‌های‬ ‫مهاربندی‌شده هستند‪ .‬مزیت مقاومت محوری در سیستم‌های مقاوم ش‬ ‫خم� و در عوض‬ ‫انعطاف ت‬ ‫کم� نسبت به آن‌ها است‪ .‬مقاومت محوری برای تحمل بارهای باد مناسب است‪،‬‬ ‫اما ت‬ ‫سخ� زیاد ین�وهای لرزه‌ای را افزایش می‌دهد‪‌.‬یک قاب مهاربندی‌شده شامل ستون‪ ،‬یت�‪،‬‬ ‫ترکی� از‌این اجزا است‪ .‬استفاده از‌این سیستم جهت بهبود بازده قاب مفصیل‬ ‫بادبند و‌یا ب‬ ‫است‪‌.‬این سیستم از سازه‌های پربازده برای تحمل بارهای افقی محسوب می‌شود‪.‬‬ ‫سیستم قاب مهاربندی‌شده عالوه بر برخورداری از مزایای قاب صلب‪ ،‬بالفاصله پس از اجرا‬ ‫قابلیت تحمل ین�وهای وارده را داراست‪ .‬ضمن ‌این‌که با نمایان‌کردن مهاربندی‌ها می‌توان‪،‬‬ ‫به فرم‌های متنوع‌تر دست‌یافت‪‌ ،‬یا در‌صورت نیاز با ش‬ ‫کش�‌تر کردن و کاهش سطح مقطع‬ ‫مهاربندی‌ها‪ ،‬به‌ر ت‬ ‫اح� می‌توان آن‌ها را در درون جدا کننده‌ها پنهان کرد‪.‬‬ ‫‌کارگ�ی ‌این سیستم در ساختمان‌های بلند می‌توان به محدودیت‌های‌ایجاد‬ ‫از مشکالت به ی‬ ‫شده در عملکرد طبقات به‌وسیله دهانه‌های مهاربندی‌شده‪ ،‬تعداد زیاد مهاربندها و مشکل‬ ‫ارگ�ی مهارها در صورت استفاده از دیوارهای پیش‌ساخته اشاره کرد‪ .‬قراردادن مهاربندی‌ها‬ ‫قر ی‬ ‫تاث� برصی آن مساله مهمی‬ ‫در نمای ساختمان محدودیت‌های پالن را برطرف می‌کند‪ ،‬اما ی‬ ‫زیبا�‌شناسانه آن مورد توجه قرار یگ�د‪ .‬قراردادن‬ ‫در طراحی خواهد بود و باید جنبه‌های ی‬ ‫مهاربندی‌ها درون دیوارهای هسته در‌یک ساختمان اداری مناسب خواهد بود و باید جنبه‌های‬ ‫زیبا�‌شناسانه آن مورد توجه قرار یگ�د‪.‬‬ ‫ی‬ ‫ن‬ ‫با در نظر ت ن‬ ‫گرف� اهداف و خواسته‌های معماری‌یک طرح‪ ،‬بادبندها‪ ،‬آزادی ارتباط یب� فضاها‬ ‫و بازشوها را محدود می‌کنند‪ .‬قاب‌های مهاربندی‌شده انعطاف‌پذیری ت‬ ‫کم�ی در طراحی‬ ‫بر� محدودیت‌های ت‬ ‫خم� دارند‪ ،‬اما نسبت به دیوارهای ش‬ ‫معماری نسبت به قاب‌های ش‬ ‫کم�ی‬ ‫دارند‪ .‬ممانعت‌ها و محدودیت‌های ‌ایجاد شده به‌وسیله مهاربندی‌ها در طراحی معماری را‬ ‫می‌توان با پیش ن‬ ‫‌بی�‌های مناسب حذف کرد ‌ه یا کاهش‌داد‪ .‬بادبندها می‌توانند به‌صورت قطری‪،‬‬ ‫به اشکال ‪‌X,V,A‬یا ‪ K‬و‌یا به‌صورت برون محور باشند‪ ،‬اما به‌هر‌حال باید از فرم ذاتاً پایدار‬ ‫گ‬ ‫مثل� تشکیل شده باشند‪ .‬ت‬ ‫ث‬ ‫به�ین نوع بادبند به‌طور هم‌زمان بست� به مالحظات معماری و‬ ‫سخ� ت‬ ‫سازه دارد‪ ،‬اما مهاربندی ‪ X‬از ت‬ ‫بیش�ی برخوردار‌است‪ .‬بادبندها می‌توانند در برابر کشش‬ ‫تغی� می‌کنند‪ ،‬مقاومت کنند‪ .‬از نظر سازه‌ای بادبندهای به‬ ‫جان� ی‬ ‫و فشار که با جهت بارهای ب‬ ‫ش‬ ‫فرم ‪ X‬می‌توانند از اعضای فوالدی تشکیل شوند که تنها در برابر تنش کش� مقاومت کنند‪.‬‬ ‫بخ� از بارهای قائم را ی ز‬ ‫بادبندها ممکن است ش‬ ‫ن� تحمل کنند‪.‬‬ ‫ت‬ ‫قاب‌های مهاربندی خارج از مرکز از نقطه نظر مقاومت و سخ� بسیار کارا بوده و به‌طور‬ ‫ت‬ ‫جان�‪ ،‬به‌خصوص در سازه‌های با‬ ‫گس�ده‌ای به‌صورت سیستم مقاوم در برابر بارهای ب‬ ‫ارتفاع کم تا متوسط به‌کار می‌رود‪ .‬از قاب‌های مهاربندی‌شده واگرا برای تنظیم ت‬ ‫سخ� و ‌یا‬ ‫شکل‌پذیری و نرمی ت‬ ‫بیش� در سازه‌ها استفاده می‌شود‪.‬‬ ‫این امر با استفاده از یت� ارتباطی‪ ،‬عمیل می‌شود‪ .‬یت�های ارتباطی بلند شکل‌پذیری را افزایش‬ ‫می‌دهند و یت�های ارتباطی کوتاه ت‬ ‫سخ� را افزایش می‌دهند‪ .‬طول یت�های ارتباطی معمو ‌ال ً‬ ‫یک‌پنجم طول یت� اصیل است‪.‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫قاب مهاربندی‌شده‬

‫‪1‬‬

‫‪57‬‬

‫‪58‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫‌گ�ند‬ ‫اساس سیستم قاب مهاربندی‌شده به‌لحاظ وجود عنارص مورب که تحت کشش قرار می ی‬ ‫برای فوالد مناسب‌است‪ ،‬اما می‌تواند در سازه‌های ن‬ ‫چو� هم به‌کار‌رود‪.‬نمونه‌ای از‬ ‫بت� و ب‬ ‫ساختمان‌های اجرا شده با سیستم قاب مهاربندی‌شده در‌ایران برج مهماندوست در تهران‬ ‫است‪ .‬از‌این سیستم سازه‌ای برای ت‬ ‫بیش� ساختمان‌های مرتفع دنیا هم‌چون ساختمان وول‬ ‫‪2‬‬ ‫ت‬ ‫ورث‪ 57 1‬طبقه با ارتفاع ‪ 241‬تم�‪ ،‬ساختمان کرایسلر ‪ 77‬طبقه با ‪ 218‬م� بلندی و ساختمان‬ ‫امپایراستیت‪ 102 3‬طبقه با ‪ 381‬تم� ارتفاع استفاده شده‌است‪.‬‬

‫ســازه‬

‫سیستم‌های قاب صلب‬

‫قاب‌های ش‬ ‫خم� به‌طور معمول از‌یک ‌یا چند دهانه‪ ،‬با یت� و ستون‌های متصل به‌یکدیگر‬ ‫ش‬ ‫ش‬ ‫با اتصاالت مقاوم خم� تشکیل می‌شوند‪ .‬اتصاالت مقاوم خم� که اتصاالت صلب ‌یا‬ ‫یگ�دار ی ز‬ ‫تغی� شکل را از ستون به یت� و برعکس انتقال‬ ‫ن� نامیده می‌شوند‪ ،‬می‌توانند ین�و و ی‬ ‫ت‬ ‫جان� به‌طور مش�ک مقاومت می‌کنند‪.‬‬ ‫دهند‪ .‬یت�ها و ستون‌ها در برابر بارهای ثقیل و ب‬ ‫ش‬ ‫خم�‪ ،‬قاب‌های ش‬ ‫مقاومت ش‬ ‫خم� را نسبت به قاب‌های مهاربندی‌شده و دیوارهای بر�‪،‬‬ ‫انعطاف‌پذیرتر و به اصطالح شکل‌پذیرتر می‌کند‪ .‬رفتار شکل‌پذیر برای جذب و مستهلک شدن‬ ‫چال� برای امنیت و ر ت‬ ‫جان� را که ش‬ ‫اح� ساکنان‬ ‫ین�وی زلزله مطلوب است اما ی‬ ‫تغی� مکان‌های ب‬ ‫و آسیب دیدن ی ز‬ ‫تجه�ات به‌شمار می‌رود‪ ،‬افزایش می‌دهد‪.‬‬ ‫ت‬ ‫ش‬ ‫‌گ�ی ستون‌هاست که آزادی بیش� در پالن با حداقل‬ ‫از مزایای قاب‌های خم�‪ ،‬نحوه قرار ی‬ ‫ت‬ ‫مس� می‌سازد و بنابراین در ارتباط با مسائل معماری و تاسیسا� مشکیل‌‬ ‫دخالت در آن را ی‬ ‫ایجاد نمی‌کند‪ .‬در ساختمان‌های اداری برای فراهم‌کردن فضای انعطاف‌پذیر (و ی ن‬ ‫تام� نیازهای‬ ‫متفاوت استفاده‌کنندگان) معموال ً از قاب‌های ش‬ ‫خم� استفاده می‌شود‪ .‬روش قاب صلب برای‬ ‫ساختمان‌های ‪ 20‬تا ‪ 25‬طبقه اداری کاربرد مناسب و اقتصادی است‪.‬‬

‫‪Wool Worth .1‬‬ ‫‪Chrysler .2‬‬ ‫‪Empire State .3‬‬

‫بادبند دهانه‌‌ی یب� ن‬ ‫و�؛‬ ‫ت‬ ‫ت‬ ‫سخ� بیش�ی را‬ ‫استقامت و‬ ‫فراهم می‌کند‪.‬‬

‫بادبند دهانه‌‌ی مرکزی؛‬ ‫ممکن است در دیواره‌ی هسته‌ای‬ ‫پنهان بوده و‌یا نمایان باشند‪.‬‬

‫مهاربندی دهانه‌‌ی مرکزی و‬ ‫یب� ن‬ ‫و�؛‬ ‫ت‬ ‫برای ‌ایجاد استقامت بیش� در‬ ‫پایه‪.‬‬

‫مهاربندی دهانه‌‌ی مرکزی و‬ ‫یب� ن‬ ‫و�؛‬ ‫ت‬ ‫برای‌ایجاد استقامت بیش� در‬ ‫پایه‪.‬‬

‫تغی� شکل ش‬ ‫نا� از خمش طره‌ای‬ ‫‪ .‬ی‬ ‫ش‬ ‫تغی� شکل نا� از خمش طره‌ای به‌نام رانش وتری خوانده می‌شود‪ .‬قاب برای‬ ‫پدیده‌ی ی‬ ‫ن‬ ‫تغی�‬ ‫‌واسطه‬ ‫ه‬ ‫ب‬ ‫که‬ ‫‌کند‬ ‫ی‬ ‫م‬ ‫عمل‬ ‫قائم‬ ‫‌ای‬ ‫ه‬ ‫طر‬ ‫ت�‬ ‫‌صورت‬ ‫ه‬ ‫ب‬ ‫واژگو�‬ ‫گشتاور‬ ‫مقابل‬ ‫مقاومت در‬ ‫ی‬ ‫ی‬ ‫شکل محوری تارهایش خم می‌شود‪ .‬در‌این حالت دراز شدن و کوتاه شدن ستون‌ها حرکت‬ ‫تغی� شکل کل سازه را تشکیل می‌دهد‪.‬‬ ‫تغی� شکل‪ 20 ،‬درصد ی‬ ‫جان�‌ایجاد می‌کند‪ ‌.‬این حالت ی‬ ‫ب‬ ‫تغی� شکل ش‬ ‫نا� از خمش یت�ها و ستون‌ها‬ ‫‪ .‬ی‬ ‫گ‬ ‫‪2‬‬ ‫ش‬ ‫تغی� شکل نا� از خمش یت�ها و ستون‌ها موسوم به لن� برش است‪ .‬ین�وهای‬ ‫پدیده‌ی ی‬ ‫ش‬ ‫بر� افقی و قائم که به‌ترتیب بر ستون‌ها و یت�ها وارد می‌شوند‪ ،‬در‌این اعضا گشتاورهای‬ ‫ش‬ ‫تغی�‬ ‫تغی� شکل می‌دهد‪‌.‬این حالت ی‬ ‫خم�‌ایجاد می‌کنند‪ .‬با خم شدن‌این اعضا تمام قاب‪ ،‬ی‬ ‫ش‬ ‫تغی� شکل کل سازه را تشکیل می‌دهد که از‌این مقدار ‪ 65‬درصد نا� از‬ ‫شکل ‪ 80‬درصد از ی‬ ‫خمش یت�ها و ‪ 15‬درصد ش‬ ‫نا� از خمش ستون‌ها است‪.‬‬ ‫‌آم� ت‬ ‫تغی� شکل اغراق ی ز‬ ‫رفتار قاب ش‬ ‫به� مشاهده‌نمود‪ .‬اتصاالت ستون‬ ‫خم� را می‌توان با ی‬ ‫ن�‪ ،‬هم‌چنان در زاویه قائمه با�ق‬ ‫تغی� شکل ی ز‬ ‫به یت� معموال ً زوایای ‪ 90‬درجه دارند و پس از ی‬ ‫می‌مانند‪ .‬ستون‌ها با اتصاالت ش‬ ‫جان� در‌یک انتها دارای خمش مثبت‬ ‫خم� تحت ی‬ ‫تاث� بارهای ب‬ ‫و در انتهای دیگر دارای خمش منفی هستند‪‌.‬این امر سبب می‌شود شکل‌های ‪ S‬مانند با نقاط‬ ‫تغی� انحنا ش‬ ‫انتها�(که انتهای یت� متصل شده‬ ‫ی‬ ‫نا� از خمش صفر در وسط ارتفاع و چرخش ی‬ ‫به ستون‌ها را می چرخاند) به‌وجود آید‪ .‬مقاومت یت�ها در برابر چرخش (دوران)‪ ،‬به مقاومت‬ ‫جان� کمک می‌کند‪ .‬به‌طور مشابه یت� در معرض خمش تحت بار ثقیل ستون‌های متصل شده‬ ‫ب‬ ‫‌گ�د‪ .‬ستون‌ها با‬ ‫به خود را خواهد چرخاند و بدین ترتیب آن‌ها را در تحمل بار ثقیل به‌کار می ی‬ ‫تغی� شکل ت‬ ‫کم�ی از ستون‌ها با‌یک اتصال ش‬ ‫اتصاالت ش‬ ‫خم� دارند‪.‬‬ ‫خم� در دو انتها ی‬ ‫‪1‬‬

‫‪Chord Drift .1‬‬ ‫‪Shear Lag .2‬‬

‫ســازه‬

‫جان� قاب‌های صلب‬ ‫دو عامل به‌وجودآورنده‌ی ی‬ ‫تغی� شکل ب‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫جان� در ساختمان‌های بلندتر‪ ،‬از سیستم‌های دوگانه که عالوه بر‬ ‫برای کاهش ی‬ ‫تغی� مکان‌های ب‬ ‫ش‬ ‫ش‬ ‫قاب ش‬ ‫خم� شامل مهاربندی و‌ یا دیوارهای بر� و‌یا‌یک هسته بر� است‪ ،‬استفاده می‌کنند‬ ‫مشبک(خرپا�) ت‬ ‫تا بارهای جان� توسط دیوارهای ن‬ ‫کن�ل‌شود‪‌.‬این‌گونه‬ ‫بت�‌یا مهاربندی فوالدی‬ ‫ی‬ ‫ب‬ ‫قاب‌ها پس از اجرا بالفاصله قابلیت پایداری و تحمل ین�وها را دارا هستند‪ .‬از مشکالت عمده‌‬ ‫این سیستم‪ ،‬طراحی و اجرای اتصاالت یگ�دار آن است‪ .‬در ساختمان‌های کوتاه به‌علت هزینه‬ ‫خم� فقط برخی دهانه‌ها قاب ش‬ ‫باالی اتصاالت ش‬ ‫خم� دارند‪ .‬بقیه دهانه‌ها بار ثقیل را تحمل‬ ‫ش‬ ‫جان� محافظت می‌شوند‪.‬‬ ‫می‌کنند و به‌وسیله قاب خم� در برابر بارهای ب‬

‫‪59‬‬

‫چهار دسته اصیل قاب صلب‬

‫‪60‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫‪ .‬قاب‌های عرض موازی‬ ‫ش ‪1‬‬ ‫‪ .‬قاب‌های پو�‬ ‫‪ .‬قاب‌های عر�ض دو‌طرفه‬ ‫‪ .‬قاب‌ها روی شبکه‌های چند ضلعی‬

‫ســازه‬ ‫‪Spandrels .1‬‬

‫قاب عر�ض موازی با‬ ‫ستون‌های منحرف‌شده‬

‫قاب عر�ض در روی‬ ‫شبکه‌ی ن‬ ‫منح�‬

‫پوش خارجی با قاب‬ ‫هسته‌ای داخیل‬

‫قاب عر�ض موازی‬

‫قاب عر�ض موازی در‬ ‫روی دو محور‬

‫قاب عر�ض در روی‬ ‫شبکه‌ی شعاعی‬

‫پوش‌های دایره‌ای‬ ‫خارجی و داخیل‬

‫قاب عر�ض دو‌طرفه‬

‫پوش‌های خارجی و داخیل‬

‫طرح قاب‌بندی افقی نه‌تنها برای انتقال بار ثقیل به ستون‌ها‪ ،‬بلکه برای مقاومت در برابر بارهای‬ ‫جان� ی ز‬ ‫‌ها� که در‬ ‫ن� مهم‌است‪ .‬برای نمونه‪ ،‬یت�های قاب‌بندی طبقات باید بار ثقیل را به ستون ی‬ ‫ب‬ ‫ن‬ ‫معرض ین�وهای بلند‌کننده‌ ایجاد‌شده به‌وسیله گشتاورهای واژگو� هستند‪ ،‬انتقال‌دهد‪ .‬بار‬ ‫برخاس� ستون‌ها را‪ ،‬بدون نیاز به مهارهای ت‬ ‫تن‬ ‫بیش� در فونداسیون‪،‬‬ ‫ثقیل می‌تواند امکان از جا‬ ‫کاهش‌دهد‪ .‬هم ی ن‬ ‫‌چن� ترجیح دارد طراحی یت�ها به‌نحوی انجام‌شود که بار ثقیل در یت�ها‬ ‫به‌صورت‌یکنواخت توزیع شود و از ش�ایطی که بر ض‬ ‫بع� اعضا ین�وی قابل توجه وارد شود و‬ ‫بر ض‬ ‫بع� دیگر ین� یو� وارد نشود‪ ،‬ت‬ ‫اح�از شود‪.‬‬

‫قاب‌بندی فوالدی‬

‫‪Stiffeners .1‬‬

‫‌گ�ی دقیق‬ ‫قاب‌بندی فوالدی با مقطع فوالدی مرکب و ‌یا پروفیل‌های بال پهن نیاز به جهت ی‬ ‫ت ف‬ ‫ن‬ ‫جان� در دو‬ ‫ستون‌ها به‌منظور دست ب‬ ‫‌یا� به‌ای�یس و سخ� کا� برای مقاومت در برابر بارهای ب‬ ‫ت‬ ‫ن‬ ‫جان� کا�ف‌ یک‬ ‫راستای عمود بر هم دارد‪ .‬جهت ی‬ ‫‌گ�ی صحیح ستون‌ها برای داش� مقاومت ب‬ ‫ن‬ ‫ش‬ ‫جان� باشد‪،‬‬ ‫مالحظه مهم در طراحی قاب‌های خم� است‪ .‬اگر بار باد‪ ،‬ی‬ ‫تعی� کننده طراحی ب‬ ‫‌گ�ی ستون باید‬ ‫‌گ�ی ستون‌ها مورد توجه قرار یگ�د‪ .‬عالوه بر‌این‪ ،‬جهت ی‬ ‫‌این امر باید در جهت ی‬ ‫ت‬ ‫به‌گونه‌ای باشد که سخ� متقارن و متعادیل را در هر دو راستا به‌منظور ممانعت از پیچش‬ ‫فراهم‌آورد‪ .‬به‌منظور مقاومت ت‬ ‫به�‌ یک ساختمان بلند در برابر پیچش‪ ،‬ستون‌ها باید در لبه‬ ‫تاث� بازوی اهرم برای ممانعت از‬ ‫‌یا نزدیک لبه ساختمان‪ ،‬نسبت به مرکز ساختمان‪ ،‬آن‌جا که ی‬ ‫پیچش بسیار اندک است‪ ،‬قرار یگ�ند‪ .‬هم ی ن‬ ‫‌چن� اندازه ستون‌ها باید به‌دقت برای بار نامتقارن‬ ‫گ‬ ‫زلزله و باد و‌ یا عقب نشست�‌ها در نمای ساختمان‪ ،‬محاسبه شوند‪.‬‬

‫ســازه‬

‫قاب‌بندی طبقات و بام‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫اتصاالت مقاوم ش‬ ‫خم�‬

‫خم� اعضا (معموال ً یت�ها و ستون‌ها) را برای انتقال گشتاور ش‬ ‫اتصاالت مقاوم ش‬ ‫خم� و‬ ‫چرخش از‌یک عضو به عضو دیگر‪ ،‬به‌یکدیگر متصل می‌کنند‪ .‬اتصال مقاوم ش‬ ‫خم� سبب‬ ‫گ‬ ‫جان� عمل‬ ‫می‌شود که یت� و ستون در هماهن� با هم برای مقاومت در برابر بارهای ثقیل و ب‬ ‫کنند‪ .‬در مناطق زلزله ی ز‬ ‫‌خ�‪ ،‬قاب‌های ش‬ ‫خم� برای جذب ین�وی زلزله بدون شکست‪ ،‬باید‬ ‫شکل‌پذیر باشند‪ .‬اتصاالت ش‬ ‫خم� فوالدی می‌توانند به شکل‌های مختلف برای مثال یت�های‬ ‫بال پهن متصل‌شده به ستون‌های بال پهن باشند‪ .‬اغلب یت�ها و ستون‌ها در راستای محور‬ ‫قوی‌تر به‌یکدیگر متصل می‌شوند‪ .‬اتصاالت مقاوم ش‬ ‫خم�‪ ،‬نیاز به صفحات سخت‌کننده‬ ‫جوش‌شده ی ن‬ ‫ب� بال‌های ستون‌ها برای مقاومت در برابر تنش‌ایجاد شده توسط بالهای یت�ها را‬ ‫‪1‬‬ ‫دارند‪ .‬ستون‌های دارای بال ضخیم به صفحه سخت‌کننده نیاز ندارند‪ .‬فوالد به‌عنوان مصالح‬ ‫شکل‌پذیر برای جذب ین�وی زلزله مناسب است‪ .‬در ی ن‬ ‫‌ها� در‬ ‫ع� حال زلزله‌های قبیل‌ایجاد ترک ی‬ ‫جوش اتصاالت سازه‌های فوالدی را نشان داده است‪.‬‬ ‫ت‬ ‫ت‬ ‫بت� با فوالد ت‬ ‫قاب‌های ن‬ ‫ن‬ ‫ن‬ ‫تقوی� طراحی شده به‌منظور جاری شدن قبل از شکس� ب� در نقطه‬ ‫گ‬ ‫بروز گسیخت�‪ ،‬اتصاالت شکل‌پذیرتری ‌ایجاد می‌کنند‪‌.‬این روش طراحی نسبت به طراحی با‬ ‫ب� ‪ 25‬تا ‪ 50‬درصد به فوالد ت‬ ‫مقطع متعادل‪ ،‬ی ن‬ ‫کم�ی نیاز دارد (در‌یک مقطع متعادل‪ ،‬فوالد‬ ‫ب� قرار داده می‌شود)‪ .‬طراحی شکل‌پذیر هم ی ن‬ ‫به مقدار متعادل کردن ین�وی فشاری ت ن‬ ‫‌چن�‬ ‫‌ها� نزدیک به اتصاالت یت� و ستون‪ ،‬عبور میلگردهای‬ ‫به این موارد نیاز دارد‪ :‬وجود خاموت ی‬ ‫مسلح‌کننده ستون‌ها از میان یت�ها‪ ،‬عبور میلگردهای مسلح کننده یت�ها از میان ستون‌ها‪،‬‬ ‫ادامه ت ن‬ ‫‌یاف� خاموت‌های ستون‌ها از میان یت�ها‪.‬‬

‫‪61‬‬

‫‪62‬‬

‫قاب ش‬ ‫خم� مهاربندی‌شده‬

‫‪1‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫خم� و در نظر ت ن‬ ‫در مقایسه با قاب‌های ش‬ ‫گرف� اتصاالت مفصیل در قاب مهاربندی‌شده‪ ،‬در‬ ‫تغی� مکان‬ ‫تغی� مکان قاب‌های مهاربندی‌شده حدود ‪ 40‬درصد ی‬ ‫بارگذاری و اجزای ‌یکسان‪ ،‬ی‬ ‫قاب‌های ش‬ ‫خم� است‪.‬‬ ‫ض‬ ‫ت‬ ‫ن‬ ‫ش‬ ‫ب ایم� بیش�ی را فراهم‌می‌کنند‪.‬‬ ‫قاب‌های مهاربندی‌شده با اتصاالت مقاوم خم� �ی ‌‬ ‫ت‬ ‫سخ� ت‬ ‫ت‬ ‫بیش� قاب‌های مهاربندی‌شده در برابر ین�وها بسیار مفید‌است اما ‌این سخ� به‬ ‫ز‬ ‫ترکی� از قاب‌های‬ ‫(ترکی�) که ب‬ ‫افزایش ین�وهای لرزه‌ای ین� می‌انجامد‪ .‬بنابراین قاب‌های دوگانه ب‬ ‫ش‬ ‫نس� کمک می‌کنند‪.‬‬ ‫خم� و مهاربندی‌شده هستند به کاهش ی‬ ‫تغی� مکان ب‬ ‫ترکیب مقاومت محوری با مقاومت ش‬ ‫‌گ�ی از مزیت هر دو سیستم‬ ‫خم� اغلب برای بهره ی‬ ‫سخ� ت‬ ‫است‪ ،‬ت‬ ‫بیش� برای تحمل بار باد و زلزله‌های خفیف مناسب بوده و شکل‌پذیری باالتر‬ ‫برای تحمل زلزله‌های شدید مناسب‌تر است‪ .‬در مورد‌این قاب‌ها فرض‌می‌شود که مهاربندی‬ ‫گ‬ ‫گسیخت� یا مهاربندی‌های ویسکو‪-‬االستیک پس از رسیدن به سطح تنش از پیش‬ ‫‌‬ ‫در مرحله‬ ‫ین‬ ‫تعی� شده‪ ،‬شکل‌پذیر و انعطاف‌پذیر می‌شوند‪.‬‬ ‫ت‬ ‫در ی ن‬ ‫جان� (اغلب ‪ 60‬تا ‪ 70‬درصد کل بار) را تحمل‌می‌کند‪ .‬در‬ ‫چن� سازه ی‬ ‫‌ها�‪ ،‬مهاربندی بیش� بار ب‬ ‫ت‬ ‫ش‬ ‫تغی� شکل در ستون‌های ساختمان‌ ایجاد می‌شود‪ ،‬اما در قاب‌های‬ ‫قاب‌های خم� بیش�ین ی‬ ‫مهاربندی‌شده ت‬ ‫تغی�‬ ‫تغی� شکل در تراز سقف‌ها واقع می‌شود‪ .‬ترکیب دو سیستم‪ ،‬ی‬ ‫بیش�ین ی‬ ‫شکل را هم در ستون‌ها و هم در تراز سقف کاهش می‌دهد‪.‬‬

‫ســازه‬

‫تغی� شکل به‌دالیل زیر الزم است‬ ‫کاهش ی‬

‫‪ .‬ممانعت از نار ت‬ ‫اح� و تشویش خاطر ساکنان‬ ‫‪ .‬کاهش خطر صدمات احتمایل بر پوشش‌ها و دیوارهای داخیل و خارجی‬ ‫‪2‬‬ ‫‪ .‬کاهش تنش ثانویه سبب‌شده به‌وسیله اثر پ�–دلتا (∆ ‪)P -‬‬

‫سیستم‌های مرکب از قاب و دال مسطح‬

‫‪Braced Moment Frames .1‬‬ ‫‪ ,P-Delta Effect .2‬اثر ثانوی بر روی‬ ‫برش‌ها و گشتاورهای اجزای قاب است که‬ ‫به‌واسطه عملکرد بارهای قائم بر روی سازه‌ی‬ ‫تغی�شکل‌یافته‌ایجاد می‌شود‪ .‬اثر ∆ ‪P -‬‬ ‫ی‬ ‫سبب‌ایجاد گشتاور ش‬ ‫خم� به‌وسیله‌ی بار ‪ P‬در‬ ‫تغی�شکل ∆ می‌شود‪.‬‬ ‫زمان وقوع ی‬ ‫‪Waffle-Type .3‬‬

‫‪3‬‬ ‫‌ها� در زیر آن‌ها) است‪.‬‬ ‫این سیستم شامل صفحه‌های افقی کامال ً توپر ‌یا وافل (با حفره ی‬ ‫در‌این سیستم‌ها دال‌های ن‬ ‫بت� به‌طور مستقیم روی ستون‌ها تکیه دارند‪ ،‬بنابراین به‌دلیل‬ ‫تمرکز زیاد برش در حوایل ستون‌ها‪ ،‬اغلب از رسستون‌ها استفاده می‌شود و‌یا بر ضخامت‬ ‫دال‌ها در نزدییک ستون‌ها افزوده می‌شود‪.‬‬ ‫از مزایای‌این سیستم‪ ،‬ارتفاع کم کف طبقات است که از نظر اقتصادی بسیار به‌رصفه است‪.‬‬ ‫سازه‌های دال مسطح بسته به نسبت ارتفاع به عرض ساختمان ممکن است به‌عنوان عنارص‬ ‫بر� ی ز‬ ‫باربر‪ ،‬فقط ستون داشته باشند ‌‪ ،‬یا ممکنیست عالوه بر ستون‌ها‪ ،‬دیوارهای ش‬ ‫ن� برای‬ ‫ازدیاد ت‬ ‫جان� در آن‌ها استفاده شود‪.‬‬ ‫سخ�‬ ‫ب گ‬ ‫ن‬ ‫جان�‬ ‫خصوصیت ‌یکپارچ� سازه بت� سبب می‌شود که تمام ساختمان در مقابل بارهای ب‬ ‫جان�‪ ،‬تماماً به‌وسیله هسته‌ یا دیوار‬ ‫به‌صورت واحد واکنش نشان‌دهد‪ .‬فرض‌این‌که بارهای ب‬ ‫بر� با صلبیت ت‬ ‫ش‬ ‫جان� سازه هیچ‬ ‫مقاومت‬ ‫در‬ ‫‌ها‬ ‫بیش� تحمل شوند و‌این‌که دال‌ها و ستون‬ ‫ب‬

‫سیستم‌های قاب صلب خالص برای ساختمان‌های مرتفع تر از ‪ 30‬طبقه عمیل نیست‪ .‬در ی ن‬ ‫چن�‬ ‫بر� ی ز‬ ‫مواردی‌ ییک از انواع دیوار ش‬ ‫جان� مقاومت‬ ‫ن� در قاب به‌کار‌برده‌می‌شود تا در برابر بارهای ب‬ ‫کند‪‌ .‬این دیوارها ممکن است هسته‌های داخیل بسته‪ ،‬مانند هسته‌های دور محوطه‌های‬ ‫آسانسورها و پله‌ها‪‌،‬یا دیوارهای موازی در داخل ساختمان باشند‪‌.‬این نقشه‌ها رصفاً براساس‬ ‫‌گ�ند‪ .‬از نقطه نظر رفتاری‪‌،‬این پالن‌ها را می‌توان در‬ ‫مالحظات هندیس مورد بحث قرار می ی‬ ‫ش‬ ‫مورد سیستم‌های دال مسطح ‌یا سیستم‌های مرکب از قاب و دیوار بر� توام با خرپاهای‬ ‫کمربندی ی ز‬ ‫جان� را توسط خمش یت�ها و ستون‌ها‬ ‫ن� به‌کار‌برد‪ .‬به‌دلیل‌این‌که قاب صلب بارهای ب‬ ‫جان� زیادی را در ساختمان‌های بلند به‌وجود‬ ‫تحمل می‌نماید و ‌این‌گونه رفتار ی‬ ‫تغی� مکان ب‬ ‫ی یا دیوار ش‬ ‫بر� می‌توان مقاومت ساختمان بلند را در مقابل‬ ‫می‌آورد‪ ،‬با قرار دادن هسته مرکز ‌‬ ‫جان� به ی ز‬ ‫‌م�ان قابل توجهی افزایش داد‪ .‬ضم ‌ن این‌که قاب صلب و هسته مرکزی ‌یا‬ ‫ین�وهای ب‬ ‫دیوار ش‬ ‫تاث�ی متقابل بر‌یکدیگر دارند‪ ،‬بدین‌صورت که هسته مرکزی به‌وسیله قاب در‬ ‫بر� ی‬ ‫ن‬ ‫پای� بنا به جلو رانده می‌شود‪.‬‬ ‫قسمت باالی ساختمان به عقب کشیده شده و در قسمت ی‬ ‫لذا از‌این جهت‪ ،‬برش ش‬ ‫جان� در قسمت باالی ساختمان به‌وسیله قاب و در‬ ‫نا� از ین�وهای ب‬ ‫قسمت ی ن‬ ‫پای� توسط هسته مرکزی‌یا دیوار ش‬ ‫بر� جذب می‌شود‪.‬‬ ‫سیستم‌های مرکب از قاب و دیوار ش‬ ‫جان� دسته‌بندی‬ ‫بر� براساس رفتارشان تحت بارگذاری ب‬ ‫می‌شوند که ممکن است‌ییک از سه نوع زیر باشند؛‬ ‫‪ .‬سیستم‌های مرکب از قاب مفصیل و دیوار ش‬ ‫‌ت�های‬ ‫بر�‪ :‬در‌این سیستم چون اتصال شاه ی‬ ‫قاب به ستون‌ها مفصیل هستند‪ ،‬قاب فقط می‌تواند بارهای وزن را تحمل کند‪ .‬دیوار ش‬ ‫بر�‬ ‫جان� را تحمل می‌کند‪.‬‬ ‫تمام بارهای ب‬ ‫ش‬ ‫جان� به‌وسیله‬ ‫‪ .‬سیستم‌های مرکب از قاب مفصیل‪ ،‬قاب ویرندیل و دیوار بر�‪ :‬ین�وهای ب‬ ‫‌یع� قاب ویرندیل) ت‬ ‫بر� و قاب صلب ( ن‬ ‫دیوار ش‬ ‫مش�کاً تحمل می‌شوند‪ .‬قاب‌های مفصیل‬ ‫فقط بارهای وزن را تحمل می‌کنند‪.‬‬ ‫‪ .‬سیستم‌های مرکب از قاب صلب و دیوار ش‬ ‫بر�‪ :‬با به‌کار بردن قاب صلب که برای مقاومت‬ ‫جان� با دیوار ش‬ ‫تغی� شکل کل سیستم‌های متشکل از دیوار‬ ‫بر� سهیم می‌شود‪ .‬ی‬ ‫ین�وهای ب‬ ‫ش‬ ‫تغی� شکل‬ ‫بر� و قاب صلب که روی ‌یکدیگر اثر متقابل دارند با جمع کردن حالت‌های ی‬ ‫جداگانه دیوار و قاب به‌دست می‌آید‪.‬‬

‫‪Compound Systems (Frame and Shear .1‬‬ ‫‪)Wall‬‬

‫ســازه‬

‫سیستم‌های مرکب از قاب و دیوار بر�ش‬

‫‪1‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫سهمی ندارند‪ ،‬واقع‌بینانه نیست‪ .‬دال مسطح خودش با وجود‌ این‌که نسبتاً انعطاف‌پذیر‬ ‫گ‬ ‫پیوست� آن با دیوارهای ش‬ ‫بر� و ستون‌ها بر مقاومت سیستم می‌افزاید‪ .‬می‌توان‬ ‫است‪ ،‬به‌دلیل‬ ‫ت‬ ‫قسم� از دال به‌صورت یت� کم‌عمقی پیوسته به ستون‌ها عمل کند و در‌نتیجه‬ ‫تصور نمود که‬ ‫سازه مانند‌یک قاب صلب رفتار نماید‪ .‬بنابراین رفتار سیستم سازه‌ای کیل مشابه رفتار سیستم‬ ‫جان� در قسمت باالی سازه اساساً به‌وسیله عمل قاب‬ ‫مرکب از هسته و قاب است‪ .‬ین�وهای ب‬ ‫و در قسمت ی ن‬ ‫پای� آن اساساً به‌وسیله سیستم دیوار ش‬ ‫بر�‌یا هسته تحمل می‌شوند‪.‬‬

‫‪63‬‬

‫‪64‬‬

‫انواع سیستم‌های سازه‌ای مرکب‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬ ‫ســازه‬ ‫سیستم مرکب از قاب و‬ ‫دال مسطح‬

‫هسته‌های بسته‌ی خارج از‬ ‫مرکز‪ ،‬قاب یپ� ن‬ ‫امو�‬

‫هسته‌ی بار مرکزی‪ ،‬قاب‬ ‫داخیل‬

‫قاب و دیوارهای ش‬ ‫بر�‬ ‫محیطی‬

‫هسته‌ی بسته‌ی خارج از‬ ‫مرکز‪ ،‬قاب داخیل‬

‫هسته‌ی بسته‌ی خارج از‬ ‫مرکز‪ ،‬قاب یپ� ن‬ ‫امو�‬

‫دیوارهای ش‬ ‫بر� شعاعی که به‌طور‬ ‫یغ�مستقیم عمل هسته‌ی باز‌ایجاد‬ ‫می‌کنند‪.‬‬

‫هسته‌ی بسته‌ی مرکزی‪،‬‬ ‫قاب داخیل‬

‫هسته‌ی بسته‌ی مرکزی‪،‬‬ ‫دال‌های طره‌شده‬

‫هسته‌ی بسته‌ی مرکزی‪،‬‬ ‫قاب یپ� ن‬ ‫امو�‬

‫‪65‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬ ‫ســازه‬

‫هسته‌ی باز مرکزی‪ ،‬قاب‬ ‫یپ� ن‬ ‫امو�‬

‫هسته‌های باز مرکزی‪ ،‬قاب‬ ‫انتها�‬ ‫ی‬

‫هسته‌های بسته‌ی خارج از‬ ‫مرکز‪ ،‬قاب یپ� ن‬ ‫امو�‬

‫هسته‌ی بسته‌ی مرکزی‪،‬‬ ‫دال‌های طره‌شده‬

‫هسته‌ی بسته‌ی مرکزی‪،‬‬ ‫قاب یپ� ن‬ ‫امو�‬

‫هسته‌ی بسته‌ی خارج از‬ ‫مرکز‪ ،‬قاب داخیل‬

‫هسته‌ی بسته‌ی مرکزی‪،‬‬ ‫قاب داخیل‬

‫هسته‌ی بسته‌ی مرکزی‪،‬‬ ‫دال‌های معلق‬

‫هسته‌ی بسته‌ی مرکزی‪،‬‬ ‫قاب یپ� ن‬ ‫امو�‬

‫هسته‌ی باز خارجی‪ ،‬قاب‬ ‫یپ� ن‬ ‫امو�‬

‫هسته‌های بسته‌ی گوشه‌ای‪،‬‬ ‫قاب داخیل‬

‫‪66‬‬

‫خرپاهای کمربندی و خرپاهای کالهی‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫خرپاهای کمربندی و خرپاهای کالهی ستون‌ها را به‌هم متصل می‌کنند تا بتوانند در برابر‬ ‫جان� مقاومت کنند‪.‬‬ ‫ی‬ ‫تغی� مکان حاصل از بارهای ب‬ ‫خرپاهای کمربندی در طبقات ن‬ ‫میا� واقع می‌شوند اما خرپاهای کالهی در باالترین طبقات‬ ‫ساختمان واقع می‌شوند‪ .‬در ساختمان‌های با مهاربندی در دهانه مرکزی بدون خرپاهای‬ ‫جان� تنها توسط ستون‌های مرکزی که در کشش‌ یا فشار قرار‬ ‫کمربندی‌ ‌یا کالهی‪ ،‬بارهای ب‬ ‫‌گ�ند‪ ،‬تحمل می‌شوند و ستون‌های یب� ن‬ ‫و� تنها در برابر بار قائم مقاومت می‌کنند‪ .‬براساس‬ ‫می ی‬ ‫ن‬ ‫ت‬ ‫تحلیل‌های رایانه‌ای‪ ،‬خرپاهای کمربندی در ارتفاعات میا� از کار یآ� بیش�ی نسبت به ارتفاعات‬ ‫باال� برخوردارند‪.‬‬ ‫ی‬ ‫‌گ�د تا مانع‬ ‫خرپاهای کالهی معموال ً در طبقات اختصاص‌یافته به تاسیسات مکانییک قرار می ی‬ ‫دید در طبقات دیگر نباشند‪ .‬تحلیل‌های کامپیوتری بر روی ‌یک ساختمان نمونه ‪ 20‬طبقه‬ ‫نشان‌می‌دهد خرپاهای کمربندی معموال ً ت‬ ‫بیش�ین کار یآ� را با قاب‌های مهاربندی‌شده دارند‪،‬‬ ‫ن‬ ‫اما در قاب‌های ش‬ ‫تغی�‬ ‫خم� کار یآ�‬ ‫چندا� ندارند‪ .‬براساس‌این مطالعات خرپاهای کمربندی ی‬ ‫مکان را در‌یک قاب مهاربندی‌شده تا ‪ 37‬درصد کاهش می‌دهند اما ی ن‬ ‫هم� خرپاهای کمربندی‬ ‫تغی� مکان را در‌یک قاب ش‬ ‫خم� تنها ‪ 10‬درصد کاهش می‌دهند‪.‬‬ ‫ی‬

‫ســازه‬

‫سازه تکمیل‌کننده یب� ن‬ ‫و� متیک بر هسته‬

‫برای ساختمان‌های ی ن‬ ‫ب� ‪ 30‬تا ‪ 70‬طبقه‪ ،‬هسته‌های فوالدی مهاربندی‌شده‌ یا دیوارهای هسته‬ ‫تن‬ ‫جان� موثر و پربازده هستند‪ .‬اما برای ارتفاعات باالتر‪،‬‬ ‫ب� مسلح برای مقابله با بارهای ب‬ ‫ن‬ ‫ش‬ ‫پایداری سیستم‌های هسته در برابر خمش نا� از واژگو�‪ ،‬به‌طور فزاینده‌ای بازدهی خود‬ ‫را از دست می‌دهد‪.‬‬ ‫عالوه بر‌این‪‌،‬یک سیستم هسته که به‌طور ت‬ ‫ذا� بسیار باریک است‪ ،‬می‌تواند ین�وی باالبرنده‬ ‫گ‬ ‫ن‬ ‫واژگو� بزر� در سیستم شالوده تولید‌کند‪ .‬در‬ ‫زیادی در ستون‌های هسته و ین�وهای‬ ‫‪1‬‬ ‫هسته‌های ت ن‬ ‫ش‬ ‫ب� مسلح‪ ،‬اعضای دیوار مضاعف که در آن‌ها ین�وهای کش� خالص به‌وجود‬ ‫گ‬ ‫ت‬ ‫ت‬ ‫ن‬ ‫ن‬ ‫ن‬ ‫‌چن�‪ ،‬در هسته‌های‬ ‫می‌آید‪ ،‬می‌توانند به ساد� بازدهی ذا� ب� را در فشار از یب� بب�ند‪ .‬هم ی‬ ‫‌م�ان زیادی بر سخ�ت‬ ‫کش� جوش شونده‌یا پیچ‌شده مضاعف‪ 2‬می‌توانند به ی ز‬ ‫فوالدی‪ ،‬اعضای ش‬ ‫ن‬ ‫برپا� ساختمان بیافزایند‪ .‬سیستم هسته‪-‬سازه یب�و�‪‌،‬این مشکل را کاهش می‌دهد‪.‬‬ ‫ساخت و ی‬ ‫ن‬ ‫ن‬ ‫ت‬ ‫سیستم تکمیل‌کننده یب�و� در طول تاریخ در کش�‌های بادبا� استفاده شده‌است‪ .‬در‌این‌گونه‬ ‫ت‬ ‫کش�‌ها‪‌،‬این سیستم در بادبان‌ها برای مقابله با بارهای باد استفاده می‌شد و دکل‌های بلند‬ ‫و باریک را پایدار و قوی می‌کرد‪ .‬هسته د ‌ر یک ساختمان بلند مانند پخش‌کننده عمل کرده و‬ ‫بادبا�‪ ،‬سیستم سازه یپ� ن‬ ‫کش�‌های ن‬ ‫ستون‌ها مانند مهار عمل می‌کنند‪ .‬مانند ت‬ ‫امو� برای کاهش‬ ‫ن‬ ‫واژگو� در هسته که مانند‌یک طره خالص عمل می‌کند و انتقال گشتاور کاهش‌یافته‬ ‫گشتاور‬ ‫بازوها� که هسته را به‌این ستون‌ها متصل می‌کنند‪ ،‬به‌کار‬ ‫به ستون‌های خارجی از طریق‬ ‫ی‬ ‫می‌رود‪ .‬هسته ممکن است در مرکز واقع شده و بازوها در دو سمت آن واقع شوند و در برخی‬ ‫موارد ممکن است در‌یک سمت ساختمان واقع شده و بازوها به طرف ستون‌ها در سمت دیگر‬ ‫ساختمان امتداد‌یابند‪ .‬عملکرد‌ این سیستم در اصل به مقاومت و ت‬ ‫سخ� بازوهای طره شده‬ ‫گ‬ ‫بست� دارد‪ .‬بازوهای طره شده از هسته معموال ً به‌صورت خرپا در سازه‌های فوالدی و‌یا دیوار‬ ‫در سازه‌های ن‬ ‫بت� هستند‪ ،‬که به‌طور موثر به‌عنوان کالهیک صلب‪ ،‬سبب‌ایجا ‌د یک زوج ین�وی‬ ‫ش‬ ‫کش�‪ -‬فشاری در ستون‌های خارجی می‌شوند‪.‬‬ ‫‪Excessive Wall Elements .1‬‬ ‫‪Excessive Welded or Bolted Tensile Splices .2‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫سیستم‌های مرکب از قاب و هسته توام با خرپاهای کمربندی صلب‬

‫بازد ‌ه یا کار یا� ساختمان ساده را می‌توان با استفاده از خرپاهای کمربندی افقی که قاب را به‬ ‫هسته می‌بندند‪ ،‬به ی ز‬ ‫‌م�ان زیادی افزایش داد‪ .‬ساختمان می‌تواند ‌یک ‌یا چند خرپای کمربندی‬ ‫بیش�ی به‌کار برده شود‪ ،‬رفتار‌یکپارچه تر است و ت‬ ‫داشته باشد‪ .‬هر چقدر که خرپاهای ت‬ ‫سخ�‬ ‫سیستم ت‬ ‫بیش� افزایش می‌یابد‪.‬‬ ‫هنگامی که قاب به هسته سازه مفصل شده باشد‪ ،‬هسته مانند‌یک یت�ه طره‌ای عمل می‌نماید‬ ‫و باالی آن به آزادی دوران می‌نماید‪ .‬در‌این حالت قاب دوران بسیار کمی را تحمل می‌کند‪.‬‬ ‫اما اگر قاب به‌وسیله‌یک خرپای کمربندی به هسته بسته شده باشد‪ ،‬هنگامی‌که هسته سعی‬ ‫بر خم‌شدن دارد‪ ،‬خرپاهای کمربندی مانند بازوهای اهرم عمل می‌نمایند و در ستون‌های‬ ‫یپ� ن‬ ‫امو� مستقیماً تنش‌های محوری ‌ایجاد می‌کنند و در‌واقع از هر گونه دور نا� در باالی‬ ‫جلوگ�ی می‌شود‪ .‬ستون‌ها ی ز‬ ‫تغی� شکل هسته مقاومت‬ ‫سیستم‬ ‫ن� به نوبه خود در مقابل ی‬ ‫ی‬ ‫می‌نمایند‪.‬‬ ‫به‌عبارت‌دیگر‪ ،‬در هسته کامال ً برش‌های افقی‌ایجاد می‌شود و خرپاهای کمربندی برش قائم‬ ‫جز� که در باالی سیستم‌ایجاد می‌شود‬ ‫را از هسته به قاب نما انتقال می‌دهند‪ .‬یگ�داری ی‬ ‫در ن‬ ‫منح� گشتاور منعکس شده‌است ‌‪ .‬این سیستم دیگر مانن ‌د یک یت�ه طره‌ای خالص عمل‬ ‫نمی‌کند‪ ،‬زیرا هم در باال و هم در ی ن‬ ‫پای� یگ�دار است‪.‬‬

‫ســازه‬

‫خرپاهای کمربندی اغلب برای انتقال‌این ین�وهای ش‬ ‫کش� و فشاری به ستون‌های قاب خارجی‬ ‫تعبیه می‌شوند‪ .‬خرپاهای کمربندی هم ی ن‬ ‫تغی� طول متفاوت ستون‌ها در کشش‬ ‫‌چن� به کاهش ی‬ ‫و فشار کمک می‌کنند‪ .‬بازوها هم ی ن‬ ‫‌چن� می‌توانند متیک بر ابر‌ستون‌های در یپ�امون ساختمان‬ ‫باشند‪ .‬با‌ این‌که‌این سازه در اصل‌یک سیستم داخیل است‪ ،‬با حضور خرپاهای کمربندی‌یا‬ ‫جان� ایجاد می‌شود‪.‬‬ ‫ابرستون‌ها‪ ،‬محیط وسیع‌تری در سازه برای مقابله با بارهای ب ‌‬ ‫برخی از مزیت‌های دیگر سیستم هسته‪-‬سازه یب� ن‬ ‫و� آن است‌که فاصله‌گذاری ستون‌های‬ ‫گ‬ ‫ت‬ ‫شناخ� و عملکردی را پاسخ گوید و سیستم قاب‌بندی‬ ‫زیبا�‬ ‫خارجی می‌تواند به ساد� الزامات ی‬ ‫خارجی ساختمان می‌تواند شامل قاب‌بندی ساده‌ای از یت� و ستون بدون نیاز به اتصاالت‬ ‫مقاوم ش‬ ‫‌خم� باشد‪ .‬برای ساختمان‌های فوق بلند‌مرتبه‪ ،‬اتصال بازوها با ابر ستون‌های‬ ‫زیبا� انعطاف‌پذیر و بیان معمارانه آزاد می‌گذارد و‬ ‫خارجی‪ ،‬سیستم نماسازی را برای‌ایجاد ی‬ ‫در‌نتیجه بر مشکل اصیل فرم بسته سیستم‌های لوله‌ای غلبه می‌کند‪ .‬به‌عالوه‪ ،‬سیستم سازه‬ ‫یب� ن‬ ‫ح� ت‬ ‫و� متیک بر هسته قابلیت کاربرد در ساختمان‌های تا ‪ 150‬طبقه و ت‬ ‫بیش� را دارد‪.‬‬ ‫محدودیت اصیل ‌این سیستم‪ ،‬آن است که بازوهای طره شده از هسته فضای معماری‬ ‫قابل استفاده در طبقات را کاهش می‌دهند‪ .‬عالوه بر ‌این‪ ،‬عدم وجود طبیعت تکرار‌شونده‬ ‫قاب‌بندی سازه‌ای‪ ،‬سبب اثر منفی بر فرآیند ساخت می‌شود‪ .‬اما می‌توان بر‌این محدودیت‌ها‬ ‫‌گ�ی بازوها در طبقات تاسیسات مکانییک و‬ ‫از طریق طراحی دقیق معماری و سازه مانند قرار ی‬ ‫ن‬ ‫اهنماها� واضح و روشن برای ساخت‪ ،‬غلبه کرد‪ .‬سیستم تکمیل‌کننده یب�و� متیک‬ ‫طراحی ر‬ ‫ی‬ ‫بر هسته می‌تواند در هر ترکیب ساخت فوالدی‪ ،‬ن‬ ‫ترکی� (کامپوزیت) شکل یگ�د‪ .‬به‌علت‬ ‫و‬ ‫بت�‬ ‫ب‬ ‫‌ها� که در باال به آن‌ها اشاره شد‪‌ ،‬این‬ ‫بسیاری از فواید عملکردی ‌این سیستم‌ها و مزیت ی‬ ‫ن‬ ‫اخ� در رسارس دنیا در ساختمان‌های بسیار بلند استفاده فراوا� داشته‬ ‫سیستم در سال‌های ی‬ ‫است‪ ،‬مهم‌ترین استفاده از‌این سیستم سازه‌ای را می‌توان در آسمان‌خراش‌های معارص مانند‬ ‫برج ی ن‬ ‫ج� مائو در شانگهای و برج تایپه ‪ 101‬در تایپه مشاهده کرد‪.‬‬

‫‪67‬‬

‫‪68‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫خرپاهای کمربندی را می‌توان ‌یا با اتصاالت مفصیل و‌یا با اتصاالت صلب به ستون‌های‬ ‫یپ�امون متصل‌کرد‪ .‬اگر خرپاها به ستون‌ها به‌طور پیوسته متصل باشند‪ ،‬تمام سیستم‬ ‫به‌صورت واحد عمل می‌کند و در نتیجه فقط درصد کمی از ظرفیت تحمل گشتاور هسته‬ ‫‌گ�د زیرا دیوارهای هسته نسبتاً‬ ‫نزدیک تار خنثای مقطع ساختمان‪ ،‬قرار‬ ‫مورد استفاده قرار‌می ی‬ ‫ِ‬ ‫ن‬ ‫دارند‪ .‬از طرف دیگر بازوهای ارتجاعی که از هسته طره شد و به ستون‌های یپ�امو� مفصل‬ ‫می‌شوند‪ ،‬ظرفیت تحمل گشتاور هسته را به‌نحو ت‬ ‫به�ی قابل استفاده می‌سازند و از ستون‌های‬ ‫خارجی ی ز‬ ‫ن� مانند سیستم صلب استفاده می‌شود‪ .‬با‌ این حال چون اتصاالت مفصیل فقط‬ ‫برش را انتقال می‌دهند و هیچ گشتاور ش‬ ‫خم� در ستون‌ه‌ا ایجاد نمی‌کنند‪ ،‬ظرفیت بار محوری‬ ‫ستون‌ها افزایش می‌یابد‪.‬‬

‫ســازه‬

‫سازه یت� دیواری‬

‫‪1‬‬

‫‌ها�‬ ‫ها� به ارتفاع طبقه استفاده می‌شود که‌این یت�ها بر ردیف ی‬ ‫در‌این سیستم سازه‌ای‪ ،‬از یت� ی‬ ‫‌گ�ند‪‌ .‬این یت�ها ممکن است خرپاهای فوالدی‬ ‫از ستون در امتداد دیوارهای خارجی قرار می ی‬ ‫بت� و‌یا دیوارهای ن‬ ‫‌یا ن‬ ‫بت� توپر باشند‪ .‬متداول‌ترین سازه‌های یت� دیواری‪ ،‬سیستم‌های‬ ‫فاصله‌گذاری و سیستم خرپای متناوب هستند‪ .‬در‌این سیستم خرپاها‪ ‌،‬یک طبقه در میان‬ ‫فوقا� و هم در تار ن‬ ‫ن‬ ‫تحتا�‌شان‬ ‫به‌کار برده می‌شوند‪ .‬این خرپاها دال‌های کف را هم در تار‬ ‫ض‬ ‫نگه می‌دارند‪ .‬فضای آزادی که در طبقات متناوب (‌یک در میان)‌ایجاد می‌شود‪ ،‬برای بع� از‬ ‫انواع ساختمان‌ها که در طرح‌ریزی فضاهای آن‌ها انعطاف‌پذیری الزم است‪ ،‬سودمند خواهد‬ ‫سخ� بسیار ت‬ ‫بود‪ .‬ساختمان متشکل از خرپاهای متناوب دارای ت‬ ‫بیش�ی نسبت به سیستم‬ ‫‌گ�ی‬ ‫فاصله‌گذاری است‪ ،‬زیرا در‌این حالت خرپاها در تمام طبقات به‌کار می‌روند و قرار ی‬ ‫تاث� زیادی در مقاومت در برابر بارهای افقی و قائم‌ایجاد می‌کند‪ .‬در‬ ‫آن‌ها به‌صورت متناوب ی‬ ‫ساختمان‌های بلند با استفاده از سازه خرپاهای متناوب فوالدی‪ ،‬نسبت به قاب‌های معمویل‬ ‫‌جو� نمود و اتصاالت ت‬ ‫کم�ی در‬ ‫فوالدی می‌توان حدود ‪ 40‬درصد در استفاده از فوالد رصفه ی‬ ‫ت‬ ‫محل ساختمان الزم می‌شود‪‌.‬این سیستم معموال ً دارای بازدهی بیش�ی نسبت به سازه قاب‬ ‫مهاربندی‌شده‌است‪ ،‬ضمن‌این‌که از خرپاها می‌توان در نمای ساختمان ی ز‬ ‫ن� استفاده کرد‪ .‬در‌این‬ ‫سیستم فرض می‌شود دال‌های کف مانند دیافراگم‌های بسیار سخت عمل می‌کنند به ت‬ ‫‌صور�‬ ‫تغی� شکل ‌یک یت� طره‌ای صلب تصور نمود که‬ ‫تغی� شکل ساختمان را می‌توان مشابه ی‬ ‫که ی‬ ‫جان� را به خرپاها منتقل نموده و خرپاها ین�ز‬ ‫ش‬ ‫دال‌های کف‪ ،‬تمام برش نا� از ین�وهای ب‬ ‫بارها را به‌صورت ین�وهای محوری به ستون‌ها انتقال می‌دهند‪ .‬اما در سیستم فاصله‌گذاری‪،‬‬ ‫ت‬ ‫طبقا� که دارای خرپا هستند مانند قطعات صلب‪ ،‬بسیار سخت هستند و به ت‬ ‫تغی�‬ ‫سخ� ی‬ ‫ت‬ ‫(طبقا� که دارای خرپا نیستند) فقط از ستون‌ها می‌توانند برای‬ ‫شکل می‌دهند‪ .‬ویل طبقات باز‬ ‫تغی� شکل ستون‌های قاب‬ ‫مشابه‬ ‫‌ها‬ ‫ن‬ ‫ستو‬ ‫‌این‬ ‫شکل‬ ‫تغی�‬ ‫کنند‪.‬‬ ‫‌جان� استفاده‬ ‫ی‬ ‫ی‬ ‫تحمل بار ب‬ ‫صلب معمویل است‪ .‬از آن‌جا که خرپاها باید در مقابل برش قائم مقاومت کنند‪ ،‬هرگونه‬ ‫گ‬ ‫تغی� شکل ‌ایجاد می‌کند و باعث کاهش صلبیت یت�ها‬ ‫بازشد� در یت�های دیواری در آن‌ها ی‬ ‫می‌شود ‪.‬‬

‫‪Wall Beam Structure .1‬‬

‫سازه‌های طره‌ای‬

‫‌ها� هستند که در باالتر از فونداسیون شبیه قاب‌های ش‬ ‫خم� در‬ ‫سازه‌های طره‌ای شامل برج ی‬ ‫جان� در خمش و برش مقاومت می‌کنند‪ .‬طره‌ها در‬ ‫برابر بار ثقیل در فشار و در برابر بار ب‬ ‫ش‬ ‫تمام ارتفاع برج در معرض خمش به‌طور ‌یکنواخت هستند‪ ،‬در‌حایل‌که قاب‌های خم� در‬ ‫معرض خمش در محل اتصال یت�ها و ستون‌ها ی ز‬ ‫ن� هستند‪ .‬خمش‌یکنواخت برج‌های طره‌ای‬ ‫از کم‌ترین مقدار در باال تا ت‬ ‫بیش�ین مقدار در پایه افزایش می‌یابد‪ ،‬در‌حایل‌که خمش موضعی‬ ‫تغی� می‌کند‪ .‬برج‌های طره‌ای ممکن است‬ ‫یت�ها و ستون‌ها در هر سطح از مثبت به منفی ی‬ ‫دیوارهای بسیار باریک‪ ،‬هسته‌های ش‬ ‫بر� به شکل جعبه‌های میان تهی ‌یا ستون‌های صلب‬ ‫باشند‪ .‬رایج‌ترین مصالح طره ها‪ ،‬ت ن‬ ‫چو� دیرک‌ها هستند‪.‬‬ ‫ب� مسلح‪ ،‬فوالد و برای خانه‌های ب‬ ‫طبقات ممکن است از برج طره شوند‪ .‬طره ها نیاز به شالوده‌های بزرگ برای مقاومت در‬ ‫ن‬ ‫واژگو� دارند‪ .‬سیستم‌های طره‌ای شامل برج‌های چند‌گانه ممکن است شالوده‌های‬ ‫برابر لنگر‬ ‫متصل به‌هم داشته باشند که برج‌ها را برای پایداری ت‬ ‫بیش� به‌یکدیگر متصل می‌کنند‪ .‬سیستم‬ ‫طره‌ای به‌دلیل انعطاف‌پذیری سازه طره‌ای کف و مقدار نسبتاً زیاد فوالد مسلح کننده الزم‬ ‫برای مقاومت در برابر گشتاورهای منفی دال‪ ،‬نوع متداول ساختمان نیست‪ .‬اگر سازه کف در‬ ‫خرپا� به‌ارتفاع طبقه نگه داشته‌شود‪،‬‬ ‫اطراف محیطش به‌وسیله‬ ‫آویزها� معلق از سیستم‌های ی‬ ‫ی‬ ‫بر ت‬ ‫سخ� کیل ساختمان افزوده می‌شود‪ .‬بارهای ثقیل در سیستم طره‌ای به‌طور تدریجی‬ ‫ت‬ ‫ث‬ ‫حداک� در پای ساختمان اضافه می‌شود‪ ،‬در‌صور�‌که بارهای آویزها در‬ ‫از صفر در باال تا‬ ‫گ‬ ‫ت‬ ‫سیستم معلق باید ابتدا به باالی هسته آورده شود‪ ،‬از‌این رو ین�وی پیش‌تنید� خییل بیش�ی‬ ‫ن‬ ‫فوقا� هسته ‌ایجاد می‌شود‪ .‬اگر از تفاوت فشار ‌ایجاد‌شده در اثر بارهای ثقیل‬ ‫در ناحیه‬ ‫جان� به‌صورت مشابهی عکس‌العمل نشان‬ ‫بارهای‬ ‫مقابل‬ ‫در‬ ‫سیستم‬ ‫دو‬ ‫هر‬ ‫شود‪،‬‬ ‫‌نظر‬ ‫رصف‬ ‫ب‬ ‫ن‬ ‫ن‬ ‫ش‬ ‫منح� یک یت� طره‌ای با بارگذاری ‌یکنواخت‬ ‫‌‬ ‫می‌دهند‪ .‬منح� گشتاور خم� حاصله شبیه‬ ‫ث‬ ‫حداک� گشتاور ش‬ ‫خم� در انتهای ثابت آن است‪.‬‬ ‫است که در آن‬

‫‪Cantilever Systems .1‬‬

‫ســازه‬

‫رفتار طره‌ای (مقاومت ش‬ ‫خم�)‬ ‫ش‬ ‫جان� مقاومت می‌کنند‪،‬‬ ‫سازه ی‬ ‫‌ها� که با رفتار طره‌ای و مقاومت خم� در برابر ین�وهای ب‬ ‫ش‬ ‫‌ها� که به‌وسیله ترکیب‬ ‫شامل طره‌ها‪ ،‬قاب‌های خم� و سیستم‌های لوله‌ای است‪ .‬سیستم ی‬ ‫خم� و محوری در برابر بارهای جان� مقاومت می‌کنند‪ .‬ن‬ ‫زما�‌که تنش ش‬ ‫تنش‌های ش‬ ‫خم� از‬ ‫ب‬ ‫فشار به تنش صفر در تار ث‬ ‫تغی� می‌کند‪ ،‬فقط نیمی از مقطع عر�ض به‌طور موثر به‌کار‬ ‫خن� ی‬ ‫گرفته می‌شود‪‌.‬این امر سبب می‌شود‌این سیستم‌ها انعطاف‌پذیر‌تر از قاب‌های مهاربندی‌شده‌‬ ‫بر� باشند‪ .‬انعطاف‌پذیری و شکل‌پذیری ت‬ ‫یا قاب‌های با دیوار ش‬ ‫بیش� برای جذب انرژی زلزله‬ ‫در دامنه االستیک‪ ،‬ش�ایطی همانند ‌یک شاخه گل در معرض وزش باد را فراهم می‌آورد‪.‬‬ ‫به‌عبارت‌دیگر‪ ،‬مقاومت ش‬ ‫‌ها� شود که تخریب عنارص‬ ‫خم� می‌تواند سبب ی‬ ‫تغی� شکل ی‬ ‫یغ�‌سازه‌ای را به‌دنبال داشته باشد‪ .‬در برخی موارد سازه‌های مقاوم ش‬ ‫‌یا�‬ ‫خم�‪ ،‬برای دست ب‬ ‫ت‬ ‫ت‬ ‫‌ها� از قبیل مهاربندی ‌یا دیوار ش‬ ‫بر� ترکیب‬ ‫جان�‪ ،‬با سیستم ی‬ ‫به سخ� بیش� تحت بارهای ب‬ ‫می‌شوند‪.‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫سیستم‌های طره‌ای‬

‫‪1‬‬

‫‪69‬‬

‫‪70‬‬

‫سیستم‌های معلق‬

‫‪1‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫سازه‌های بلند معلق‌یا سیستم‌های عمودی معلق‪ ،‬با سازه‌های معلق مانند پل‌های معلق که‬ ‫از دو نقطه آویزان شده‌اند‪ ،‬متفاوت هستند‪ .‬سازه‌های بلند معلق معموال ً به‌طور عمودی از‬ ‫تن‬ ‫نداش� ستون در طبقات و وجود‬ ‫باال آویزان هستند‪ .‬اساس ساخت سازه‌های بلند معلق‪ ،‬بر‬ ‫هسته‌ها استوار است‪ .‬سازه‌های بلند معلق معموال ً باریک بوده و نسبت ارتفاع به عرض‬ ‫کمی‌دارند‪ .‬رفتار ‌این سازه‌ها شبیه ت‬ ‫درخ� است که بدنه آن در برابر بارهای ش‬ ‫خم� مقاومت‬ ‫ن‬ ‫می‌کند و ریشه‌های بزرگ آن در برابر واژگو� پایداری‌ایجاد می‌کند‪ .‬فرم ظاهری باریک‪ ،‬در‬ ‫طرحی که به ت‬ ‫‌درس� طراحی شده‪ ،‬می‌تواند انعطاف‌پذیری را افزایش دهد و به ی ن‬ ‫‌هم� دلیل‬ ‫مانند ت‬ ‫درخ� باریک که درمعرض باد قرار گرفته است‪ ،‬عمل کند‪.‬‬ ‫سیستم‌های معلق به‌دلیل استفاده موثر از مصالح و مناسب بودن برای دهانه‌های طویل‬ ‫مورد توجه هستند‪ .‬تمام بارها در سیستم‌های معلق فقط با کشش مستقیم حمل می‌شوند‪،‬‬ ‫بنابراین کاهش تنش‌های مجاز در اثر ناپایداری ش‬ ‫نا� از خمش و کمانش لزومی ندارد‪ .‬به‌این‬ ‫دلیل مساحت سطح مقطعی اعضای ش‬ ‫کش� را می‌توان به حداقل کاهش داد‪ .‬به‌عالوه‪،‬‬ ‫به‌علت مقاومت تسلیم زیاد فوالد کابل که ظرفیت باربری آن می‌تواند ‪ 6‬برابر ت‬ ‫بیش� از ظرفیت‬ ‫ن‬ ‫‌جو� در مصالح به مقدار ت‬ ‫بیش�ی افزایش می‌یابد‪.‬‬ ‫فوالد‌های ساختما� معمویل باشد‪ ،‬رصفه ی‬ ‫مس� بار در‬ ‫در ابتدای امر سازه‌های معلق یغ�‌منطقی به نظر می‌رسند‪ .‬با توجه به انحراف ی‬ ‫‌این سیستم‌ها‪ ،‬بار ثقیل ابتدا به‌سمت باال رفته و سپس ی ن‬ ‫پای� می‌آید‪ .‬اما مزایای معماری‬ ‫و سازه‌ای ‌این سیستم‌ها که در ادامه بیان خواهد شد‪ ،‬پاس ‌خ این ابهام را به تفصیل بیان‬ ‫می‌کند‪.‬‬

‫ســازه‬

‫مزایای معماری‬

‫‪ .‬تعداد کم ستون در طبقه همکف‪ ،‬انعطاف‌پذیری در پالن و دید بدون مانع‌ایجاد می‌کند‪.‬‬ ‫‪ .‬ت‬ ‫گس�ش آینده ساختمان با کم‌ترین دخالت ساخت‪ ،‬ممکن می‌شود‪.‬‬ ‫ت‬ ‫‪ .‬آویزها به جای ستون‌های بزرگ انعطاف‌پذیری و دید به�ی فراهم می‌آورند‪.‬‬

‫مزایای سازه‌ای‬

‫‪ .‬کمانش در آویزها حذف شده و فشار با کشش جایگزین می‌شود‪.‬‬ ‫‪ .‬آویزهای قدرتمند جایگزین ستون‌های فشاری بزرگ می‌شوند‪.‬‬ ‫‪ .‬طبقات می‌تواند روی ی ن‬ ‫زم� ساخته شده و پس از تکمیل بدون نیاز به داربست‪ ،‬باال برده‬ ‫شوند‪.‬‬

‫محدودیت‌ها‬

‫‪ .‬محدودیت مهم در سازه‌های بلند معلق‪ ،‬تعداد طبقات در هر دسته است‪ .‬وجود بیش‬ ‫تغی� شکل‌های ناهمسان یغ� قابل قبول شود‪.‬‬ ‫از ده طبقه در هر دسته‪ ،‬ممکن است سبب ی‬ ‫به‌طور معمول ستون‌های متداول در ساختمان‌ها تحت ین�وهای فشار دچار کرنش‌های تقریباً‬ ‫تغی� شکل‌های ناهمسان ت‬ ‫بزرگ�ی هستند‪،‬‬ ‫برابر می‌شوند‪ .‬اما سازه‌های بلند معلق در معرض ی‬ ‫زیرا آویزها تحت بارهای ثقیل‪ ،‬برخالف ستون‌ها که طولشان کوتاه می‌شود‪ ،‬دچار افزایش‬ ‫طول می‌شوند‪.‬‬

‫‪Suspension Systems .1‬‬

‫گزینه‌های طراحی‬

‫سازه‌های بلند‌مرتبه معلق ممکن است در ترکیب‌بندی‌های مختلفی بر اساس محدودیت‌های‬ ‫ت‬ ‫توضیحا� که‬ ‫گوناگون و مفاهیمی در رابطه با رفتار آن‌ها در برابر ین�وها طراحی شوند‪.‬‬ ‫در ادامه بیان می‌شود اصول طراحی منطق ‌ی این سیستم‌ها را بیان‌می‌کند‪ .‬انواع گزینه‌های‬ ‫طراحی می‌تواند شامل موارد زیر باشد‬ ‫‪ .‬برج‌های منفرد (با‌یک تکیه‌گاه عمودی)‬ ‫‪ .‬برج‌های چند گانه (دارای چندین تکیه‌گاه عمودی)‬ ‫‪ .‬برج با‌یک دسته (‌یک دسته از طبقات)‬ ‫‪ .‬برج با دسته‌های چند گانه (چندین دسته از طبقات)‬ ‫در ت‬ ‫بیش� ساختمان‌های معلق امروزی از سیستم هسته صلب استفاده می‌شود‪ .‬هسته ‌یا‬ ‫هسته‌ها تمام وزن ساختمان را حمل می‌کنند و ین�وهای باد (‌یا زلزله) را به‌صورت خمش‬ ‫طره‌ای تحمل می‌نمایند‪.‬‬

‫ســازه‬

‫گ‬ ‫ی این نوع‬ ‫شالوده‌های بسیار بزر� برای هسته الزم است‪ .‬برخی از اشکاالت و محدودیت‌ها ‌‬ ‫سیستم‌ها به قرار زیر است‪:‬‬ ‫‪ .‬محدودیت مهم در سازه‌های بلند معلق تعداد طبقات در هر دسته است‪ .‬وجود بیش از‬ ‫تغی� شکل‌های ناهمسان یغ� قابل قبول شود‪ .‬به‌طور‬ ‫ده طبقه در هر دسته ممکن است سبب ی‬ ‫معمول ستون‌های متداول در ساختمان‌ها تحت ین�وهای فشار‪ ،‬دچار کرنش‌های تقریباً برابر‬ ‫تغی� شکل‌های ناهمسان ت‬ ‫بزرگ�ی هستند‪ ،‬زیرا‬ ‫می‌شوند‪ .‬اما سازه‌های بلند معلق در معرض ی‬ ‫آویزها تحت بارهای ثقیل‪ ،‬برخالف ستون‌ها که طولشان کوتاه می‌شود‪ ،‬دچار افزایش طول‬ ‫می‌شوند‪ .‬بدون وجود کمانش‪ ،‬تنش ش‬ ‫کش� فراوان در آویزها سبب کرنش‌های بزرگ شده که‬ ‫تغی� شکل‌های نابرابر را افزایش می‌دهد‬ ‫در نتیجه ی‬ ‫ش‬ ‫تغی� بار روی کابل‌ها‪ ،‬به‌دلیل فقدان صلبیت خم� کابل وجود‬ ‫تغی� مکان سازه با ی‬ ‫‪ .‬امکان ی‬ ‫گ‬ ‫دارد و‌این امر منجر به افزایش پیچید� اجرا می‌شود‬ ‫‪ .‬تمرکز زیاد تنش ها در محل مهار عنارص ش‬ ‫کش� وجود دارد‬ ‫جان� باید وسیله هسته تحمل شود‬ ‫‪ .‬تمام ین�وهای ب‬ ‫نس� ی ن‬ ‫ب� کف‌های آویزان و هسته باید به حساب آورده شود‬ ‫‪ .‬حرکت ب‬ ‫ت‬ ‫ن‬ ‫مس� بسیار بیش�ی را طی نمایند‬ ‫زم� برسند‪ ،‬باید ی‬ ‫‪ .‬بارهای قائم برای‌این‌که به ی‬ ‫گ‬ ‫‪ .‬شالوده‌های بسیار بزر� برای هسته الزم است‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫تغی� بار روی کابل‌ها‪ ،‬به‌دلیل فقدان صلبیت ش‬ ‫خم� کابل وجود‬ ‫تغی� مکان سازه با ی‬ ‫‪ .‬امکان ی‬ ‫گ‬ ‫دارد و‌این امر منجر به افزایش پیچید� اجرا می‌شود‬ ‫‪ .‬تمرکز زیاد تنش ها در محل مهار عنارص ش‬ ‫کش� وجود دارد‬ ‫جان� باید به‌وسیله هسته تحمل شود‬ ‫‪ .‬تمام ین�وهای ب‬ ‫نس� ی ن‬ ‫ب� کف‌های آویزان و هسته باید به‌حساب آورده شود‬ ‫‪ .‬حرکت ب‬ ‫ت‬ ‫ن‬ ‫مس� بسیار بیش�ی را طی نمایند‬ ‫باید‬ ‫برسند‪،‬‬ ‫زم�‬ ‫به‬ ‫‌که‬ ‫ن‬ ‫‌ای‬ ‫ای‬ ‫ر‬ ‫ب‬ ‫قائم‬ ‫‪ .‬بارهای‬ ‫ی‬ ‫ی‬

‫‪71‬‬

‫‪72‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫سازه خارجی‬

‫وضعیت بخش خارجی ساختمان‪ ،‬بیش از هر نوع ساختمان دیگر‪ ،‬در ساختمان‌های بلند از‬ ‫اهمیت سازه‌ای ویژه‌ای برخوردار است که ش‬ ‫نا� از بلندی ‌این ساختمان‌هاست و به معنای‬ ‫ت‬ ‫جان�‪ ،‬به‌خصوص بارهای ش‬ ‫نا� از باد است‪ .‬بنابراین‪،‬‬ ‫آسیب‌پذیری بیش� در برابر بارهای ب‬ ‫جان� را در محیط ساختمان بلند‬ ‫حالت مطلوب آن است که تا حد امکان اجزای سیستم باربر ب‬ ‫جان� را افزایش داد‪.‬‬ ‫مستقر‌کرد تا عمق سازه‌ای و در نتیجه ی‬ ‫توانا� آن‌ها در تحمل بارهای ب‬ ‫ف‬ ‫در‌این بخش سیستم‌های مختلف از نوع سازه خارجی معر� می‌شوند‪.‬‬

‫ســازه‬

‫سیستم‌های لوله‌ای‬

‫‪1‬‬

‫ییک از سازه‌های خارجی بسیار رایج‪ ،‬سیستم لوله‌ای است که می‌تواند به‌عنوان‌یک سیستم‬ ‫‌گ�د‪ ،‬تعریف‬ ‫جان� به‌کار‌می ی‬ ‫سازه‌ای سه بعدی که کل محیط ساختمان را برای تحمل بارهای ب‬ ‫ین‬ ‫نخست� کاربرد مفهوم لوله‌ای به فضلور خان نسبت داده می‌شود ک ‌ه این مفهوم را در‬ ‫شود‪.‬‬ ‫‪2‬‬ ‫ن‬ ‫نخست� ساختمان با سیستم‬ ‫سال ‪ 1961‬مطرح کرد و ساختمان ‪ 43‬طبقه دویت چس نات ‪،‬‬ ‫ی‬ ‫لوله‌ای را در شیکاگو طراحی نمود‪.‬‬ ‫ش‬ ‫سیستم‌های لوله‌ای‪ ،‬گروهی از قاب‌های خم� هستند که در آن‌ها ستون‌های با فاصله‬ ‫کم و یت�های محیطی با ارتفاع زیاد(و دهانه کم)‪ ،‬که در باال و ی ن‬ ‫پای� آن‌ها سوراخ‌های پنجره‬ ‫قرار دارند‪ ،‬به‌صورت دیوار دور تا دور ساختمان پیچیده شده‌اند‪ .‬به‌گونه‌ای که نمای ظاهری‬ ‫ساختمان شبی ‌ه یک دیوار با سوراخ‌های متعدد می‌شود‪ .‬بدین ترتیب سیستم مقاوم در برابر‬ ‫جان� که در نمای ساختمان قرار گرفته‪ ،‬در مقایسه با سیستم‌های واقع در درون‬ ‫ین�وهای ب‬ ‫ت‬ ‫ش‬ ‫ساختمان ثبات و مقاومت بیش�ی در برابر پیچش و گشتاورهای پیچ� ‌ایجاد می‌کند‪ .‬از‬ ‫آن‌جا که در‌این سیستم سازه‌ای‪ ،‬دیوارهای یپ� ن‬ ‫امو� (متشکل از ستون‌های نزدیک به‌ یکدیگر و‬ ‫یت�های با ارتفاع زیاد) در مجمو ‌ع یک لوله سازه‌ای مشبک‌ایجاد می‌کنند‪ ،‬آن را قاب لوله‌ای و‬ ‫‌یا سیستم لوله‌ای می‌نامند‪.‬‬ ‫در طرح لوله‌ای‪ ،‬فرض می‌شود که عنارص سازه‌ای یپ� ن‬ ‫جان�‬ ‫بارهای‬ ‫مقابل‬ ‫در‬ ‫ساختمان‬ ‫امو�‬ ‫ب‬ ‫ق‬ ‫صندو� (جعبه‌ای) توخایل که از ی ن‬ ‫زم� طره شده عمل می‌کند‪ .‬چون‬ ‫هم‌چون‌یک یت� با مقطع‬ ‫ت‬ ‫ی یا دیوارهای‬ ‫جان� را تحمل می‌کنند‪ ،‬مهاربندی‌های قطر ‌‬ ‫دیوارهای خارجی‪ ،‬تمام‌یا بیش� بار ب‬ ‫ش‬ ‫بر� داخیل پرهزینه حذف می‌شوند‪ .‬البته می‌توان با افزودن نوعی مهاربندی داخیل لوله را‬ ‫ت‬ ‫جان� واقع در نما‪ ،‬امکان کاهش تعداد‬ ‫بیش� تقویت کرد و سخت‌تر نمود‪ .‬سیستم مقاوم ب‬ ‫و ابعاد ستون‌های داخیل را (که رصفاً بار ثقیل تحمل می‌کنند) فراهم می‌سازد‪ .‬عالوه بر‌این‪،‬‬ ‫اجرای طبقات و بام در‌یک دهانه و در تمام طول ساختمان می‌تواند سبب انعطاف‌پذیری‬ ‫در طراحی معماری طبقات و بهینه شدن فضاها به‌دلیل وجود فضاهای بدون ستون شود‪.‬‬ ‫توانا� بسیار زیادی است و در مرصف مواد و مصالح سازه‬ ‫‌این سیستم دارای خصوصیات و ی‬ ‫‌جو� زیاد می‌شود‪ .‬بازده سازه‌ای سیستم‌های لوله‌ای به‌قدری زیاد است که در بیش�ت‬ ‫یز‬ ‫ن� رصفه ی‬ ‫موارد مقدار مصالح سازه‌ای مرصف‌شده برای هر فوت مربع کف (یا سقف) قابل مقایسه با‬ ‫قا� متداول به ارتفاع نصف است‪.‬‬ ‫مقدار مصالح مرصف شده در ساختمان‌های ب‬ ‫خرپا�‪،‬‬ ‫قا�‪ ،‬لوله مهاربندی‌شده (لوله ی‬ ‫سیستم‌های لوله‌ای را می‌توان به‌صورت لوله‌های ب‬ ‫لوله با دیوار ش‬ ‫بر� موازی‪ ،‬لوله در لوله‪ ،‬لوله اصالح شده) و لوله‌های دسته‌شده‌استفاده کرد‪.‬‬ ‫‪Tubular Systems .1‬‬ ‫‪DeWitt-Chestnut Apartment Building, .2‬‬ ‫‪1961 ,Chicago‬‬

‫لوله مهاربندی‌شده‬

‫لوله خارجی را می‌توان با افزودن عنارص قطری در صفحه‌های خارجی و ‌یا با اضافه نمودن‬ ‫بر� از داخ ‌ل یا هسته‌های داخیل تقویت کرد‪ .‬مهاربندی لوله‌ای ی ز‬ ‫دیوارهای ش‬ ‫ن� مانند قاب‬ ‫جان� را به‌وسیله عملکرد لوله‌ها تحمل می‌کند‪ .‬با‌این حال‪ ،‬مهاربند لوله‌ای‪،‬‬ ‫لوله‌ای‪ ،‬بارهای ب‬ ‫سخ� ت‬ ‫ت‬ ‫بیش�ی نسبت به قاب‌های لوله‌ای فراهم‌می‌کند و برای مقاومت در برابر ین�وهای‬ ‫ن‬ ‫‌چن� مهاربندی‌های لوله‌ای می‌توانند برای‬ ‫جان� مانند زلزله و باد مناسب‌تر است‪ .‬هم ی‬ ‫ب‬ ‫مقاومت در برابر ین�وی لرزه‌ای در سازه‌های بلند مفید و مناسب باشند‪ .‬مهاربندی‌های لوله‌ای‬ ‫مانند قاب‌های لوله‌ای می‌توانند لوله‌های تیک‌یا مجموعه‌ای از لوله‌ها باشند‪.‬‬ ‫مهاربند لوله‌ای به همکاری نزدیک معمار و مهندس نیاز دارد‪ ،‬چرا که‪:‬‬ ‫‪ .‬نمای مهاربندی‪ ،‬نوعی بیان معمارانه است‪.‬‬ ‫‪ .‬مهاربند لوله‌ای‪ ،‬فضای همکف را اشغال می‌کند‪.‬‬

‫خرپا�‬ ‫لوله ی‬

‫خرپا� در انعطاف‌پذیری یت�های آن است‪ .‬با اضافه کردن عنارص مورب‬ ‫ضعف لوله‌های ی‬ ‫(قطری) به‌مقدار زیادی بر صلبیت لوله افزوده می‌شود‪ .‬در‌این صورت قسمت عمده برش به‬

‫ســازه‬

‫قا�‬ ‫لوله ب‬

‫‌ها� از یت�ها و ستون‌های نزدیک به هم‬ ‫در‌این سیستم لوله‌ای‪ ،‬دیوارهای خارجی بنا از شبکه ی‬ ‫با اتصاالت صلب تشکیل‌می‌شود و‌این جداره خارجی بدون استفاده از مهاربندی‪ ،‬بارهای‬ ‫جان� را تحمیل می‌کند‪ .‬در‌این سیستم فرض می‌شود که ستون‌های داخیل فقط بارهای وزن را‬ ‫ب‬ ‫تحمل می‌نمایند و در ت‬ ‫سخ� لوله خارجی سهمی ندارند‪ .‬کف‌های سخت طبقات ی ز‬ ‫ن� هم‌چون‬ ‫دیافراگم‌ها�‪ ،‬ین�وهای جان� را به دیوارهای یپ� ن‬ ‫امو� منتقل می‌کنند‪.‬‬ ‫ی‬ ‫ب‬ ‫ت‬ ‫ش‬ ‫باال� است و از لحاظ تقسیم‌بندی‬ ‫بسیار‬ ‫پیچ�‬ ‫مقاومت‬ ‫و‬ ‫جان�‬ ‫سخ�‬ ‫ای‬ ‫ر‬ ‫دا‬ ‫سیستم‪،‬‬ ‫این‬ ‫ی‬ ‫ب‬ ‫ز‬ ‫فضای داخیل ین� انعطاف‌پذیر است‪ .‬فاصله ستون‌ها و یت�ها در شبکه به قدری به‌هم نزدیک‬ ‫بوده که می‌توان از آن‌ها به‌عنوان چهار چوب پنجره استفاده کرد‪.‬‬ ‫ش‬ ‫تاث� می‌گذارد و تمام پی�فت‌های بعدی‬ ‫مسئله برش به‌شدت روی کار یا� سیستم‌های لوله‌ای ی‬ ‫‌ها� که در آن‌ها از‬ ‫در طرح لوله‌ای سعی بر برطرف‌کردن‌این اشکال داشته است‪ .‬از ساختمان ی‬ ‫قا� توخایل استفاده شده‪ ،‬ساختمان ‪ 83‬طبقه مرکز آون‪( 1‬استاندارد اویل) در شیکاگو را‬ ‫لوله ب‬ ‫می‌توان نام برد‪ .‬با وجود‌این‌که‌این ساختمان دارای هسته داخیل است‪ ،‬مانند لوله‌های توخایل‬ ‫جان� طراحی نشده‌است‪.‬‬ ‫عمل می‌کند‪ ،‬زیرا هسته در آن برای تحمل بارهای ب‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫ییک از چالش‌های اصیل در سیستم‌های لوله‌ای‪ ،‬هزینه باالی تعداد زیاد اتصاالت ش‬ ‫خم�‬ ‫(گ�دار) ی ن‬ ‫ب� یت�ها و ستون‌ها است‪ .‬به‌منظور کاهش هزینه اتصاالت در‌این سیستم باید از‬ ‫ی‬ ‫روش پیش‌ساخته کردن اتصاالت به جای اجرای جوش و اتصاالت در کارگاه استفاده کرد‪‌.‬این‬ ‫روش‪ ،‬هم ی ن‬ ‫‌چن� موجب ارتقا کیفیت و افزایش اطمینان از مقاومت سازه می‌شود‪ .‬ساختمان‬ ‫ین‬ ‫نخست� سیستم‌های لوله‌ای به‌شمار‬ ‫‪ 100‬طبقه جان هنکاک در شیکاگو از نمونه‌های برجسته و‬ ‫گ‬ ‫متغ� آن در طبقات ویژ�‌های‬ ‫ابعاد‬ ‫می‌رود که مهاربندی‌های واقع در نمای ساختمان و‬ ‫ی‬ ‫منحرص به فردی به آن بخشیده است‪.‬‬

‫‪73‬‬

‫‪74‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫ها� که در باال و ی ن‬ ‫پای� آن‌ها پنجره قرار دارد‪.‬‬ ‫وسیله عنارص قطری جذب‌می‌شود‪ ،‬نه به‌وسیله یت� ی‬ ‫جان� را به‌صورت ین�وهای محوری تحمل‌می‌کنند‪ .‬معموال ً کشش‌ایجاد‬ ‫اعضای قطری بارهای ب‬ ‫جان�‪ ،‬بر فشار تولید شده در اثر بارهای وزن غالب نمی‌شود‪.‬وظیفه‬ ‫شده در اثر بارهای ب‬ ‫دوگانه اعضای قطری‪‌،‬این سیستم را برای ساختمان‌های خییل بلند (تا حدود‌یکصد طبقه برای‬ ‫ساختمان‌های فوالدی) نسبتاً پر‌بازده می‌سازد‪ .‬استفاده از عنارص قطری موجب می‌شود بتوان‬ ‫گ‬ ‫فاصله ستون‌ها را بسیار ت‬ ‫قا� اختیار کرد‪ .‬ویژ� دیگر‌این‬ ‫بیش� از فاصله ستون‌ها در لوله ب‬ ‫سیستم‪ ،‬قابلیت ان در توزیع‌ یکنواخت بارهای متمرکز در رسارس است‪.‬‬

‫ســازه‬

‫لوله با دیوارهای بر�ش موازی‬

‫لوله‌های خارجی ساختمان را می‌توان با ترکیب کردن دیوارهای ش‬ ‫بر� تقویت نمود‪ ،‬که از نظر‬ ‫رفتار لوله‌های خارجی مانند بال‌های‌یک یت� و دیوارهای ش‬ ‫بر� مانند جان یت� عمل می‌نمایند‪.‬‬

‫لوله در لوله‬

‫‌ها� از سیستم لوله‌ای در جدار خارجی و داخل ساختمان‪ ،‬می‌توان سازه‬ ‫با به‌کاربردن ردیف ی‬ ‫ت‬ ‫جان� مقاوم‌تر کرد‪ .‬با به‌کار بردن هسته‪ ،‬سخ� سیستم لوله در لوله‬ ‫را در مقابل ین�وهای ب‬ ‫جان� ی ز‬ ‫ن� نسبت به سیستم لوله توخایل‬ ‫بارهای‬ ‫تحمل‬ ‫ای‬ ‫ر‬ ‫ب‬ ‫بلکه‬ ‫وزن‪،‬‬ ‫نه‌تنها در برابر بارهای‬ ‫ب‬ ‫به مقدار خییل بسیار افزایش می‌یابد‪ .‬سازه کف‪ ،‬لوله‌های خارجی و داخیل را به‌یکدیگر متصل‬ ‫گ‬ ‫جان� به‌طور واحد عمل‌می‌کنند‪ .‬در رفتار ‌این سازه‪،‬‬ ‫می‌کند و هم� در مقابل ین�وهای ب‬ ‫لوله‌های خارجی بار جان� ت‬ ‫بیش�ی را در قسمت باالی ساختمان تحمل نموده و لوله‌های‬ ‫ب‬ ‫داخیل بار ت‬ ‫بیش� را در قسمت ی ن‬ ‫پای� تحمل می‌نمایند و کل لوله‌ها به‌وسیله سیستم‌های‬ ‫دیافراگم کف در تحمل بارهای زلزله مقاومت می‌کنند‪.‬‬ ‫با به‌کاربرد ‌ن یک سیستم سه‌لوله‌ای تو در تو در ‌یک ساختمان ‪ 60‬طبقه اداری در توکیو‪،‬‬ ‫تنها� بارهای باد‬ ‫طراحان سیستم لوله در لوله را ارتقا دادند‪ .‬در‌این سیستم لوله خارجی به ی‬ ‫را تحمل می‌کند ویل هر سه لوله که به‌وسیله سیستم‌های کف (دیافراگم ها) به‌یکدیگر متصل‬ ‫شده‌اند‪ ،‬در تحمل بارهای زلزله که عامل مهمی در ژاپن است‪ ،‬ش�کت کرده و روی‌یکدیگر اثر‬ ‫متقابل دارند‪.‬‬

‫لوله اصالح شده‬

‫سیستم لوله‌ای در مورد ساختمان‌های با پالن دایره و تقریباً مربع‪ ،‬ت‬ ‫بیش�ین بازده را دارد‪.‬‬ ‫‌ها� که از‌این شکل‌ها منحرف می‌شوند‪ ،‬در موقع استفاده از سیستم‌های لوله‌ای‬ ‫ساختمان ی‬ ‫ن‬ ‫ش‬ ‫ش‬ ‫چن� �ایطی را ت�یح می‌کند‪:‬‬ ‫مالحظات سازه‌ای ویژه‌ای را الزم دارند‪ .‬دو مثال زیر ی‬ ‫قا� توام با قاب‌های صلب‪.‬‬ ‫الف) لوله ب‬ ‫‪2‬‬ ‫شکل شش‌ضلعی ساختمان چهل طبقه اداری در شارلوت‪ 1‬واقع در‌ایالت کارولینای شمایل‬ ‫طراحان را وادار کرده تا روش لوله‌ای را اصالح کنند‪.‬‬ ‫ب) لوله در نیم‌لوله‬

‫لوله‌های دسته‌شده‬ ‫‪Charlotte .1‬‬ ‫‪North Carolina .2‬‬

‫‌گ�د‪ .‬بنابراین سازه‌های‬ ‫از ترکیب و اتصال تعدادی قاب لوله‌ای ‌‪ ،‬یک لوله دسته‌شده شکل می ی‬ ‫‌ها� نزدیک به هم و یت�های با ارتفاع زیاد‬ ‫لوله‌ دسته‌شده مانند قاب‌های لوله‌ای از ستون ی‬

‫دیاگراید (شبکه مورب‪)1‬‬

‫ســازه‬

‫امروزه عامل زمان در ساخت سازه‌ها اهمیت دو‌چندان‌یافته و با افزایش جمعیت شب�ی‪،‬‬ ‫عالقه به ساخت فضاهای بزرگ بدون ستون‌های ن‬ ‫میا� خواهان بسیاری پیدا کرده است‪ .‬در‌‬ ‫این راستا‪ ،‬در قرن ض‬ ‫حا� تعدادی از متخصصان مجذوب قابلیت‌های منحرص به فرد سازه‌های‬ ‫دایاگریدی در ساختمان‌های بلند شده و پاسخ بسیاری از نیازهای جدید را در‌این سازه‌ها‬ ‫زیبا�‌شنایس تازه‌ای ن‬ ‫‌گ�ی سازه‌های‬ ‫مبت� بر عملکرد بهینه سازه‌ای‪ ،‬سبب شکل ی‬ ‫جسته‌اند‪ .‬ظهور ی‬ ‫دایاگریدی شده‌است‪.‬‬ ‫ت‬ ‫توانا� سازه‌های دایاگرید در ی ن‬ ‫جان� و ش‬ ‫پیچ� پربازده در سازه‌های بلند‪ ،‬سبب‬ ‫ی‬ ‫تام� سخ� ب‬ ‫عالقمندی پژوهشگران و طراحان ساختمان‌های بلند شده‌است‪.‬‬ ‫گ‬ ‫در سیستم دایاگرید‪ ،‬عالوه بر حذف کامل اثرات لن� برش‪ ،‬با هدایت برش از طریق رفتار‬ ‫بر� مقطع ی ز‬ ‫خم� و ش‬ ‫محوری اعضای مورب‪ ،‬مقاومت ش‬ ‫ن� به‌طور قابل توجهی افزایش‌یافته و‬ ‫بر� سازه ی ز‬ ‫خم� و ش‬ ‫تغی� شکل‌های ش‬ ‫ن� تا حد زیادی کاهش می‌یابد‪.‬‬ ‫در نتیجه ی‬ ‫در‌این سیستم‪ ،‬لوله از عنارص مورب نزدیک ب ‌ه هم بدون هیچ ستون قائمی ساخته می‌شود‬ ‫توانا� تحمل ین�وهای‬ ‫و تقریباً تمامی ستون‌های مرسوم در نما حذف شده‪ ،‬زیرا‌این سیستم ی‬ ‫جان� دارد‪ .‬اعضای مورب به اشکال مختلف ‪ K، X‬و ‪ V‬هم‌زمان‬ ‫ثقیل را به همان ب‬ ‫خو� ین�وهای ب‬ ‫نقش یت�ها و ستون‌ها در سازه‌های معمول را برعهده دارند‪ ،‬تمام بارهای وزن را تحمل می‌کنند‬ ‫جان� سخت‌تر می‌سازند‪ .‬وجود گره ها در اعضای ستون‌مانند ی ز‬ ‫ن�‬ ‫و سازه را در برابر بارهای ب‬ ‫ن‬ ‫ایستا� اعضا خواهد‌شد‪.‬‬ ‫موجب کاهش طول و باال ت ‌‬ ‫رف�‬ ‫ی‬ ‫برای ساخت سازه دایاگرید‪ ،‬گزینه‌های مختلفی از مصالح وجود دارد‪ :‬فوالد‪ ،‬ت ن‬ ‫ب� مسلح‪.‬‬ ‫گ‬ ‫فوالد‪ ،‬به‌دلیل ویژ� مقاومت باال در برابر کشش و فشار‪ ،‬رایج‌ترین مصالح برای ساخت‬ ‫‌ها� تا ‪ 100‬طبقه می‌توان استفاده کرد‪ .‬از طرف دیگر‬ ‫دایاگرید است و از آن در ساختمان ی‬ ‫ب� مسلح‪ ،‬امکان طراحی فرم‌های آزاد و ت‬ ‫به‌دلیل سیالیت باالی ت ن‬ ‫ح� یغ� عادی برای معماران‬ ‫‌ها� کامال ً متفاوت از الگوی هندیس سازه‌های شبکه مورب فوالدی در‬ ‫فراهم‌می‌شود‪ .‬فرم ی‬ ‫سیستم‌های ن‬ ‫ن� وجود دارد‪ .‬اعضای لوله‌ای فوالدی پر‌شده با تب�ن‬ ‫بت� امکان اجرا تا ‪ 60‬طبقه ی ز‬ ‫ت‬ ‫ن‬ ‫که از مزیت‌های فوالد و ب� به‌طور هم زمان بهره می‌برند‪ ،‬برای اعضای‌این سیستم سازه‌ای‬ ‫بسیار مناسب هستند‪.‬‬ ‫برخی مزیت‌های دایاگرید عبارتند از ‪:‬‬ ‫ •عاری از ستون بودن فضاهای داخیل‪ ‌:‬این سیستم سازه‌ای سبب آزادی در پالن ساختمان‬ ‫ت‬ ‫خدما�‌این ی ن‬ ‫چن� نیست‪.‬باید‬ ‫بلند می‌شود‪ .‬اگرچه پالن طبقه از ستون عاری است‪ ،‬اما هسته‬ ‫ت‬ ‫توجه کرد ت‬ ‫خدما� در‌یک سازه دایاگرید به‌کار برده شود‪ ،‬تنها باید بارهای ثقیل‬ ‫وق� هسته‬ ‫‌جا� است‪ .‬در نتیجه ت‬ ‫بیش� پالن طبقه عاری از هرگونه‬ ‫را تحمل کند و بنابراین قابل جابه ی‬ ‫ن‬ ‫ستو� است‪.‬‬ ‫جان�‬ ‫ •مقاومت بسیار در برابر ین�وهای ب‬ ‫ •حذف ستون‌های یپ� ن‬ ‫امو� و در نتیجه بهینه‌سازی رفتار اعضا‬ ‫ت‬ ‫ •دارا بودن فرم ساده و صلبیت ذا� فرم‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫تشکیل می‌شوند که در چند لوله ب‌ا یکدیگر به‌صورت‌یکپارچه در برابر ین�وها مقاومت می‌کنند‪.‬‬ ‫می‌توان سیستم لوله‌های دسته‌شده را به شکل‌های مختلف دسته‌بندی نموده و فرم‌های‬ ‫متنوعی از ترکیب لوله‌ها به‌دست‌آورد‪ .‬براساس هندسه پالن‪ ،‬لوله‌های دسته‌شده‪ ،‬ممکن است‬ ‫لوله‌های مربعی‪ ،‬مستطییل یا چند ضلعی‌های ث‬ ‫مثل� باشند که قابل تکرار هستند‪ .‬به‌طور‬ ‫معمول پالن‌های شش ضلعی هزینه ت‬ ‫بیش�ی خواهند داشت‪.‬‬

‫‪75‬‬

‫‪76‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫ •فراهم آمدن امکان خلق فرم‌های آزاد با استفاده از اشکال ث‬ ‫مثل�‪ ،‬در مقایسه با سیستم‌های‬ ‫متداول‬ ‫ی ایده‌های‬ ‫ •تبعیت فرم از هندسه سازه و تبعیت هندسه سازه از فرم بنا و در نتیجه آزاد ‌‬ ‫طراحی‬ ‫ت‬ ‫ن‬ ‫ •استقالل سازه کف از پوسته‌ یکپارچه یب�و�(به استثنای هسته خدما�)‬ ‫ •ابعاد کوچک صفحه نصب کف طبقات به اجزای سازه‬ ‫ •ورود نور طبیعی ت‬ ‫بیش� به درون فضا به سبب کم‌تر شدن ردپای سازه در داخل ساختمان‬ ‫ف‬ ‫ •کاهش ‪ 20‬درصدی در فوالد مرص� سازه نسبت به موارد مشابه‬ ‫ •روش‌های آسان ساخت‌و‌ساز‬ ‫ •استفاده کامل از مصالح سازه‌ای‬ ‫گ‬ ‫مس� انتقال ین�و‬ ‫بودن‬ ‫انقطاع‬ ‫بدون‬ ‫و‬ ‫ممتد‬ ‫ •یکپارچ� سیستم سازه‌ای و‬ ‫ی‬ ‫برداش� عنارص ف‬ ‫تن‬ ‫اضا� برای باال بردن ض�یب اطمینان سیستم سازه‌ای‪ ،‬به‌گونه‌ای که‬ ‫ •در‬ ‫سیستم پس از خر با�‌ییک از اعضا ی ز‬ ‫ن� قادر است بارها را دوباره میان سایر اعضا توزیع کند‪.‬‬ ‫گ‬ ‫در‌این سیستم سازه‌ای‪ 1‬خطر گسیخت� سازه‌ای به‌حداقل می‌رسد‬ ‫ •امکان طراحی از طریق مدل‌سازی دیجیتایل و افزایش ی ز‬ ‫م�ان انعطاف‌پذیری سازه از طریق‬ ‫تجزیه و تحلیل رایانه‌ای‬ ‫‌گ�ی از اغلب پوشش‌های مورد استفاده و متداول ساختمان‌های بلند در ‌این‬ ‫ •امکان بهره ی‬ ‫سیستم‬ ‫ •امکان‌ایجاد تنوع هندیس در گره‌ها‬

‫ســازه‬ ‫‪Redundancy .1‬‬ ‫‪Tulip-Like .2‬‬

‫از معایب‌ این سیستم می‌توان به موارد زیر اشاره کرد‪:‬‬ ‫ •نبود تجربه ف‬ ‫کا� در روش‌های ساخت دایاگرید‬ ‫ •نیاز به مهارت و دقت در طراحی و نصب اتصاالت و اعضا و در نتیجه افزایش هزینه‌های‬ ‫اجرا‬ ‫ • ن‬ ‫طوال�‌تر شدن زمان اجرا در سازه‌های ن‬ ‫بت� نسبت به نمونه‌های مشابه‬ ‫ •غلبه دایاگرید بر ظاهر ساختمان‪ ،‬که ممکن است بسته به مفهوم و ‌ایده طرح وجود ‌این‬ ‫سیستم نوعی مشکل تلقی شود‬ ‫ •دشوار بودن طراحی پنجره‌های‌این‌گونه سازه‌ها‬ ‫زیبا� و تناسب در صورت طراحی نادرست سازه دایاگرید‬ ‫ •عدم ی‬ ‫سیستم الله‌ای شکل فوالدی از انواع سازه‌های دایاگرید است‪‌ .‬این سیستم در مقایسه با‬ ‫آسمان‌خراش‌های دیگری با همان نسبت عرض به ارتفاع‪ ،‬زیر بنای مفید ت‬ ‫بیش�ی ی ن‬ ‫تام� می‌کند‬ ‫گ‬ ‫ویژ�‌های سازه‌ای‪ ،‬به‌لحاظ برصی ی ز‬ ‫‌گ�ی خایص دارد‪ .‬دایاگرید را می‌توان‬ ‫و عالوه بر‬ ‫ن� چشم ی‬ ‫ن‬ ‫ن‬ ‫با سیستم سازه‌ای رایج دیگ ‌ر یع� سازه تکمیل کننده یب�و� مقایسه کرد‪.‬سیستم دایاگرید‬ ‫ن� ی ن‬ ‫خم� را ی ز‬ ‫بر�‪ ،‬صلبیت ش‬ ‫عالوه بر صلبیت ش‬ ‫تام� می‌کند‪ .‬بنابراین برخالف سازه تکمیل‬ ‫کننده یب� ن‬ ‫و�‪ ،‬دایاگرید نیاز به هسته با صلبیت ش‬ ‫بر� زیادی ندارد‪ ،‬زیرا برش می‌تواند توسط‬ ‫دایاگرید‌های یپ�امون ساختمان تحمل شود‪ ،‬با‌این حال ساختمان‌های بسیار بلند با سیستم‬ ‫دایاگرید می‌توانند با استفاده از هسته‌ای مجزا قوی و صلب شده و سیستمی مشابه لوله در‬ ‫لوله به‌وجود آورند‪.‬‬ ‫فضا�‪ ،‬لوله‌های مهاربندی‌شده اصالح شده‌ای هستند که مهاربندهای‬ ‫سازه‌های خرپای ی‬ ‫قطری داخل ساختمان را به خارج آن متصل می‌کند‪.‬‬

‫ابر‌قاب‬

‫‪1‬‬

‫برون سازه‬

‫‪2‬‬

‫جان� در خطوط خارجی ساختمان و دور از نمای آن قرار‬ ‫در برون سازه‌ها‪،‬‬ ‫سیستم‌های باربر ب‬ ‫گ‬ ‫ترکی�‌این سیستم‪ ،‬سازه به‌عنوان معرف اصیل ساختمان‪ ‌،‬ن ‌‬ ‫یع�‬ ‫‌های‬ ‫ویژ�‬ ‫‌دلیل‬ ‫گرفته‌اند‪ .‬به‬ ‫ب‬ ‫ییک از اصیل‌ترین نقش‌های نماهای ساختمان‌ها‪ ،‬عمل‌می‌کند‪ .‬ضد حریق کردن در‌این سیستم‬ ‫‌گ�ی آن در خارج از خطوط ساختمان مسئله‌ای جدی نیست‪ .‬اما انبساط و انقباض‬ ‫به‌علت قرار ی‬ ‫‌چن� مسئله پل‌های حرار�ت‬ ‫حر ت‬ ‫متغ� خارجی است و هم ی ن‬ ‫ار� سیستم که در معرض آب وهوای ی‬ ‫باید طی مراحل طراحی به دقت مورد برریس قرار یگ�د‪.‬‬

‫‪Superframe or Megaframe .1‬‬ ‫‪Exoskeleton .2‬‬ ‫‪Composite Systems .3‬‬

‫ســازه‬

‫سازه ابر‌قاب به فرم‌یک پرتال تصور می‌شود که در بخش خارجی ساختمان قرار گرفته است‪.‬‬ ‫جان� را به‌عنوان‌یک سازه خارجی لوله‌ای تحمل می‌کنند‪ .‬پرتال‬ ‫‌این قاب‌ها تمامی بارهای ب‬ ‫ابر‌قاب متشکل از پایه‌های عمودی است که در گوشه‌های ساختمان قرار گرفته و توسط عنارص‬ ‫افقی در هر ‪ 15‬تا ‪ 20‬طبقه به‌هم متصل شده‌اند‪ .‬از آن‌جا که اعضای عمودی در گوشه‌های‬ ‫ث‬ ‫جان� حاصل می‌شود‪.‬‬ ‫پالن ساختمان مستقر شده‌اند‪ ،‬حداک� بازدهی برای تحمل بارهای ب‬ ‫‌ها� با ابعاد بزرگ‬ ‫اعضای عمودی و اتصال دهنده‌های افقی خود تشکیل دهنده قاب ی‬ ‫هستند‪ .‬ساختمان‌های بلند که در طبقات متعدد دارای چندین عملکرد مختلف هستند‪ ،‬نیاز به‬ ‫توانا� سیستم در تطبیق با فضاهای‬ ‫انعطاف‌پذیری فضاها دارند‪ .‬مفهوم اصیل‌یک ابر‌قاب ی‬ ‫مختلف‪ ،‬مناسب برای عملکرد‌های چندگانه است‪ .‬ساختمان‌های فوق بلند‌مرتبه در آینده نیاز‬ ‫به پیش‌برد‌ ایده فضاهای انعطاف‌پذیر‌یا پیمون‌بندی شده خواهند داشت‪ ،‬که در آن هر فضا‬ ‫توانا�‬ ‫بتواند به‌طور کارآمد برای کاربری خود طراحی شود و در ساختار قرار یگ�د‪ .‬ابر‌قاب‌ها ی‬ ‫پیمون‌بندی فضا با حداقل قید سازه‌ای را فراهم می‌کنند‪ .‬از دیگر مزایای‌این‌گونه سازه‌ها آن‬ ‫است که بازشوهای بزرگ روی سازه در نمای خارجی‪ ،‬سبب آزادی در طراحی نما و ت‬ ‫دس�یس به‬ ‫نور طبیعی می‌شوند‪.‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫تمامی اعضای قطری که به‌طور معمول ستون‌های عمودی گوشه را به‌هم متصل می‌کنند‪ ،‬در‬ ‫سطح و موازی نما قرار گرفته‌اند‪ .‬اما در سیستم خرپای فضا�‪ ،‬ض‬ ‫بع� از اعضای قطری به‬ ‫ی‬ ‫داخل ساختمان نفود می‌کنند‪.‬‬

‫‪77‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫‪- 78‬تصویر سمت چپ‪ -‬لوله‌ی پوسته‌ای مشبک‬ ‫قا�‬ ‫‪-‬تصویر سمت راست‪-‬لوله‌ی ب‬

‫ســازه‬ ‫خرپا�‬ ‫ٌلوله‌ی ی‬

‫روش‌های متداول سیستم‌های لوله‌ای‪:‬‬ ‫‪ -1‬فاب لوله‌ای‪،‬‬ ‫‪ -2‬لوله‌ی مهاربندی‌شده‪،‬‬ ‫‪ -3‬لوله‌های دسته‌شده‪،‬‬ ‫‪ -4‬لوله‌های دسته‌شده با مهاربندی‪.‬‬

‫‪4‬‬

‫‪3‬‬

‫‪2‬‬

‫‪1‬‬

‫‪79‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬ ‫ســازه‬

‫‪ .1‬لوله در لوله‌ی پوسته‌ای مشبک‬ ‫قا�‬ ‫‪ .2‬لوله در لوله‌ی ب‬ ‫‪ .3‬لوله با پشت بغل‌های عمیق‬ ‫‪ .4‬لوله‌های دسته‌شده‬ ‫خرپا�‬ ‫‪ .5‬لوله در لوله‌ی ی‬ ‫‪ .6‬لوله با پشت‌بغل‌های عمیق و ستون‌های‬ ‫داخیل‬

‫‪2‬‬

‫‪1‬‬

‫‪4‬‬

‫‪3‬‬

‫‪6‬‬

‫‪5‬‬

‫‪80‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫سازه‌های یغ�‌متداول ساختمان‌های بلند‬ ‫سیستم‌های مرکب‬

‫‪3‬‬

‫ســازه‬

‫ترکیب فوالد و ت ن‬ ‫توانا�‌های زیاد را به‌وجود می‌آورد‪ ،‬به‌گونه‌ای که می‌توان‬ ‫ب�‪ ،‬سیستمی با ی‬ ‫ت‬ ‫ن‬ ‫به سهولت به‌جای هر کدام از سیستم‌های فلز‌یا ب� در ساختمان‌های بلند استفاده شود‪‌.‬‬ ‫این سیستم بر اثر تحقیق و تالش مداوم در اثر ش‬ ‫اخ� و لزوم ازدیاد‬ ‫پی�فت‌های سال‌های ی‬ ‫جان� ساختمان‌های بلند به‌وجود آمده است‪ .‬از عوامل موثر دیگر در پیدایش سیستم‬ ‫مقاومت ب‬ ‫مزبور کاهش هزینه بنا و زمان اجرا‪ ،‬افزایش مقاومت مقاومت فوالد در برابر آتش‌سوزی و‪...‬‬ ‫را می‌توان بیان کرد‪.‬‬ ‫ترکیب ستون‌های لوله‌ای فوالدی پر شده با ت ن‬ ‫ب� و یت�های فوالدی‬ ‫ب� و یت�های ن‬ ‫ترکیب ستون‌های لوله‌ای فوالدی پر شده با ت ن‬ ‫بت�‬

‫ساختمان‌های مرکب لوله‌ای‬

‫تغی� شکل جان� به‌وسیله دیوار یپ� ن‬ ‫امو�‬ ‫در‌این سیستم‪ ،‬قاب فوالدی خارجی در مقابل ی‬ ‫ب‬ ‫ن‬ ‫مشبک ن‬ ‫ساختما� که بدین ترتیب بر‌پا می‌شود‪،‬‬ ‫بت� ریخته‌شده در محل تقویت می‌شود‪.‬‬ ‫صل� دارد که از ی ن‬ ‫زم� طره شده باشد‪ .‬روش اجرای‌این سیستم بدین ترتیب‬ ‫شباهت به لوله ب‬ ‫است که ابتدا قاب فوالدی به‌اندازه ‪ 8‬تا ‪ 10‬طبقه باال آورده می‌شود‪ .‬ستون‌های خارجی باید‬ ‫‌گ�د و ت ن‬ ‫ب� کف ریخته می‌شود‬ ‫بارهای اجر یا� را تحمل کنند‪ .‬فوالد‌های کف در محل قرار می ی‬ ‫تا پایداری اسکلت فوالدی ی ن‬ ‫ش‬ ‫تام� شود و بتوان کار داخل ساختمان را �وع کرد‪ .‬بعد از‌این‌که‬ ‫ت‬ ‫ب� مسلح و قالب‌های ن‬ ‫شبکه‌های فوالدی ت ن‬ ‫‌ت�ها در محل قرار‬ ‫ب� در اطراف ستون‌ها و برای شاه ی‬ ‫داده شد ت ن‬ ‫ب� ریخته می‌شود تا‌ یک دیوار محیطی پیوسته مشبک (سوراخ دار) تشکیل شود‪.‬‬ ‫‌این سلسله عملیات در هر ‪ 8‬تا ‪ 10‬طبقه ساختمان تکرار می‌شود‪.‬‬ ‫جان� را تحمل می‌کند‪ ،‬ستون‌ها و یت�های‬ ‫چون جداره لوله‌ای در‌این سیستم همه بارهای ب‬ ‫اصیل تشکیل دهنده قاب‌های هسته تاسیسات ض�وری (آسانسور‪ ،‬آب‪ ،‬برق‪ ،‬گاز و یغ�ه)‬ ‫می‌توانند سبک‌تر باشند‪ ،‬زیرا آن‌ها فقط بارهای وزن را تحمل می‌کنند‪ ،‬هم ی ن‬ ‫‌چن� کف قابل‬ ‫استفاده خالص در طبقات باال که در آن‌ها سطح هسته را می‌توان کاهش داد‪ ،‬افزایش‬ ‫می‌یابد‪ .‬‬

‫پوشش دیواری صفحه‌ای‬

‫قا� فوالدی‪ ،‬معموال ً قطعات پیش‌ساخته دیواری متصل‬ ‫روی دیوارهای خارجی سازه‌های ب‬ ‫می‌شود‪ ‌.‬این قطعات برای حفاظت در مقابل محیط خارج ساختمان به‌کار می‌رود‪ .‬‬

‫ث‬ ‫حداک� طبقات سیستم‌های سازه‌ای‬

‫گ‬ ‫برریس‌های ت‬ ‫بیش� در‌این‌زمینه و در نظر ت ن‬ ‫گرف� ویژ�‌های هر‌یک از سیستم‌های سازه‌ای‬ ‫ن� ن‬ ‫متداول ساختمان‌های بلند و ی ز‬ ‫مبا� و معیارهای مورد نظر در طراحی ساختمان‌های‬ ‫بلند‪ ،‬منجر به‌ نتایجی در مورد تعداد طبقات برای هر‌یک از‌این سیستم‌های سازه‌ای‬ ‫می‌شود‪.‬‬

‫فوالد‬

‫گ‬ ‫شناخت ویژ�‌های مصالح سازه‌ای برای تدوین معیارهای انتخاب هر‌یک‪ ،‬الزم است‪ .‬امروزه‬ ‫ن‬ ‫ساختما� در رسارس جهان است‪.‬‬ ‫فوالد از پرکاربردترین مصالح‬ ‫ت‬ ‫ت‬ ‫ن‬ ‫ش‬ ‫هم� دلیل باعث گس�ش‬ ‫به جز آلومینیوم‪ ،‬فوالد از همه مصالح دیگر �ایط به�ی دارد و ی‬ ‫استفاده از فوالد به‌عنوان مصالح سازه‌ای‪ ،‬به‌خصوص در ساختمان‌های بلند و آسمان‌خراش‌ها‬ ‫مناس� دارد‪ ،‬اما از نظر دیگر ش�ایط مانند‬ ‫شده‌است‪ .‬آلومینیوم گرچه نسبت مقاومت به وزن ب‬ ‫قیمت تمام شد ‌ه یا ض�یب ارتجاعی از فوالد ضعیف‌تر است و در مجموع فوالد مناسب‌ترین‬ ‫گزینه برای مصالح سازه‌ای است‪ .‬به ی ن‬ ‫هم� جهت است که از اوایل قرن بیستم تاکنون هرجا‬ ‫که تالش برای نیل به ارتفاع بلند‌تر وجود داشته‪ ،‬از فوالد به‌عنوان مصالح سازه بهره برده‬ ‫شده‌است‪.‬‬ ‫ب� مزیت‌های دیگری ی ز‬ ‫‌چن� فوالد به‌علت تولید کارخانه‌ای در مقایسه با ت ن‬ ‫هم ی ن‬ ‫ن� دارد‪ .‬رسعت‬ ‫تولید و اجرای ت‬ ‫بیش�‪ ،‬عدم نیاز به دوره مراقبت‪ ،‬عدم نیاز به زمان برای رسیدن به مقاومت‬ ‫ت‬ ‫ارگ�ی آسان‌تر در محل از‬ ‫جاگ�ی کم� در پالن به‌دلیل مقاومت زیاد‪ ،‬حمل و قر ی‬ ‫طراحی‪ ،‬ی‬ ‫نس� فوالد است‪.‬‬ ‫جمله مزیت‌های ب‬ ‫ز‬ ‫اما در ی ن‬ ‫معای� ین� دارد‪ .‬عدم امکان قالب‌بندی و شکل‌دهی به هر نحو دلخواه‪،‬‬ ‫ع� حال‪ ،‬فوالد ب‬ ‫گ‬ ‫ن‬ ‫ت‬ ‫ت‬ ‫ن‬ ‫هزینه بیش� در مقایسه با ب�‪ ،‬امکان زنگ‌زد� و ناتوا� در محیط‌های خورنده و مهاجم‪،‬‬ ‫مقاومت بسیار ی ن‬ ‫توانا� در‌ایجاد عنارص باربر دو بعدی (مانند دیوار‬ ‫پای� در برابر حریق‪ ،‬عدم ی‬ ‫ض‬ ‫بر� ) و سه بعدی ( مانند هسته ش‬ ‫ش‬ ‫بر�) و آسیب‌پذیری در برابر ین�وهای �به‌ای‪ ،‬برخی از‬ ‫معایب فوالد در کاربردهای سازه‌ای است‪.‬‬ ‫ت‬ ‫در اغلب کاربردهای سازه‌ای‪ ،‬مزیت‌های فوالد بیش� از معایب آن است و‌این مساله طراحان را‬ ‫‌ها� برای مهار معایب فوالد به‌کار یگ�ند‪ .‬در تاریخ ساخت آسمان‌خراش‌ها‪،‬‬ ‫وادار کرده راه حل ی‬ ‫ت‬ ‫ن‬ ‫ت‬ ‫همواره آسمان‌خراش‌های فوالدی ارتفاع بیش�ی از آسمان‌خراش‌های بت� داشته‌اند‪ .‬ح� در‬ ‫مواردی که اقتصاد پروژه استفاده از ت ن‬ ‫ب� مسلح را‌ایجاب کرده‪ ،‬برای استفاده از‌این مصالح‬ ‫ارتفاع ساختمان کاسته شده‌است‪.‬‬

‫ســازه‬

‫عالوه بر سیستم سازه‌ای‪ ،‬نوع مصالح سازه ی ز‬ ‫ن� در طراحی ساختمان‌های بلند مد نظر است‪.‬‬ ‫گ‬ ‫مصالح‪ ،‬پیوند تنگاتن� با سیستم سازه‌ای مورد استفاده دارند‪ .‬مصالح سازه‌ای متداول در‬ ‫ساختمان‌های بلند‪ ،‬به‌خصوص در‌ایران‪ ،‬فوالد‌ یا ت ن‬ ‫ب� مسلح است‪‌ .‬این دو ماده‪ ،‬خود انواع‬ ‫مختلفی را از نظر مقاومت و دیگر مشخصات نف� دارند‪ .‬بسیاری از سیستم‌های سازه‌ای‬ ‫را می‌توان با هر دو مصالح مورد بحث ساخت‪ .‬برای مثال می‌توان به قاب ش‬ ‫خم� اشاره‬ ‫نمود‪.‬‬ ‫با‌این حال گروهی از سیستم‌های سازه‌ای ی ز‬ ‫ن� وجود دارند که ساخت آن‌ها مستلزم کاربرد نوع‬ ‫خایص از مصالح است و اجرای آن با نوع دیگر مصالح سازه‌ای دشوار‌ یا یغ� ممکن است‪ .‬برای‬ ‫مثال‪ ،‬می‌توان گفت برای اجرای قاب ساده مهاربندی‌شده باید از فوالد بهره گرفت‪ .‬چراکه‬ ‫مصالح منطبق با مقتضیات‌این سیستم سازه‌ای فوالد است و اجرای آن با ت ن‬ ‫ب� مسلح قابل‬ ‫هم� دلیل‪ ،‬عالوه بر انتخاب سیستم سازه‌ای‪ ،‬انتخاب مصالح سازه‌ای ی ز‬ ‫توصیه نیست‪ .‬به ی ن‬ ‫ن�‬ ‫در فاز اول طراحی مطرح است‪.‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫مصالح سازه‌ای متداول آسمان‌خراش ها‬

‫‪81‬‬

‫‪82‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫ف‬ ‫مرص� در سازه ‪ :‬ی ز‬ ‫م�ان فوالد سازه‌ای مرصف شده در هر طبقه معموال ً معیار‬ ‫وزن فوالد‬ ‫تغی�‬ ‫کار یا� و بازدهی سازه فوالدی است‪ .‬برای ین�وهای ثقیل‪ ،‬بار طبقات با افزایش ارتفاع ی‬ ‫ن‬ ‫‌گ�ی و به‌صورت یغ� خطی بر ی ز‬ ‫چندا� نمی‌کند‪ ،‬اما با افزایش ارتفاع‪ ،‬به ی ز‬ ‫م�ان‬ ‫‌م�ان چشم ی‬ ‫جان� افزوده می‌شود‪ .‬‬ ‫بارهای ب‬

‫ســازه‬

‫تن‬ ‫ب� مسلح‬ ‫ب�‪ ،‬ماده‌ای است چسبنده که مقاومت آن با گذشت زمان حاصل می‌شود و‌این از معایب تب�ن‬ ‫تن‬ ‫گ‬ ‫است که رسعت اجرای سازه‌های ن‬ ‫بت� را کند می‌نماید‪ .‬برای رفع‌این عیب از پیش‌ساخت� و‬ ‫گ‬ ‫پیش‌تنید� استفاده می‌شود‪ .‬اما از طرف دیگر‪ ،‬قابلیت قالب‌بندی و شکل‌دهی به شکل‌های‬ ‫ب� را برای مصارف خاص و اشکال یغ� معمول مناسب می‌کند‪ .‬هم ی ن‬ ‫مختلف‪ ،‬ت ن‬ ‫‌خو�‬ ‫‌چن� به ب‬ ‫می‌توان عنارص مقاوم دو بعدی و سه بعدی (مانند هسته‌های ش‬ ‫بر�) که امروزه از نیازهای‬ ‫ت‬ ‫ن‬ ‫اسایس ت‬ ‫بیش� آسمان‌خراش‌ها هستند را با ت ن‬ ‫ب� ساخت‪ .‬هزینه سازه‌های بت� معموال ً کم� از‬ ‫سازه‌های مشابه فوالدی است‪ ،‬گرچه اظهار نظر دقیق‌تر نیاز به برریس موردی دارد‪ .‬در مجموع‬ ‫مزیت‌های ت ن‬ ‫ب�‪ ،‬آن را در بسیاری از موارد اجر یا� قابل توصیه می‌کند و طراحان و سازندگان‬ ‫ن‬ ‫ت‬ ‫ت‬ ‫ن‬ ‫برای رفع نقایص ذا� آن‪ ،‬روش‌های گوناگو� به‌کار می‌برند‪.‬امروزه ب� با مقاومت و مشخصات‬ ‫نف� گوناگون تولید و استفاده می‌شود و با ترکیب فوالد و ت ن‬ ‫ب� مقاطع سازه‌ای کامپوزیت برای‬ ‫ ‬ ‫ساختمان‌های مهم و‌یا بلند استفاده دارد‪.‬‬

‫مسلح کردن سازه ب‬

‫‪83‬‬

‫فضای بهینه در سطح ی ن‬ ‫زم� و طبقه نرم‬

‫‪1‬‬

‫ساختمان‌های بلند نیازمند فضای ورودی متناسب با سطح زیر بنا و وسعت عملکرد و‬ ‫معماری ساختمان هستند‪ .‬از سوی دیگر‪ ،‬بارهای قائم و جان� ساختمان به‌ویژه در ض‬ ‫بع�‬ ‫ب‬ ‫از سیستم‌های سازه‌ای مانند سیستم لوله‌ای‪ ،‬قرار ت ن‬ ‫گرف� ستون‌ها در فاصله کم را الزامی‬ ‫می‌سازد و‌این امر طراحی فضای ورودی وسیع و بدون ستون‪ ،‬متناسب با ابعاد و عملکرد‌های‬ ‫ساختمان را دشوار و یغ� عمیل می‌سازد‪.‬‬ ‫طراحی قاب پرتال‪ 2‬توسط لوکوربوزیه‪ ،3‬استفاده از ستون‌های دو شاخه و سه شاخه توسط‬ ‫‌کارگ�ی یت�های انتقایل و‌یا خرپاهای انتقایل در طبقات باالتر از همکف‪،‬‬ ‫اسکار ن� مایر‪ ،‬به ی‬ ‫استفاده از سازه قویس در سطح همکف و‌یا جمع کردن ستون‌ها توسط‌یاماسایک‪ 4‬در‬ ‫ن‬ ‫‌ها� از تالش معماران برای‌ایجاد طبقه‬ ‫ساختمان‌های مرکز تجارت جها� در نیویورک‪ ،‬نمونه ی‬ ‫نرم در سطح ی ن‬ ‫زم� است‪.‬‬

‫نمای سازه‌ای‬

‫‪5‬‬

‫ن� به‌دلیل ارتفاع زیاد و عدم ت‬ ‫عالوه بر اهمیت و حساسیت طراحی نما‪ ،‬اجرای آن ی ز‬ ‫دس�یس‬ ‫آسان به سطوح از دشواری‌های خایص برخوردار است‪.‬‬ ‫‌گ�ی از سازه ساختمان در طراحی نما و بخشیدن ‌یک هویت‬ ‫در‌این‌گونه ساختمان‌ها‪ ،‬بهره ی‬ ‫خاص و منحرص به فرد به آن موضوعی است که از دیدگاه معماران خالق و مبتکر و مهندسان‬ ‫سازه اندیشمند و توانا دور نمانده است‪ .‬نمونه‌های برجسته ساختمان بلند در جهان نشان‬ ‫‌گ�ی مناسب از سازه ساختمان در شکل یگ�ی نمای ساختمان و تحقق‌ایده‬ ‫دهنده نحوه بهره ی‬ ‫نمای سازه‌ای است‪.‬‬

‫فرم‌های سازه‌ای پر بازده‬

‫‪Soft Floor .1‬‬ ‫‪Portal Frame .2‬‬ ‫‪Le Corbusier .3‬‬ ‫‪Minoru Yamasaki .4‬‬ ‫‪Structural Facade .5‬‬

‫تاث�ی انکار‌ناپذیر بر رفتار سازه‌ای ساختمان‌ها و به‌خصوص‬ ‫بدون تردید فرم معماری ی‬ ‫ساختمان‌های بلند دارد‪ .‬انتخاب فرم مناسب می‌تواند منجر به رفتار مطلوب‌تر ساختمان‬ ‫گ‬ ‫گ‬ ‫جان� شود‪ .‬رعایت اصویل مانند تقارن ‌‪ ،‬یکپارچ� و پیوست�‬ ‫در برابر ین�وها‪ ،‬به‌ویژه ین�وهای ب‬ ‫همراه با استفاده از فرم‌های هندیس منظم می‌تواند به مقاومت ت‬ ‫بیش� سازه در برابر ین�وها‬

‫ســازه‬

‫جان� ساختمان‌های بلند و امکان ناپایداری در‬ ‫ییک از مهم‌ترین معیارها برای ب‬ ‫ارزیا� پایداری ب‬ ‫ن‬ ‫ن‬ ‫واژگو�‪ ،‬نسبت به ارتفاع به عرض ساختمان است‪ .‬در بسیاری از یآی�‌نامه‌های طراحی‬ ‫اثر‬ ‫ث‬ ‫نسبت ارتفاع هر عرض برابر ‪ 4‬به‌عنوان‌یک نسبت محدود کننده و‌یک مقدار حداک� در نظر‬ ‫گرفته می‌شود‪.‬‬ ‫ث‬ ‫حداک� نسبت ارتفاع به عرض برابر ‪ 4‬توصیه‬ ‫بدین ترتیب از نظر پایداری سازه‌ای‪ ،‬مقدار‬ ‫ن‬ ‫واژگو� با ض�یب‬ ‫می‌شود و انتظار می‌رود با رعایت آن‪ ،‬پایداری ساختمان در برابر گشتاور‬ ‫اطمینان قابل قبول ی ن‬ ‫تام� شود‪.‬‬ ‫در صورت ض�ورت برای انتخاب نسبت ارتفاع به عرض بیش از ‪ ،4‬اتخاذ رویکردهای ویژه‬ ‫سازه‌ای برای ی ن‬ ‫جان� مطابق ضوابطی که در مباحث‬ ‫تام� پایداری ساختمان در برابر ین�وهای ب‬ ‫مرتبط با پایداری بیان شده‌است‪ ،‬الزامی است‪.‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫نسبت ارتفاع به عرض در ساختمان‌های بلند‬

‫‪84‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬ ‫ســازه‬

‫منجر شود‪.‬‬ ‫انتخا� مناسب‬ ‫‌ها� مانند مربع و ‌یا دایره در پالن‬ ‫ب‬ ‫برای‌یک ساختمان بلند‪ ،‬استفاده از فرم ی‬ ‫است‪ ،‬اما پالن‌های مثلث و ‌یا ض‬ ‫بی� ی ز‬ ‫ن� می‌تواند سبب رفتار مناسب در برابر ین�وها شود‪.‬‬ ‫هم�ن‬ ‫ز‬ ‫رعایت‌این ضوابط در نما و مقطع ساختمان ین� از اهمیت بسیاری برخوردار است‪ .‬به ی‬ ‫‌چن� منشور با قاعده مثلث‌یا ض‬ ‫دلیل فرم استوانه و‌یا منشور مربع القاعده هم ی ن‬ ‫بی� انتخاب‬ ‫مناس� خواهد بود‪.‬‬ ‫ب‬ ‫ن‬ ‫به‌دلیل افزایش ین�وی زلزله در طبقات باالتر‪ ،‬کاهش سطح طبقات فوقا� می‌تواند به رفتار‬ ‫مناسب‌تر ساختمان در برابر زلزله کمک نماید و ین�وی موثر باد را ی ز‬ ‫ن� بر ساختمان به‌نحو‬ ‫موثری کاهش دهد‪ .‬به ی ن‬ ‫هم� دلیل استفاده از فرم مخروط ‌و یا هرم برای ساختمان‌های با‬ ‫ارتفاع زیاد توصیه می‌شود‪ .‬در موارد خاص استفاده از فرم‌های سه بعدی مانند پوسته‌های‬ ‫عمودی می‌تواند منجر به ارائه طرحی بدیع و خالقانه همراه با رفتار مناسب در برابر ین�وهای‬ ‫جان� شود‪.‬‬ ‫ب‬

‫موقعیت دیوارها و هسته‌های بر�ش ‬

‫بر� (و معادل آن‌ه‌ا ن‬ ‫دیوارها و هسته‌های ش‬ ‫یع� مهاربندی فوالدی ساختمان‌ها) از مهم‌ترین‬ ‫جان� به‌ویژه زلزله است‪ .‬موقعیت دیوارها و‬ ‫عوامل‌ایجاد مقاومت در برابر ین�وهای ب‬ ‫ت‬ ‫هسته‌های ش‬ ‫بر� (و موقعیت مهاربندی فوالدی ساختمان‌ها) و عدم انطباق مرکز سخ� بر‬ ‫ش‬ ‫ش‬ ‫مرکز جرم ساختمان سبب بروز گشتاور پیچ� نامتقارن و در نتیجه ین�وی بر� شدید در‬ ‫محل اتصال ستون‌ها و سقف‌ها می‌شود‪.‬‬ ‫از آن‌جا که ترتیب‌های نامتقارن در موقعیت دیوارها و هسته‌های ش‬ ‫بر� (و ‌یا مهاربندی‬ ‫گ‬ ‫جان� و آسیب‌پذیر شدن‬ ‫فوالدی) موجب پیچید� رفتار ساختمان و بروز ی‬ ‫تغی� شکل‌های ب‬ ‫سازه می‌شود‪ ،‬استفاده از ی ن‬ ‫‌گ�د که به هیچ‌وجه‬ ‫چن� ش�ایطی تنها در مواردی صورت می ی‬ ‫ت‬ ‫امکان استفاده از ترتیب‌های متقارن و انطباق مرکز سخ� بر مرکز جرم ساختمان وجود‬ ‫ندارد‪ .‬بدیهی است که ترتیب‌های نامتقارن منجر به افزایش هزینه اجرای ساختمان ی ز‬ ‫ن�‬ ‫می‌شود‪.‬‬

‫‪85‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬ ‫ســازه‬

‫هسته مرکزی ساختمان شارد | لندن‬

‫‪86‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫زلزله‪ ،‬پدیده‌ای طبیعی‬

‫ســازه‬

‫زم�‌لرزه حادث می‌شود که در آن ی ن‬ ‫زلزله در پ� وقوع ی ن‬ ‫زم� ش�وع به تکان خوردن کرده و با‬ ‫ن‬ ‫ت‬ ‫رسعت‪ ،‬ب‌ا ایجاد حرکات شدید ناگها� رفت و برگش� به‌صورت متناوب در هر جهت حرکت‬ ‫می‌کند‪ .‬بارهای‌ایجاد شده توسط زلزله به‌صورت بارهای دینامییک (متحرک) بوده و در طول‬ ‫ن‬ ‫تغی�ات با هم‌یا‬ ‫زمان به‌طور‬ ‫تغی� می‌کند‪ ‌.‬این ی‬ ‫ناگها� مولفه‪ ،‬اندازه‪ ،‬امتداد و نقطه اثرشان ی‬ ‫ش‬ ‫‌تنها� اتفاق می افتد و بر اثر ارتعاشات تولید شده در بنا که دارای منشا سینتییک (جنب�)‬ ‫به ی‬ ‫ناگها� و ق‬ ‫ن‬ ‫ت‬ ‫ش‬ ‫اتفا� به‌وجود می‌آورد‪.‬‬ ‫ال‬ ‫کام‬ ‫ا�‬ ‫تغی�‬ ‫جنب�‬ ‫انرژی‬ ‫‌صورت‬ ‫ه‬ ‫ب‬ ‫است‪،‬‬ ‫ً‬ ‫ی‬ ‫گ‬ ‫ین�وهای زلزله به‌صورت ض�به‌ای به بنای در حال سکون وارد شده و مقدار آن بست�‬ ‫به‌خصوصیات دینامییک ساختمان دارد‪‌.‬این خصوصیات را می‌توان تابع فرم و ابعاد هندیس‬ ‫ت‬ ‫نس�‪ ،‬دوره تناوب طبیعی ارتعاش‪ ،‬نوع تکیه‌گاه و مصالح مورد استفاده در بنا‬ ‫وزن‪ ،‬سخ� ب‬ ‫دانست‪.‬‬ ‫زلزله‌شنایس ساختمان‪ ،‬علمی است که به برریس پدیده‌های زلزله در رابطه با ساختمان‌سازی‬ ‫مقاوم در برابر زلزله می‌پردازد و عدم توجه به‌این علم در طول تاریخ وقایع خطرنایک را برای‬ ‫شب� به‌همراه داشته است‪ .‬با وجود ‌این‌که از زلزله به‌عنوان ‌ییک از سهمناک‌ترین پدیده‌های‬ ‫طبیعی یاد می‌شود که با خود مرگ و ویر نا� به ارمغان آورده و حاصل تالش‌های انسان را از‬ ‫ین‬ ‫ب� می‌برد‪ ،‬اما وقوع زلزله سبب می‌شود که ین�وهای عظیم محبوس شده در گوشه و کنار‬ ‫ت‬ ‫زم� آزاد و مستهلک شده و ی ن‬ ‫پوسته جامد ی ن‬ ‫زم�‪‌ ،‬این مأمن بزرگ و مش�ک همه انسان‌ها‪،‬‬ ‫‌ایستا� خود را حفظ نماید‪.‬‬ ‫آرامش درون را باز‌یافته و ی‬ ‫ض‬ ‫بنابراین زلزله‌ها نباید به‌عنوان فاجعه‪ ،‬بلکه به‌عنوان‌یک �ورت سالم‌ساز تلقی شوند و فقط‬ ‫جن� آن کوشش به عمل آید‪ .‬در یغ� ‌این صورت زلزله‌ها‬ ‫در مهار و محدود کردن عوارض ب‬ ‫می‌توانند تلفات و خسار تا� وحشتناک به همراه داشته باشند‪.‬‬ ‫از نمونه‌های آن می‌توان به انهدام کامل شهر شنیس‪(1‬جنوب پکن) در زلزله ‪ 1556‬میالدی اشاره‬ ‫کرد که تعداد کشته‌ها در حدود ‪ 830000‬نفر بود‪ .‬زلزله مذکور فاجعه بارترین زلزله در مدت‬ ‫بیش از ‪ 4000‬سایل است که آمار تلفات زلزله‌ها در اختیار‌است‪ .‬زلزله‌های مرگ‌بار دیگری ی ز‬ ‫ن�‬ ‫فیلیپ�‪ ،‬ن‬ ‫ین‬ ‫روما�‪ ،‬ترکیه‪‌،‬ایران و‪....‬‬ ‫در بسیاری از مناطق دنیا از قبیل گواتماال‪ ،‬مکزیک‪‌،‬ایتالیا‪،‬‬ ‫اتفاق افتاده‌است‪ .‬برای نمونه در زلزله طبس در سال ‪ 1357‬هجری شمیس آمار تلفات ن‬ ‫جا� یب�ن‬ ‫بیست‌هزار تا چهل‌هزار نفر گزارش شده‌است‪ .‬زلزله‪ ،‬پدیده‌ای طبیعی است و همانند بارش‬ ‫باران ‌یا برف‪ ‌،‬ایجاد رعد و برق و‪ ...‬از خصوصیات و مشخصات ی ن‬ ‫زم� است‪ .‬بدیهی است‪،‬‬ ‫تضم� ف‬ ‫ین‬ ‫شناخت دقیق‌این پدیده به همراه ی ن‬ ‫کا� برای در امان بودن از‬ ‫تأم� زیستگاه مناسب‪،‬‬ ‫آن را فراهم خواهد ساخت‪.‬‬ ‫زلزله ی ز‬ ‫‌خ�ی ‌ایران‬ ‫ایران بر روی‌ییک از کمربندهای مطرح زلزله به‌نام آلپاید‪( 2‬آلپ–هیمالیا) قرار دارد‪‌.‬این کمربند‬ ‫از سلسله کوه‌ها‌ی هیمالیا در ش�ق آسیا آغاز می‌شود و پس از عبور از کشور‌ایران تا دریای‬ ‫ت‬ ‫مدی�انه ادامه می‌یابد‪ .‬نقاط قرار گرفته بر روی‌این کمربند زلزله ی ز‬ ‫‌خ� دارای پوسته به‌شدت خرد‬ ‫یز‬ ‫تکتون�ه هستند‪.‬‬ ‫شده و‬ ‫ن‬ ‫‌خ�ی‪ ،‬در زمره کشورهای زلزله ی ز‬ ‫کشور‌ایران با سابقه‌ای طوال� در لرزه ی ز‬ ‫‌خ� محسوب می‌شود‬ ‫‪Shaanxi .1‬‬ ‫‪Alpide .2‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫و در فهرست زلزله‌های مهم جهان‪ ،‬همواره نامی از‌ایران درج شده‌است‪ .‬طبق برریس‌های‬ ‫انجام شده اعالم شده است که هیچ نقطه‌ای از‌ایران را نمی‌توان در مقابل زلزله مصون‬ ‫دانست‪ .‬با ش‬ ‫نگر� به نقشه زلزله‌های اتفاق افتاده در‌ایران مشخص می‌شود که به‌طور متوسط‬ ‫گ‬ ‫گ‬ ‫ت‬ ‫هر سال‌یک زلزله با بزر� ‪ 6/5‬درجه در مقیاس ریش� و هر سه سال‌یک زلزله با بزر� بیش از‬ ‫هفت درجه در مقیاس ت‬ ‫ریش� اتفاق افتاده که‌این امر نشان‌دهنده اهمیت مساله زلزله ی ز‬ ‫‌خ�ی‬ ‫‌ایران است‪.‬‬

‫‪87‬‬

‫ســازه‬ ‫‪6.0 - 6.9‬‬ ‫‪7.0 - 7.9‬‬ ‫‪8.0 - 8.9‬‬ ‫‪+ 9.0‬‬ ‫شدت زلزلـه‬

‫نقشه ن‬ ‫جها� زلزله‌های رخ داده و شدت آن‌ها‬

‫ام�سز ‪ 1‬با همکاری ملویل‪ 2‬با برریس زلزله‌های تاریخی و ی ز‬ ‫ض‌ایران‬ ‫ن� زلزله‌های ثبت شده قرن حا�‬ ‫ب‬ ‫ز‬ ‫ن‬ ‫‌خ�ی‌ایران اعالم داشته که‬ ‫ه‬ ‫زلزل‬ ‫نحوه‬ ‫با‬ ‫ابطه‬ ‫ر‬ ‫در‬ ‫ان‬ ‫ر‬ ‫ای‬ ‫‌‬ ‫ی‬ ‫‌ها‬ ‫ه‬ ‫‌لرز‬ ‫زم�‬ ‫تاریخ‬ ‫عنوان‬ ‫با‬ ‫کتا�‬ ‫در‬ ‫ی‬ ‫ی‬ ‫ب‬ ‫خ�ز‌ ایران اغلب به‌صورت خطی و در مناطق زیر پراکنده‌اند؛‬ ‫مناطق لرزه ی‬ ‫ال�ز به شمال خراسان رسیده و به سمت‬ ‫خطی که از آذربایجان آغاز و پس از عبور از ب‬ ‫‪3‬‬ ‫جنوب رفته و از ش�ق کویر لوت تا شمال سیستان ادامه می‌یابد‪ .‬وی‌این نوار را هالل‌ایران‬ ‫می نامد که ت‬ ‫اخ� مانند ی ن‬ ‫بوئ� زهرا‪ ،‬فردوس‪ ،‬دشت بیاض‪،‬‬ ‫بیش� زلزله‌های ویرانگر دهه‌های ی‬ ‫طبس و منجیل در امتداد‌این هالل رخ داده است‪.‬‬ ‫گ‬ ‫خطی که در امتداد کوه‌های زاگرس تا الرستان ادامه دارد و زلزله‌های بزر� از جمله‬ ‫نهاوند‪ ،‬یق� کازرون و سارخون بندرعباس در‌ این منطقه اتفاق افتاده‌است‪.‬‬

‫‪.‬‬ ‫‪.‬‬

‫ن� به‌صورت منطقه‌ای مناطق لرزه ی ز‬ ‫ملویل ی ز‬ ‫‌خ�ی‌ایران را به‌صورت زیر تقسیم کرده است‪:‬‬ ‫ق‬ ‫مناطق ش��‪ ،‬شمال خراسان و شمال سیستان‬ ‫غر�‬ ‫منطقه شمال در امتداد ب‬ ‫ال�ز تا آذربایجان ب‬ ‫نواحی زاگرس از دریاچه ارومیه تا بندرعباس‬ ‫کپه داغ در شمال خراسان در مرز ترکمنستان‬ ‫مکران‪-‬بلوچستان در جنوب ش� ق�‌ایران‬

‫‪..‬‬ ‫‪..‬‬ ‫‪.‬‬

‫براساس آماری که در ش�وع غالب سمینارهای مربوط به زلزله شنایس و مهندیس زلزله در‌ایران‬ ‫اعالم می‌شود‪ ،‬در‌ایران به‌طور متوسط ساالنه شاهد کشته شدن حدود سه هزار نفر از‬ ‫هموطنان خود در اثر وقوع زلزله هستیم‪.‬‬ ‫‪Amberses .1‬‬ ‫‪Melville .2‬‬ ‫‪Iran Crescent .3‬‬

‫‪88‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬ ‫ســازه‬

‫در هشتاد سال گذشته‪ ،‬زلزله در تمام دنیا ‪1/5‬میلیون نفر و در‌ایران یکصد هزار نفر تلفات‬ ‫داشته که‌این رقم در مقایسه با کل تلفات ‪ 6‬درصد است‪ ،‬حال آن‌که جمیعت‌ایران یک‌درصد‬ ‫جمعیت کل دنیاست[سمینار زلزله‪.]1359 ،‬‬ ‫گ‬ ‫ت‬ ‫با وجود‌ این‌که ی ن‬ ‫‌ها� با بزر� بیش از هشت درجه در مقیاس ریش� در ‌ایران روی‬ ‫زم�‌لرزه ی‬ ‫نداده‪ ،‬اما آمار خسارات و تلفات قابل توجه است‪‌.‬این امر از ‌یک جهت مربوط به عدم‬ ‫شناخت و درک رفتار زلزله و در نظر ت ن‬ ‫نگرف� مسائل نف� در امر‌ایجاد مستحدثات و تاسیسات‬ ‫ف‬ ‫ن‬ ‫ارگ�ی مناطق سکونت پذیر در رستارس کشور‬ ‫ساختما� است و از طر� مربوط به‌نحوه قر ی‬ ‫‌ایران است‪ .‬بدین صورت که ت‬ ‫ی ایران پای کوه و در آغاز دشت‌ها مستقر شده‌اند‪.‬‬ ‫بیش� شهرها ‌‬ ‫ت‬ ‫تقری� مراکز شهرها از قلل کوه‌ها به‌طور متوسط پانزده ایل بیست کیلوم� است و‬ ‫فاصله ب‬ ‫به‌علت عبور بسیاری از گسل‌ها از بلندی‌ها‪ ،‬فاصله شهرها از مرکز زلزله در حدود پانزده ایل‬ ‫ت‬ ‫کیلوم� خواهد بود‪.‬‬ ‫بیست‬ ‫ن‬ ‫‌گ�ی‬ ‫‌گ�ی و ساخت دهات‌ایران و قرار ی‬ ‫‌چن� به لحاظ محل ظهور آب چشمه‌ها در شکل ی‬ ‫هم ی‬ ‫گ‬ ‫شکست�‌ها در‌این محل‌ها‪ ،‬دهات ‌ایران ی ز‬ ‫ن� در نزدییک و ‌یا فاصله بسیار کمی از‬ ‫گسل‌ها و‬ ‫ن� نشان‌دهنده وضعیت شدید لرزه ی ز‬ ‫گسل‌ها قرار دارند‪‌ .‬این امر ی ز‬ ‫خ�ی در ‌ایران به‌ویژه در‬ ‫مناطق سکونت‌پذیر است‪ .‬برای نمونه زلزله گیالن و زنجان (‪ 31‬خرداد ‪ )1369‬منطقه‌ای به‬ ‫ت‬ ‫ت‬ ‫کیلوم� مربع آن‪ ،‬محدوده‌ی دره‬ ‫کیلوم� مربع را به لرزه در آورد که یس هزار‬ ‫وسعت ‪600000‬‬ ‫روستا�‬ ‫سفید‌رود شامل سه شهر لوشان‪ ،‬منجیل و رودبار را به کیل تخریب کرد و به منطقه‬ ‫ی‬ ‫ن‬ ‫مسکو�‪ ،‬دویست مرکز‬ ‫وسیعی شامل ‪ 1600‬روستا آسیب عمده وارد کرد‪ .‬بیش از ‪ 214000‬واحد‬ ‫ت‬ ‫ت‬ ‫بهداش�‪‌ ،‬یازده بیمارستان‪ 329 ،‬مدرسه‪ ،‬تعداد زیادی واحد تجاری‪ 68 ،‬کارخانه صنع�‪،‬‬ ‫هم ی ن‬ ‫‌چن� ارا�ض و تاسیسات کشاورزی‪ ،‬تاسیسات آب‪ ،‬شبکه‌های ارتباطی و شبکه‌های نفت‪،‬‬ ‫گاز‪ ،‬برق و تلفن دچار آسیب‌های کیل شدند‪.‬‬ ‫موسسه تحقیقات ساختمان و مسکن با اطالعات موجود از نظر فعال بودن گسل‌ها و‬ ‫ن‬ ‫نس� زلزله را برای کشور‬ ‫تاریخچه و فراوا� زلزله‌های رخ داده در‌ایران‪ ،‬نقشه پهنه‌بندی خطر ب‬ ‫نگر� به تصویر زیر وضعیت شدید زلزله ی ز‬ ‫ین‬ ‫تعی� نموده است‪ .‬با ش‬ ‫‌خ�ی غالب مناطق مشاهده‬ ‫می‌شود‪.‬‬

‫تهران‬

‫شتاب مبنا‬ ‫نس�بسیارزیاد‬ ‫خطر ب‬ ‫نس� زیاد‬ ‫خطر ب‬ ‫نس�متوسط‬ ‫خطر ب‬ ‫نس� کم‬ ‫خطر ب‬

‫مصوب کمیته‌ی دائمی بازنگری ی ن‬ ‫آئ�‌نامه طراحی ساختمان‌ها در برابر زلزله‬

‫‪0.35 g‬‬ ‫‪0.30 g‬‬ ‫‪0.25 g‬‬ ‫‪0.20 g‬‬

‫‪.‬‬

‫زلزله‌های نا�ش از انفجار‬ ‫ن‬ ‫عملیات انفجاری ی ز‬ ‫زم�‌لرزه می‌شود‪ .‬بدیهی است بر‬ ‫ن� سبب وقوع زلزله‌یا ترسیع در انجام ی‬ ‫اثر وقوع انفجار در زیر ی ن‬ ‫رها�‌ یک‌باره انرژی‬ ‫زم�‪ ،‬مقدار بسیار زیادی انرژی آزاد شده که‌این ی‬ ‫وقوع زلزله را سبب می‌شود و گاهی زلزله‌های بزرگ ی ز‬ ‫ن� از‌این امر حادث می‌شوند‪.‬‬ ‫برای نمونه‪ ،‬پس از انجام آزمایش‌های اتمی آمریکا در روزهای سوم و چهارم فوریه ‪،1976‬‬ ‫گ‬ ‫بزر� ‪ 7/5‬ت‬ ‫ریش� در کشور گواتماال( چهارم فوریه ‪ )1976‬رخ داد که بیش از ‪50000‬‬ ‫زلزله‌ای با‬ ‫نفر کشته داشت‪ .‬بدین لحاظ عده‌ای بر‌این عقیده‌اند که‌این انفجار به‌عنوان ین�وی اولیه‪،‬‬ ‫تغی� قرار داده و سبب وقوع ی ن‬ ‫حالت تعادل ی ن‬ ‫زم�‌لرزه مزبور‬ ‫زم�‌شنایس منطقه را دستخوش ی‬ ‫شده است‪.‬‬ ‫‪Plate Tectonic Theory .1‬‬

‫ســازه‬

‫‪.‬‬

‫(زم� ت‬ ‫زلزله‌های تکتونییک ی ن‬ ‫‌ساخ�)‬ ‫بر اساس ‌این نظریه‪ ،‬پوسته ی ن‬ ‫زم� از چند الیه سخت و پایدار مانند دال‌های بزرگ تشکیل‬ ‫حرک� نامنظم و با ت‬ ‫زم�‪‌،‬این الیه‌ها با الگوی ت‬ ‫شده‌است‪ .‬بر اثر حرارت و تنش داخل ی ن‬ ‫رسع�‬ ‫سان� ت‬ ‫حدود دو تا ده ت‬ ‫‌م� در سال‪ ،‬میل به لغزش بر روی‌ یکدیگر دارند‪ .‬در حقیقت زلزله‌ها‬ ‫ن‬ ‫ناگها� انرژی اندوخته شده در پوسته اصیل ی ن‬ ‫زم� در اثر لغزش پوسته‌ها‪،‬‬ ‫به‌وسیله آزاد شدن‬ ‫پدید می‌آیند‪.‬‬ ‫هرچند ‌این نظریه ساده برای درک و شناخت کیل زلزله‌ها مفید‌است‪ ،‬اما با عنایت به وقوع‬ ‫زلزله‌های میان صفحه‌ای مانند آن‌چه در زلزله دشت بیاض (‪ 31‬آگوست ‪ )1968‬رخ داد‪ ،‬پیش ن‬ ‫‌بی�‬ ‫مکان وقوع زلزله هم‌چنان مشکل است‪ .‬براساس نظریه تکتونیک صفحه‌ای‪ ،‬فالت‌ایران در‬ ‫تال� صفحه‌های عربستان‪ ،‬اورآسیا و هندوستان واقع شده‌است و ق‬ ‫محل ق‬ ‫تال� ‌این صفحه‌ها‬ ‫تغی�‬ ‫سبب‌شده که پوسته فالت‌ایران‪ ،‬که در کل ضعیف‌تر از صفحه‌های ‌یاد شده‌است‪ ،‬ی‬ ‫گ‬ ‫شکل‌یافته و توسط ی ن‬ ‫ال�ز در شمال و کپه‬ ‫‌ها� چون زاگرس در غرب‪ ،‬ب‬ ‫چ�‌خورد�‌ها و رشته کوه ی‬ ‫ش‬ ‫تغی�‬ ‫داغدر‬ ‫شمال‌�ق کوه‌های ش�ق‌ایران و مکران در جنوب ش�ق احاطه شود‪ .‬با ادامه‌این ی‬ ‫گ‬ ‫ن‬ ‫چ�‌خورد�‌های پوسته فالت‌ایران به وضعیت پایدار خود‪ ،‬شاهد‬ ‫شکل و رسیدن کوه‌ها و ی‬ ‫ن‬ ‫فعالیت‌های زیاد ی ن‬ ‫ط این فالت‪ ،‬به‌خصوص نواحی کوهستا� هستیم‪.‬‬ ‫زم�‌لرزه در غالب نقا ‌‬ ‫ئ‬ ‫بر اساس مدل پیشنهادی نوروزی‪ ،‬صفحات عربستان و اوراسیا‪ ،‬که‌ایران جز� از آن را تشکیل‬ ‫ش‬ ‫شمال‌� ق� حرکت می‌کنند و صفحه اوراسیا توسط‬ ‫داده‪ ،‬با رسعت‌های مختلف در جهت‬ ‫صفحه عربستان رانده می‌شود‪.‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫کیفیت وقوع زلزله‬

‫شناخت و درک علل وقوع زلزله از اسایس‌ترین مسائل زلزله‌شنایس محسوب می‌شود‪ .‬در‬ ‫ن‬ ‫گوناگو� ارائه شده که برخی ی ز‬ ‫رابطه با علل و عوامیل که سبب ی ن‬ ‫ن�‬ ‫زم�‌لرزه می‌شوند‪ ،‬نظریه‌های‬ ‫متفاوت و ت‬ ‫ح� متناقض‌یکدیگر بوده و هنوز نظریه‌ای قطعی به‌طور کامل مشخص نیست‪.‬‬ ‫ش‬ ‫اخ� پی�فت قابل مالحظه‌ای در رابطه با شناخت علل وقوع زلزله حاصل شده‪،‬‬ ‫در سال‌های ی‬ ‫‪1‬‬ ‫معت�ترین نظریه‌ها‪ ،‬نظریه‌ای با نام نظریه تکتونیک صفحه‌ای است و در اواخر‬ ‫که از جمله ب‬ ‫دهه ‪ 50‬و اوایل دهه ‪ 60‬میالدی ارائه شده‌است‪ .‬دانشمندان معتقدند که معموال ً بیش از ‪95‬‬ ‫درصد علل وقوع زلزله‌ها مربوط به حرکات تکتونیک صفحه‌ای است‪.‬‬ ‫در ذیل به‌این نظریه و سایر موارد علمی که به‌عنوان علل و عوامل موثر در وقوع ی ن‬ ‫زم� زلزله‬ ‫می‌توان مطرح کرد‪ ،‬اشاره می‌شود‪.‬‬

‫‪89‬‬

‫‪90‬‬

‫‪.‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫ن‬ ‫آتشفشا�‬ ‫زلزله‌های‬ ‫ن‬ ‫‌ها� که بر اثر فعالیت‌های آشتفشا� به وقوع می‌پیوندند‪ ،‬نسبتاً نادر هستند‪ .‬به لحاظ‬ ‫زلزله ی‬ ‫ن‬ ‫ارتباط تکتونیک یب� آتشفشان و زلزله‪ ،‬درک زلزله‌های تکتونییک مرتبط با آتشفشان برای‬ ‫ن‬ ‫آتشفشا�‬ ‫‌ها� که منشأ‬ ‫دانشمندان از سایر موارد زلزله مشکل‌تر است‪ ،‬اما به‌طور عمده زلزله ی‬ ‫دارند‪ ،‬زلزله‌های ضعیفی هستند‪.‬‬ ‫نمونه‌ای از‌این نوع زلزله را می‌توان زلزله شییل (‪ 1960‬میالدی) دانست که پس از گذشت ‪48‬‬ ‫ساعت از وقوع زلزله‪ ،‬آتشفشان هیو در رشته کوه آند‪ 1‬فوران کرد " و بر اثر‌ایجاد‌ این زلزله‪،‬‬ ‫حرکات ی ن‬ ‫زم� باعث انتشار امواج در مخازن پر از ماگما شده و‌این تراکم و انبساط کیل در گدازه‬ ‫ن‬ ‫گاز مایع باعث فعالیت‌های آتشفشا� شد"‪.‬‬

‫ســازه‬

‫‪.‬‬

‫گ‬ ‫فروریخت�‌های ن‬ ‫درو� ی ن‬ ‫زم�‬ ‫زلزله‌های نا�ش از‬ ‫گ‬ ‫این‌گونه زلزله بر اثر لغزش ‌یا ریزش کوه‌ها‪ ،‬فروریخت� در غارها و معادن و صخره‌های‬ ‫زیر ن‬ ‫‌ها� کوچک هستند که بر اثر تنش‌های وارد‬ ‫‌زمی� به‌وجود می‌آید‪ .‬زلزله‌های مزبور زلزله ی‬ ‫گ‬ ‫گ‬ ‫شده بر جداره ها‌ یا دیواره‌ها باعث جداشد� انفجاری قطعات سن�‌شده و‌این امواج زلزله‌‬ ‫‌ایجاد می‌نماید‪.‬‬ ‫مثایل از‌این نوع زلزله لغزش بزرگ ی ن‬ ‫زم� در حجمی معادل ‪ 1/6×109‬تم� مکعب در ‪ 25‬آوریل‬ ‫گ‬ ‫‪ 1974‬در امتداد رودخانه مانتارو‪ 2‬در پرو و‌ایجاد امواج لرزه‌ای معادل با‌یک زلزله به بزر� ‪4/5‬‬ ‫است که باعث کشته شدن ‪ 450‬نفر شد‪.‬‬

‫‪.‬‬

‫زلزله‌های نا�ش از‌ایجاد مستحدثات و تاسیسات عظیم‬ ‫به‌هم‌خوردن تعادل ساختمان ی ن‬ ‫زم� توسط ‌ایجاد مستحدثات عظیمی از قبیل احداث سد‬ ‫وقوع زلزله را در پ� دارد ‌‪ .‬ایجاد زلزله‌های کوچک بر اثر‌این امر در متجاوز از یس محل در دنیا‬ ‫مشاهده شده‌است‪‌.‬این امر در متجاوز از یس محل در دنیا‪ ،‬مشاهده شده‌است‪ .‬برای نمونه‬ ‫می‌توان به احداث سد بالدر‪ 3‬بر روی رودخانه کلرادو‪ 4‬و در نتیجه پرشدن دریاچه مید‪ 5‬اشاره‬ ‫کرد‪ .‬انباشته شدن میلیون‌ها تن آب‪ ،‬نواحی اطراف را از حالت صحرای خشک و لم‌یزرع خارج‬ ‫زم� ی ز‬ ‫تغی�ات عمده‌ای را در قسمت‌های عمیق ی ن‬ ‫ن� باعث شد‪ .‬کمی پس از پر شدن‬ ‫ساخت و ی‬ ‫دریاچه‪ ،‬ی ن‬ ‫زم�‌لرزه‌های متعددی اتفاق افتاد‪.‬‬ ‫زم�‌لرزه بر اثر پرشدن گودال‌های موجود در روی سطح ی ن‬ ‫نمونه‌ای دیگر از‌ایجاد ی ن‬ ‫زم� است که‬ ‫‪7‬‬ ‫‪6‬‬ ‫مثایل برای‌این مورد‪ ،‬پرشدن گودایل در حوضچه آتیکا نزدیک دریاچه ماراتون در‌ یونان است‬ ‫که منجر به وقوع زلزله‌های سال ‪ 1931‬میالدی در محل شد‪.‬‬

‫ارتعاشات ساختمان بر اثر زلزله‬

‫‪Andes Mountains .1‬‬ ‫‪Mantaro River .2‬‬ ‫‪Boulder Dam .3‬‬ ‫‪Colorado .4‬‬ ‫‪Mid Lake .5‬‬ ‫‪Attica .6‬‬ ‫‪Marathon Lake .7‬‬

‫‌ها� مرتعش می‌شود که‌این ارتعاشات در سه‬ ‫ساختمان بر اثر امواج زلزله با انجام ی‬ ‫تغی� شکل ی‬ ‫تغی� شکل‌ها در بنا به‌ییک از حاالت (محوری‪،‬‬ ‫جهت طویل‪ ،‬عر�ض و قائم‌ایجاد می‌شوند ‌‪ .‬این ی‬ ‫بر� و ش‬ ‫خمش‪ ،‬ش‬ ‫ترکی� از آن‌ها خواهد بود‪.‬‬ ‫پیچ�) و‌یا ب‬

‫‪91‬‬

‫برای بیان زلزله به‌صورت کمی از مقیاس زلزله استفاده می‌شود ‌‪ .‬این مقیاس نمایانگر حرکت‬ ‫ین‬ ‫‌گ�ی قدرت زلزله است ‌‪ .‬این مقیاس به دو‬ ‫زم� است که معیاری مهم برای‬ ‫شناسا� و اندازه ی‬ ‫ی‬ ‫گ‬ ‫‪2‬‬ ‫‪1‬‬ ‫صورت معمول بر پایه بزر� زلزله‌ یا بر اساس بیان شدت زلزله مطرح می‌شود‪.‬‬

‫‪.‬‬

‫گ‬ ‫بزر� زلزله‬ ‫گ‬ ‫تعی� می‌شود و توسط ت‬ ‫مقیاس بزر� زلزله بر اساس مقدار انرژی آزاد ی ن‬ ‫ریش�‪ 3‬در سال ‪1935‬‬ ‫میالدی تعریف شده‌است‪ .‬وی با توجه به تجربه منجمان در طبقه‌بندی ستارگان برحسب ی ز‬ ‫م�ان‬ ‫روشنا� ( قدرت) آن‌ها‪ ،‬درجه بندی زلزله‌ها را براساس قدرت آن‌ها پیشنهاد کرد‪ .‬مقیاس مزبور‬ ‫ی‬ ‫‌گ�ی آن تا عدد ده درجه‌بندی شده است است‪ .‬ت‬ ‫بزرگ�ین‬ ‫به‌صورت لگاریتمی بوده و واحد اندازه ی‬ ‫زلزله ثبت شده مربوط به زلزله سال ‪ 1960‬شییل با قدرت ‪ 9/5‬ت‬ ‫ریش� است و کوچک‌ترین زلزله‬ ‫گ‬ ‫بزر� دو ت‬ ‫ریش� است‪ .‬برای مقایسه‌یک زلزله با قدرت‬ ‫که توسط انسان احساس می‌شود‪ ،‬دارای‬ ‫هشت ت‬ ‫ه�وشیما انرژی تولید می‌کند‪.‬‬ ‫اتمی‬ ‫بمب‬ ‫ریش�‪ ،‬حدود دو هزار برابر‬ ‫ی‬ ‫گ‬ ‫ت‬ ‫مقدار افزایش بزر� ریش� به ازای هر‌یک واحد با ده برابر شدن دامنه موج و تقریباً ‪ 31‬برابر‬ ‫شدن مقدار انرژی رها شده توسط زلزله مرتبط است‪ ،‬به‌گونه‌ای که زلزله‌ای با اندازه هشت‬ ‫بیش� از زلزله با اندازه چهار ت‬ ‫ریش�‪ ،‬قدرت تخری� معادل ‪ 81×104‬برابر ت‬ ‫ت‬ ‫ریش� دارد‪.‬‬ ‫ب‬

‫‪.‬‬

‫‪Magnitude .1‬‬ ‫‪Intensity .2‬‬ ‫‪Richter .3‬‬ ‫‪Mercalli .4‬‬ ‫‪Newman .5‬‬

‫شدت زلزله‬ ‫ن‬ ‫زم� در هنگام بروز زلزله بیان می‌شود و به‌صورت‬ ‫این مقیاس با استفاده از شتاب و رسعت ی‬ ‫تاث� زلزله بر ساختمان‌ها‬ ‫تابعی از احساس و دریافت انسان و موجودات زنده از زلزله و ی‬ ‫توصیف می‌شود‪ .‬مقیاس مزبور از سال ‪ 1880‬پیشنهاد شده بود که با ش‬ ‫پی�فت علم زلزله‌شنایس‬ ‫در سال ‪ 1902‬میالدی توسط مرکایل‪ 4‬به‌صورت مقیاس نظری (نه دقیق) بر اساس اثرات ش‬ ‫نا� از‬ ‫ین‬ ‫زم�‌لرزه به دوازده درجه تقسیم‌بندی شد و در نهایت در سال ‪ 1931‬توسط نیومان‪ 5‬به‌صورت‬ ‫جدویل ارائه شد‪.‬‬ ‫چ� از یب�ن‬ ‫درجه دو ‌این مقیاس توسط اشخاص قابل احساس است‪ .‬در درجه دوازده همه ی ز‬ ‫گ‬ ‫می‌رود‪ .‬در‌این مقیاس خسارت‌ها با دقت ت‬ ‫بیش� روشن می‌شود و در آن ویژ�‌های مشخص‌تری‬ ‫بیان شده‌است‪.‬‬ ‫در مورد سازه‌های انعطاف‌پذیر ساختمان‌های بلند‪ ،‬نمی‌توان فقط به بیشینه شتاب اکتفا‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫مقیاس زلزله‬

‫ســازه‬

‫اغلب ‌ییک از‌این حاالت تنش‪ ،‬نقش ی ن‬ ‫تعی�‌کننده را ‌ایفا می‌کند‪ .‬اثر ارتعاشات ‌ایجاد شده در‬ ‫ن‬ ‫نوسا� شدید در طبقات باالی ساختمان به‌وجود می‌آورد‪.‬‬ ‫نهایت‪ ،‬حرکات‬ ‫ن‬ ‫برای بیان ت‬ ‫به� وضعیت ارتعاش‪‌،‬یک بلوک ساختما� صلب را می‌توان جهت ارتعاش محوری‬ ‫مطرح کرد‪ ،‬ارتعاش ش‬ ‫خم� را به ارتعاش‌یک ساختمان باریک بلند تشبیه کرد و جهت ارتعاش‬ ‫ش‬ ‫صل� در کف طبقات مختلف‬ ‫بر�‪ ،‬ساختمان بلندی را در نظر گرفت که به‌وسیله یت�های ب‬ ‫ت‬ ‫ز‬ ‫به‌یکدیگر متصل باشد‪ .‬برای پیچش بنا ین� می‌توان ‌یک ساختمان با سخ�‌های متفاوت در‬ ‫تکیه‌گاه را مثال زد‪.‬‬

‫‪92‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫تغی� مکان‪ ،‬رسعت و شکل امواج زلزله و پار ت‬ ‫ام�های دیگر ی ز‬ ‫ن� باید مد‌نظر‬ ‫کرد‪ ،‬بلکه فرکانس‪ ،‬ی‬ ‫قرار یگ�د‪.‬‬

‫اثرات ی ن‬ ‫زم�‌لرزه‬

‫ســازه‬

‫زم�‪ ،‬پدیده‌های مختلف دیگری ی ز‬ ‫بر اثر وقوع زلزله‪ ،‬عالوه بر تکان خوردن ی ن‬ ‫ن� به همراه‬ ‫ین‬ ‫زم�‌لرزه است که برخی از آن‌ها عبارتند از‪ :‬لرزش‌های ش‬ ‫نا� از زلزله بر روی بناها‪ ،‬به‌وجود‬ ‫تغی�ات ی ن‬ ‫جان� و‬ ‫‌جا� و ی‬ ‫آمدن گسل‪ ،‬جابه ی‬ ‫زم�‪ ،‬روان‌گر یا�‪ ،‬امواج جزر و مدی‪ ،‬حوادث ب‬ ‫پیامدهای ناگوار زلزله‪.‬‬

‫‪.‬‬

‫لرزش‌های نا�ش از زلزله بر روی بناها‬ ‫در هنگام بروز زلزله‪ ،‬معموال ً قبل از‌ایجاد ارتعاشات شدید اصیل‪ ،‬لرزه‌های خفیفی به‌صورت‬ ‫فرعی در زمان کوتاهی‌ایجاد می‌شود که به پیش‌لرزه موسوم هستند و در حقیقت پیش درآمد‬ ‫زلزله اصیل هستند‪ .‬هم ی ن‬ ‫‌چن� پس از وقوع زلزله اصیل‪ ،‬که بزرگ‌ترین زلزله ‌یک گروه زلزله‬ ‫‌ها� اتفاق می افتد که به پس لرزه مشهورند ‌‪ .‬این گروه زلزله مستقیماً از طریق‬ ‫است‪ ،‬زلزله ی‬ ‫زم� بر روی بناها و تاسیسات ارتعاشات الزم را منتقل نموده که در ض‬ ‫اتصال سازه به ی ن‬ ‫بع�‬ ‫موارد منجر به خرا� مستحدثات و‌ایجاد تلفات ن‬ ‫جا� می‌شود‪.‬‬ ‫ب‬

‫‪.‬‬

‫به‌وجود آمدن گسل‬ ‫ن‬ ‫زم� در زلزله‪ ،‬معرف صفحه‌ای است که دو بلوک صخره‌ای را‬ ‫گسل به‌عنوان مبدا حرکت ی‬ ‫از‌یکدیگر جدا کرده و در امتداد آن حرکات ی ن‬ ‫زم� رخ می‌دهد‪ .‬برخی گسل‌های به‌وجود آمده در‬ ‫ت‬ ‫کیلوم�ی پوسته ی ن‬ ‫سطح ی ن‬ ‫زم� ادامه دارد و در مواقعی به‌علت عدم رسیدن‬ ‫زم�‪ ،‬تا اعماق ده‌ها‬ ‫شکست گسل به سطح ی ن‬ ‫زم� با چشم‪ ،‬قابل دیدن نیستند ‪.‬‬ ‫گسل‌ها را می‌توان در ت‬ ‫تغی� مکان‬ ‫بیش� زلزله‌ها به‌عنوان کانون آزاد شدن انرژی شناخت که ی‬ ‫ن‬ ‫ناگها� ی ن‬ ‫زم� در هنگام وقوع زلزله‌ایجاد‌شده و در مواردی به‌وسیله لغزش‬ ‫آن‌ها توسط شکست‬ ‫ض‬ ‫تغی� مکان افقی بوده‌یا در بع�‬ ‫‌این‬ ‫که‬ ‫‌پذیرد‬ ‫ی‬ ‫م‬ ‫صورت‬ ‫آن‬ ‫طرف‬ ‫دو‬ ‫در‬ ‫تفاضیل‌ایجاد شده‬ ‫ی‬ ‫ت‬ ‫مواقع به‌صورت حرک� عمودی اتفاق می‌افتد‪ .‬با عنایت به لغزش گسل‌ها الزم است از‌ایجاد‬ ‫تاسیسات و مستحدثات بر روی آن‌ها اجتناب شود‪.‬‬

‫‪.‬‬

‫تغی�ات ی ن‬ ‫زم�‬ ‫‌جا� و ی‬ ‫جابه ی‬ ‫تغی�ات ی ن‬ ‫زم� اغلب به‌صورت‌های ذیل اتفاق می‌افتد؛‬ ‫و‬ ‫‌جا�‬ ‫ی‬ ‫جابه ی‬ ‫‪1‬‬ ‫ن‬ ‫زم� لغزه ‪ :‬ین�وی وارده از طرف زلزله سبب حرکت توده‌های عظیم بر روی سطوح‬ ‫‪ .‬ی‬ ‫‌ها� از ی ن‬ ‫ن‬ ‫زم� لغزیده و جابه‌جا می‌شود‪.‬‬ ‫ت‬ ‫قسم‬ ‫آن‬ ‫�‬ ‫در‬ ‫که‬ ‫‌شود‬ ‫ی‬ ‫م‬ ‫زم�‬ ‫نده‬ ‫لغز‬ ‫ی‬ ‫ی‬ ‫پ‬ ‫‪2‬‬ ‫ت‬ ‫ت‬ ‫ت‬ ‫ن‬ ‫ن‬ ‫ن‬ ‫زم� بر اثر ین�وهای وارده از طریق‬ ‫‪ .‬فرونشست ‪ :‬فروریخ� و‌یا فرونشس� قسم� از ی‬ ‫ن‬ ‫زم� در جهات افقی و قائم جابه‌جا‬ ‫زلزله است و بر اثر‌این امر محدوده وسیعی از سطح ی‬ ‫ز‬ ‫اخ� برای ی ن‬ ‫تغی�ات حرکت‬ ‫منطقه‬ ‫‌یک‬ ‫ی‬ ‫‌خ�‬ ‫ه‬ ‫ی‬ ‫تعی� خصوصیات زلزل ی‬ ‫می‌شود‪ .‬در سال‌های ی‬ ‫ز‬ ‫پوسته ی ن‬ ‫‌گ�ی‬ ‫تجه�ات دقیق و با استفاده از روش‌های مختلفی اندازه ی‬ ‫زم� با وسایل و ی‬ ‫می‌شود‪.‬‬ ‫‪3‬‬ ‫هوا� دچار شکست می‌شوند‪ .‬سنگ‌هایـی‬ ‫‪ .‬سنگ ریزش ‪ :‬سنگ‌ها در اثر ی‬ ‫تغی�ات آب و ی‬

‫‪Landslide .1‬‬ ‫‪Subsidence .2‬‬ ‫‪Rock Fall .3‬‬

‫‪.‬‬ ‫‪.‬‬

‫امواج جزر و مدی‬ ‫حرکات ی ن‬ ‫زم�‪ ،‬امواج عظیمی را در سطح دریا‌ ایجاد می‌کند که می‌تواند خسارات عمده‌ای بر‬ ‫‪3‬‬ ‫مناطق ساحیل ‌یا دورتر داشته باشد‪‌ .‬این امواج به‌صورت دریالرزه ‪ ،‬بر اثر لرزش ‌ایجاد‌شده‬ ‫ت یا به‌صورت سونامی‪(4‬اصطالح ژ ن‬ ‫اپ�)‪،‬‬ ‫تاث�گذار بر امواج نواحی ساحیل اس ‌‬ ‫در دریا که ی‬ ‫دریا� که گاهی ارتفاع آب حاصل از‌این پدیده در خشیک‬ ‫تفع‬ ‫ر‬ ‫م‬ ‫و‬ ‫طویل‬ ‫امواج‬ ‫مجموعه‌ای از‬ ‫ی‬ ‫ض‬ ‫ت‬ ‫به ده‌ها تم� می‌رسد و در بع� موارد در هزاران کیلوم� دورتر از مرکز زلزله‪ ،‬اثر آن ظاهر‬ ‫می‌شود اتفاق می‌افتد‪.‬‬

‫‪.‬‬

‫جان� زلزله‬ ‫حوادث ب‬ ‫ض‬ ‫بع� مواقع بر اثر وقوع زلزله‪ ،‬به‌علت نوع خسارات وارد شده بر مستحدثات و تاسیسات‬ ‫‌ک�‪ ،‬برق ن‬ ‫از قبیل سدها‪ ،‬مخازن آب‪ ،‬خطوط لوله ش‬ ‫رسا� و تاسیسات مکانییک و یغ�ه حوادث‬ ‫ناگواری همراه زلزله رخ می‌دهند‪‌.‬این حوادث اغلب عبارتند از‪ :‬آتش‌سوزی‪ ،‬جاری شدن سیل‪،‬‬ ‫گ‬ ‫قطع آب‪ ،‬برق‌گرفت�‪ ،‬بیماری‌های مرسی و‪...‬‬ ‫‌ها� که بالفاصله پس از زلزله اتفاق می‌افتد در بسیاری از زلزله‌ها ت‬ ‫بزرگ�ین عامل‬ ‫آتش‌سوزی ی‬ ‫در‌ایجاد تلفات ن‬ ‫جا� است‪ .‬به‌ویژه قطع آب و مشکل اطفا حریق‌ یا جاری شدن سیل بر اثر‬ ‫تخریب سدها و مخازن آب و کناره رودها و‪ ...‬که مشکالت جدی را به همراه دارند و سبب‬ ‫وارد کردن خسارات و تلفات ت‬ ‫بیش� در پ� وقوع ی ن‬ ‫زم�‌لرزه می‌شوند‪.‬‬

‫‪.‬‬

‫پیامدهای ناگوار زلزله‬ ‫زم�‌لرزه‌ها عالوه بر خسارات و تلفات ن‬ ‫ین‬ ‫جا�‪ ،‬که بر اثر وقوع زلزله ‌ایجاد و به‌صورت آمار و‬ ‫ارقام هر چند ناقص اعالم می‌شود که‌این تخریب‌ها را می‌توان ی ز‬ ‫ف�ییک‌یا مادی محسوب کرد‪،‬‬ ‫پیامدها� ی ز‬ ‫ن� به همراه دارند که معموال ً مشهود نیست و از آن جمله می‌توان از پیامدهای‬ ‫ی‬ ‫گ‬ ‫ن‬ ‫اجتماعی‪ ،‬اقتصادی‌یا فرهن� نام برد‪ .‬زلزله‪ ،‬فلج شدن ناگها� اقتصاد محل زلزله‌زده‪‌،‬ایجاد‬ ‫بحران ها‪ ،‬مهاجرت و‪ ...‬را به دنبال دارد و عالوه بر مسائل و مشکالت اجتماعی که به صور‬ ‫گ‬ ‫فرهن� را ی ز‬ ‫ن� با خود به‬ ‫تاث� بر روان اجتماعی افراد‪ ،‬تخریب‌های‬ ‫گوناگون ظاهر می‌شود‪ ،‬با ی‬ ‫همراه دارد‪.‬‬ ‫‪Liquefaction .1‬‬ ‫‪Sand Boil .2‬‬ ‫‪Seaquake .3‬‬ ‫‪Tsunami .4‬‬

‫ســازه‬

‫ن ‪1‬‬ ‫روانگر یا� (آبگو�)‬ ‫زم�ن‬ ‫در‬ ‫اکم‬ ‫ر‬ ‫ت‬ ‫‌ایجاد‬ ‫اثر‬ ‫بر‬ ‫زلزله‬ ‫وقوع‬ ‫هنگام‬ ‫در‬ ‫سست‬ ‫‌های‬ ‫ک‬ ‫خا‬ ‫منافذ‬ ‫در اثر نفوذ آب در‬ ‫ی‬ ‫و افزایش فشار آب داخل‌این منافذ‪ ،‬آب به طرف باال حرکت کرده و به‌صورت جوشش ماسه و‬ ‫گل و الی‪ 2‬در سطح ی ن‬ ‫زم� هویدا می‌شود‪.‬‬ ‫ت‬ ‫زم�‌ها‪ ،‬ساختمان‌های مزبور ش�وع به فرو ت ن‬ ‫مستحدثا� روی‌ این‌گونه ی ن‬ ‫رف� و‬ ‫در صورت وجود‬ ‫ن‬ ‫زم� می‌کنند‪.‬‬ ‫کج شدن در داخل ی‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫که مقاومت خود را از دست داده‌اند‪ ،‬از بلندی‌های واقع در منطقه زلزله ریزش می‌نمایند‪.‬‬ ‫‌این عمل در صورت وقوع پس لرزه‌ها تجدید می‌شود‪.‬‬ ‫ن‬ ‫زیرزمی� و مسدود شدن و‌یا جاری شدن چشمه‌های جدید‪.‬‬ ‫تغی� در سطح آب‌های‬ ‫ • ی‬

‫‪93‬‬

‫‪94‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫رفتار ساختمان‌های بلند در برابر زلزله‬

‫ســازه‬

‫همان طور که پیش از‌این اشاره شد‪ ،‬هر ساختمان بلند را می‌توان شبیه ‌یک طره عمودی‬ ‫جان� قرار دارد و بر اثر ارتعاشات‌ایجاد‌شده‪ ،‬رفتاری بسیار‬ ‫دانست که در معرض بارهای ب‬ ‫پیچیده‌تر از ساختمان‌های معمویل از خود نشان می‌دهد‪ .‬هرچه ساختمان بلند‌تر شود‪،‬‬ ‫ت‬ ‫جان� آن تقلیل پیدا می‌کند و‬ ‫ین�وهای وارده از طریق زلزله به‌شدت افزایش‌یافته‪ ،‬سخ� ب‬ ‫مساله پایداری آن اهمیت ت‬ ‫بیش�ی می‌یابد‪ .‬شالوده بنا محل تماس ساختمان با ی ن‬ ‫زم� است‪.‬‬ ‫تاث� ین�وهای زلزله بر روی ساختمان بلند به‌صورت لرزاندن شالوده بنا در کلیه جهات است‪.‬‬ ‫ی‬ ‫ن‬ ‫کل بنا در مقابل ‌این حرکت مقاومت کرده و در رسارس سازه ین�وهای ‌ای�یس ‌ایجاد می‌نماید‬ ‫تغی� شکل‬ ‫که در نهایت‌این ین�وها‪ ،‬ساختمان بلند را به ارتعاش در می‌آورند‪ ‌،‬این ارتعاش و ی‬ ‫ساختمان‌ها به گونه‌ای است که ی ز‬ ‫خ� و شتاب‌ایجاد شده در آن‌ها به تدریج از طبقه اول به‬ ‫طرف باال افزوده شده و در بام ساختمان به ت‬ ‫بیش�ین مقدار خود می‌رسد‪.‬‬ ‫در ت‬ ‫تغی� شکل‌ناپذیر بوده و‬ ‫‌صور�‌که سازه ساختمان بلند صلب باشد‪ ،‬در رابطه با زلزله ی‬ ‫گ‬ ‫زم� است‪ .‬براساس قانون نیوتن بزر� ین�وهای ن‬ ‫شتاب حاصله همان شتاب ی ن‬ ‫‌ای�یس برابر‬ ‫چن� حال�ت‬ ‫زم� (‪ )F=MA‬که در عمل هرگز ی ن‬ ‫است با حاصل ض�ب جرم ساختمان در شتاب ی ن‬ ‫وجود ندارد (در حقیقت ساختمان بلند صلب نیست) و همه ساختمان‌های بلند تا حدودی‬ ‫ت‬ ‫برگش� ین�وهای‬ ‫انعطاف‌پذیر (نرم) هستند‪ .‬در سازه‌های انعطاف‌پذیر‪ ،‬در اثر حرکات رفتار و‬ ‫خم�ی می‌شود که کاهش ت‬ ‫سخ� را به‌دنبال دارد‪ .‬در‬ ‫وارده از طرف زلزله‪ ،‬سازه وارد حالت ی‬ ‫گ‬ ‫ض‬ ‫ت‬ ‫بزر� ین�وهای ن‬ ‫زم�ن‬ ‫نتیجه‬ ‫‌ای�یس وارده بر سازه می‌تواند کم� از حاصل �ب جرم در شتاب ی‬ ‫باشد (‪.)F<MA‬‬ ‫انعطاف‌پذیری سازه‪ ،‬تا حدی برای ما مطلوب است‪ .‬بدین ن‬ ‫مع� که اگر سازه خییل انعطاف‌پذیر‬ ‫باشد ممکن است پریود طبیعی آن بسته به خاک منطقه نزدیک نزدیک پریود امواج ی ن‬ ‫زم� شده‪،‬‬ ‫در‌این‌صورت‪ ،‬تشدید رخ داده و ین�وی وارد شده به سازه ت‬ ‫بیش� از حاصل ض�ب جرم در‬ ‫شتاب ی ن‬ ‫زم� شود (‪.)F>MA‬‬ ‫هم ی ن‬ ‫‌چن� ممکن است ‌این‌گونه سازه‌ها در اثر گشتاور ش‬ ‫نا� از انحراف مرکز جرم در پایه‬ ‫ن‬ ‫ساختمان دچار واژگو� شوند‪ .‬بنابراین باید شکل‌پذیری سازه را محدود کرد‪.‬‬ ‫ن‬ ‫گوناگو� که نحوه ارتعاش ساختمان‌های بلند به آن وابسته است عبارتند از؛ فاصله‬ ‫عوامل‬ ‫گ‬ ‫ف‬ ‫ن‬ ‫زم� محل ساخت و بزر� انرژی‬ ‫ساختمان بلند از مرکز زلزله‪ ،‬جنس الیه‌های خاک و توپوگرا� ی‬ ‫ش‬ ‫نا� از ین�وهای زلزله که با فاصله یگ�ی از مرکز زلزله کاهش می‌یابد‪ .‬اگر امواج زلزله دارای‬ ‫پریود کم (فرکانس باال) باشند‪ ،‬در فواصل کم از محل زلزله به تدریج مستهلک می‌شوند‪.‬‬ ‫کیلوم� حرکت کنند‪ .‬از ف‬ ‫ت‬ ‫طر�‬ ‫ویل امواج دارای پریود زیاد (فرکانس کم) ممکن است تا صدها‬ ‫پریود طبیعی ارتعاشات ساختمان‌های بلند نسبت به ساختمان‌های متعارف باالتر است‪.‬‬ ‫بنابراین ممکن است به‌علت پدیده تشدید ساختمان‌های بلند در فواصل خییل دور از مرکز‬ ‫آسی� نمی بینند‪.‬‬ ‫زلزله خسارات ببینند‪ ،‬در‌حایل‌که در‌این فواصل ساختمان‌های کوتاه‌تر ب‬ ‫ت‬ ‫به‌عنوان مثال در زلزله منجیل در سال ‪ ،1369‬هرچند شهر رشت در فاصله زیاد ‪ 63‬کیلوم�ی‬ ‫منجیل قرار گرفته بود‪ ،‬صدمات فر ن‬ ‫اوا� به ساختمان‌های بلند شهر رشت وارد شد‪ ،‬در‌حایل‌که‬ ‫ن‬ ‫ساختمان‌های مذکور دارای اسکلت بت� ‌و یا فلزی بودند‪ .‬در مقابل ساختمان‌های ‌یک ‌یا‬ ‫آسی� ندیده بودند و‌این امر ش‬ ‫نا� از نزدیک بودن‬ ‫دو‌طبقه بدون اسکلت و با مصالح نامرغوب ب‬ ‫پریود ساختمان‌های بلند شهر رشت با پریود غالب زلزله در‌این محل بود‪.‬‬

‫‪Long Beach .1‬‬ ‫‪Imperial Hotel, Tokyo .2‬‬ ‫‪Frank Lloyd Wright .3‬‬

‫اصل جداسازی لرزه‌ای از سال ‪ 1909‬میالدی (بعد از وقوع زلزله سان فرانسیسکو در سال ‪)1906‬‬ ‫بر روی سازه‌های متعددی طراحی و اجرا شده و در‌حال ض‬ ‫‌حا� بیش از ‌یکصد سازه طراحی‬ ‫شده در اروپا و ت‬ ‫اس�الیا با اصول مزبور ساخته شده‌اند‪.‬‬ ‫این امر در بسیاری از موارد اقتصادی و مناسب بوده است‪‌.‬این روش ن‬ ‫مبت� بر‌این‌ایده است‬ ‫زم� ت‬ ‫ی یک سیستم جداساز‪ ،‬سازه را از ی ن‬ ‫بس�ش جدا می‌کنیم‬ ‫که با قراردادن ساختمان بر رو ‌‬ ‫ن‬ ‫زم� به سازه خواهیم شد‪‌ .‬این‬ ‫و از ‌این طریق مانع از انتقال قسمت اعظم حرکات افقی ی‬ ‫ن‬ ‫امر با تعبیه اجزای مستهلک کننده به‌منظور جذب انرژی ش‬ ‫تام� می‌شود و از‬ ‫نا� از زلزله ی‬ ‫ن‬ ‫‌این طریق باعث کاهش بسیار زیاد شتاب طبقات و رانش‌های یب� طبقه‌ای می‌شود‪ .‬در نتیجه‬ ‫ساختمان در مقابل ین�وی زلزله مقاوم می‌شود‪‌ .‬ییک از بناهای مهم در تاریخ جداسازی‬ ‫ساختمان از ی ن‬ ‫ام�یال توکیو‪ ،2‬طراحی فرانک لویدرایت‪ 3‬است که در سال ‪1921‬‬ ‫زم�‪ ،‬هتل پ‬ ‫میالدی بر روی‌یک الیه نازک از خاک سخت بنا شد و‌این الیه سخت بر روی‌ یک الیه زیرین‬ ‫ن‬ ‫‌خو� از پس ین�وهای زلزله برآمد‪.‬‬ ‫لج� قرار داشت‪ .‬در زلزله ‪ 1923‬توکیو ساختمان مزبور به ب‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫جداسازی لرزه‌ای ساختمان‌های بلند‬

‫ســازه‬

‫ت‬ ‫کیلوم�ی شمال بندرعباس‬ ‫نمونه دیگری در کشور ‌ایران‪ ،‬زلزله سال ‪ 1356‬است که در ‪40‬‬ ‫اتفاق افتاد‪ .‬در شهر بندرعباس هتیل به‌نام هتل کامرون وجود داشت‪‌ .‬این ساختمان از دو‬ ‫قسمت تشکیل شده بود‪ ،‬به ساختمان ن‬ ‫بت� ‪6‬طبقه جدید خسار تا� وارد نشد‪ .‬از‌این نمونه‌ها در‬ ‫زلزله‌های اتفاق افتاده‪ ،‬در رسارس دنیا بسیار زیاد است‪.‬‬ ‫جنس الیه‌های خاک از نظر نوع و تراکم و توپوگر فا� محل ساخت بنا بر نحوه عبور امواج‬ ‫تاث�‌گذار است و خاک می‌تواند برای امواج زلزله نقش ت‬ ‫فیل�ی را بازی کند که بر حسب نرمی‌یا‬ ‫ی‬ ‫کم� انتقال دهد‪ .‬از‌این رو خاک ت‬ ‫بیش�‌ یا ت‬ ‫‌ها� را ت‬ ‫ت‬ ‫تاث� به سز یا� در‬ ‫بس� سازه‪ ،‬ی‬ ‫سخ�‪ ،‬فرکانس ی‬ ‫رفتار ساختمان بلند در مقابل زلزله دارد‪ .‬برای مقاومت ت‬ ‫به� ساختمان بلند در برابر ین�وهای‬ ‫ن‬ ‫زم� به‌عنوان ‌یک اصل مطرح‬ ‫زلزله‪ ،‬مغایر بودن فرکانس بنا با فرکانس انتقال‌دهنده توسط ی‬ ‫است‪ ،‬بدین‌صورت‌که در مناطقی که ی ن‬ ‫زم� نرم است باید سازه سخت بنا کرد و در نواحی که‬ ‫ین‬ ‫زم� سخت است باید سازه نرم ساخت‪ ‌.‬این امر به‌خصوص به لحاظ دوره تناوب ارتعاش‬ ‫طبیعی باالتر (فرکانس ارتعاش ی ن‬ ‫پای�‌تر) ساختمان‌های بلند نسبت به ساختمان‌های متعارف‬ ‫باید رعایت شود و ت‬ ‫به� است ‌این‌گونه ساختمان‌ها بر روی ی ن‬ ‫زم�‌های سخت بنا شوند‪ ،‬زیرا‬ ‫‌این‌گونه ی ن‬ ‫زم�‌ها فرکانس‌های باالتری را تولید می‌نمایند‪.‬‬ ‫‪1‬‬ ‫به‌عنوان نمونه در ی ن‬ ‫‌ها� که در‬ ‫زم�‌لرزه سال ‪ 1933‬النگ بیچ صدمات وارده بر ساختمان ی‬ ‫ت‬ ‫ن‬ ‫ین‬ ‫زم�‌های سخت‬ ‫‌ها� بود که روی ی‬ ‫زم�‌های نرم بنا شده بودند به مراتب کم� از ساختمان ی‬ ‫ن� از ی ز‬ ‫ساخته بودند و با افزایش طبقات ساختمان ی ز‬ ‫م�ان خسارات کاسته می‌شد‪.‬‬ ‫نس�‬ ‫از مسائل دیگر که خاص رفتار ساختمان‌های بلند در برابر زلزله است‪ ،‬ی‬ ‫تغی� مکان افقی ب‬ ‫ین‬ ‫تغی�‬ ‫ب� طبقات است‪ .‬از آن‌جا که تمام طبقات‌ یک ساختمان با‌ یک رسعت و در‌یک زمان ی‬ ‫ب� طبقات ‌ایجاد می‌شود و ت‬ ‫نس� ی ن‬ ‫تغی�‬ ‫ح� جهت ‌این ی‬ ‫مکان نمی‌دهد‪ ،‬ی‬ ‫تغی� مکان افقی ب‬ ‫مکان‌ها مخالف جهت‌یکدیگر ی ز‬ ‫ن� می‌تواند باشد‪ .‬از طرف دیگر چون سازه ساختمان بلند نرم‬ ‫نس� ی ن‬ ‫ب� طبقات بر روی اجزای‬ ‫و انعطاف‌پذیر است‪ ،‬در هنگام وقوع زلزله ی‬ ‫تغی� مکان افقی ب‬ ‫ت‬ ‫تاث�‌گذار است که‌این امر می‌تواند مشکل‌زا باشد و صدما� به‌این اجزا وارد آید‪.‬‬ ‫یغ�‌سازه‌ای ی‬ ‫ت‬ ‫ز‬ ‫ن‬ ‫تجه�ات و تاسیسات مکانییک و الک�ییک‬ ‫ماش�‪ ،‬ی‬ ‫منظور از اجزای یغ� سازه‌ای پله‪ ،‬رمپ عبور ی‬ ‫و یغ�ه است‪.‬‬

‫‪95‬‬

‫‪96‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬ ‫ســازه‬

‫بعدها رایت در بیوگر فا� خود (‪ )1977‬ی ن‬ ‫چن� بیان می‌کند که ‪ 60‬تا ‪ 70‬فوت لجن در زیر و ‪ 8‬فوت‬ ‫خاک سطحی سخت‪ ،‬ساختمان مزبور را نگاه داشت‪ .‬اگرچه امروزه مشخص نیست که بینش‬ ‫ام�یال توکیو‪ ،‬نمونه‌ای از‬ ‫وی در آن زمان نسبت به‌این مساله چه بوده اما به‌هر‌حال هتل پ‬ ‫سیستم جداسازی از پایه ساختمان است‪.‬‬ ‫وسایل مورد استفاده جداسازی اعم از مستهلک‌کننده‌های انرژی مکانییک و تکیه‌گاه‌های‬ ‫تغی� مکان‌ها‬ ‫االستومری و اجزای آن‪ ،‬می‌توانند پاسخ بنا به ین�وهای زلزله را با محدود کردن ی‬ ‫و ین�وها‪ ،‬ت‬ ‫زم�ن‬ ‫کن�ل کرده و پایداری بنا را بهبود بخشند‪ .‬در سازه‌های کم ارتفاع بر روی ی‬ ‫ن‬ ‫سخت‪ ،‬جداسازی لرزه‌ای با طوال�‌تر کردن زمان تناوب ار ش‬ ‫تعا� که بنا در آن به حرکات زلزله‬ ‫پاسخ می‌دهد‪ ،‬باعث کاهش ین�وهای ش‬ ‫نا� از زلزله می‌شود‪ .‬زیرا زمان تناوب اصیل ارتعاش‬ ‫ن‬ ‫واژگو� کمی‌دارند‪.‬‬ ‫‌این سازه‌ها کوتاه است و در حقیقت مقدار گشتاور‬ ‫ن‬ ‫واژگو� بسیار زیادی دارند و زمان تناوب طبیعی بنا‬ ‫در مقابل‪ ،‬ساختمان‌های بلند گشتاور‬ ‫با افزایش ارتفاع‪ ،‬ت‬ ‫بیش� می‌شود‪ .‬بنابراین افزایش زمان تناوب ارتعاش به‌وسیله جداسازها‬ ‫ن‬ ‫جان� باد‬ ‫ی‬ ‫تاث� چندا� ندارد‪ .‬در ضمن برای امکان‌پذیر بودن جداسازی ضد زلزله‪ ،‬بارهای ب‬ ‫و سایر بارهای یغ� زلزله‌ای باید تقریباً کم‌تر از ‪ 10‬درصد وزن سازه باشد که ‌این ش�ایط در‬ ‫ساختمان‌های بلند در عمل یغ�‌ممکن است‪ .‬عالوه بر‌این اذعان می‌شود با‌ این‌که جداسازی‬ ‫لرزه‌ای دارای مزایای بسیاری است‪ ،‬اما به هیچ وج ‌ه یک راه حل همه جانبه محسوب نمی‌شود‬ ‫‌کارگ�ی در ساختمان‌های بلند مناسب نیست‪.‬‬ ‫و استفاده از‌این سیستم برای به ی‬ ‫ارگ�ی‬ ‫ر‬ ‫ق‬ ‫‌علت‬ ‫ه‬ ‫ب‬ ‫هستند‪،‬‬ ‫اداری‬ ‫کاربرد‬ ‫ای‬ ‫ر‬ ‫دا‬ ‫که‬ ‫بناها�‬ ‫‌ویژه‬ ‫هرچند در ساختمان‌های بلند‪ ،‬به‬ ‫ی‬ ‫ی‬ ‫ن‬ ‫ح� وقوع زلزله لرزش‌های‬ ‫دستگاه‌های رایانه و وسایل ارتباطی بزرگ و حساس و‪ ...‬در ی‬ ‫ناخوشایندی به‌وجود می‌آید که‌این امر توسط سیستم جداسازی لرزه‌ای کف حل شده است‬ ‫‌خو� جوابگو بوده است‪.‬‬ ‫و در زلزله‌های بزرگ هم به ب‬ ‫ض‬ ‫با وجود مناسب نبودن سیستم جداسازی کامل لرزه‌ای در سازه‌های بلند‪ ،‬در‌حال‌حا� در‬ ‫‌گ�د و به تحقیق در آینده ش‬ ‫پی�فت‌های‬ ‫‌این زمینه تحقیقات و فعالیت‌های بسیاری انجام می ی‬ ‫‌گ�ی حاصل خواهد شد‪ .‬از نمونه‌های اجر یا�‌این روش‪ ،‬قراردادن مستهلک کننده‌های‬ ‫چشم ی‬ ‫ن‬ ‫ویسکواالستیک در انتهای تار تحتا� یت�های فوالدی خرپا شکل که به ستون‌های مجاور متصل‬ ‫شده ‪ ،‬در ساختمان‌های دوقلوی مرکز تجارت ن‬ ‫‌جها� است و ساختمان را به آرامی به وضعیت‬ ‫بدون تنش خود بر‌می‌گرداند و در اثر ین�وی باد ‌یا زلزله به ارتعاش در نمی‌آیند‪ .‬هرچند‌این‬ ‫روش ی ز‬ ‫ن� مشکالت خاص خود را دارد‪.‬‬ ‫ن‬ ‫در ‌این زمینه ‌ایده‌های زیادی مطرح شده‪ ،‬از جمله ‌این‌که ژاپ�‌ها هدف اصیل خود را‬ ‫کن�ل خودکار ساختمان بلند در برابر ارتعاشات قرار داده‌اند‪ ،‬به‌گونه‌ای که ت‬ ‫‌یا� به ت‬ ‫ح�‬ ‫دست ب‬ ‫ز‬ ‫رها�‌ یابند‪ .‬به‌عنوان‬ ‫بلند‬ ‫‌های‬ ‫ن‬ ‫ساختما‬ ‫نامناسب‬ ‫تعاشات‬ ‫ر‬ ‫ا‬ ‫از‬ ‫ن�‬ ‫کنندگان‬ ‫استفاده‬ ‫و‬ ‫ساکنان‬ ‫ی‬ ‫ی‬ ‫مطالعه‪‌،‬این امر را در طراحی ساختمان ‪ 200‬طبقه‌ای به‌عنوان "ساختمان هوشمند از لحاظ‬ ‫دینامییک" در ژاپن مطرح می‌کنند‪.‬‬

‫‪.‬‬

‫ارگ�ی اعضای تشکیل‌دهنده‌ی ساختمان در پالن‪.‬‬ ‫انتخاب فرم نامناسب و ترتیب نامناسب قر ی‬

‫‪‌.‬ایجاد پیچش به‌دلیل عدم انطباق مرکز جرم و مرکز ت‬ ‫سخ� در پالن‪.‬‬ ‫گ‬ ‫‪ .‬هماهن� دوره‌ی ارتعاش طبیعی سازه با دوره‌ی غالب زلزله‪ ،‬که در‌این مورد ساختمان‌های‬ ‫تأث� شدیدتر ین�وی زلزله نسبت به ساختمان‌های کوتاه‪ ،‬ت‬ ‫بیش� آسیب‌‍‌پذیر هستند‪.‬‬ ‫بلند به‌علت ی‬ ‫‪ .‬عدم وجود اتصاالت صحیح در ساختمان‌های بلند‪.‬‬ ‫‪ .‬اهمیت استفاده از دیوارهای ش‬ ‫جلوگ�ی از خسارات وارده‬ ‫ای‬ ‫ر‬ ‫ب‬ ‫بلند‬ ‫بر� در ساختمان‌های‬ ‫ی‬ ‫به عنارص و اجزای یغ�‌سازه‌ای‪.‬‬ ‫ز‬ ‫تجه�ات داخیل ساختمان‪.‬‬ ‫‪ .‬مسئله‌ی ارتعاش ساختمان بلند و خطر سقوط ی‬ ‫‪ .‬ظرفیت باالی ساختمان‌های بلند فوالدی و قاب‌های فوالدی در مقابل ین�وهای زلزله‪.‬‬ ‫‪ .‬مقاومت باالی ساختمان‌های بلند ت ن‬ ‫ب� درجا‪.‬‬ ‫در زلزله‌ی مولداوی‪ 11977‬ساختمان‌های بلند ت ن‬ ‫ب� درجا با طراحی‪ ،‬ساخت و اجرای صحیح‬ ‫و اصویل‪ ،‬مشکل اسایس در برابر ین�وهای وارده زلزله نداشتند‪.‬‬ ‫‪ .‬رفتار مطلوب ساختمان‌های بلند‌مرتبه مرکب از فوالد و ت ن‬ ‫ب�‪.‬‬ ‫میاجک�‪ ،‬اویک‪ 21987‬در ژاپن حدود ‪300‬ساختمان بلند مرکب فوالدی‪-‬بت�ن‬ ‫ین‬ ‫در زلزله‌ی‬ ‫ن‬ ‫اول� باری بود که سازه‌های مرکب فوالد و بت ن‌یک زلزله‌ی‬ ‫درمعرض زلزله قرار گرفتند‪‌.‬این ی‬ ‫شدید را تجربه می‌کردند که در اثر آن خسارات جدی به‌این ساختمان‌ها وارد نشد و تنها در‬ ‫دیوارهای ت ن‬ ‫ب� مسلح یغ� سازه‌ای خارجی ترک‌های زیادی به‌وجود آمد‪.‬‬ ‫‪ .‬آتش‌سوزی در هنگام وقوع زلزله‬ ‫‪Moldova .1‬‬ ‫‪Majkin Oki .2‬‬

‫ســازه‬

‫‌گ�ند و بسیاری از بارها‬ ‫ساختمان‌های بلند در طول عمرشان در معرض بارهای متعدد قرار می ی‬ ‫به‌طور هم‌زمان به سازه وارد می‌شوند‪ .‬اگر بارها خط اثر ت‬ ‫مش�ک داشته و با‌یکدیگر قابل جمع‬ ‫ت‬ ‫ن‬ ‫باشند‪ ،‬اثر همه‌این بارها با ‌یکدیگر باید ترکیب شود‪‌ .‬این ش�ط‪ ،‬در نظر گرف� تمام ترکیبات‬ ‫ممکن بارها در طرح سازه‌ها را ض�وری می‌کند‪ .‬احتمال وقوع ترکیب بارها باید به‌طور آماری‬ ‫تخم� زده‌شود‪ .‬هر قدر اثر بار با دقت ت‬ ‫بیش�ی ی ن‬ ‫ارزیا� و اثر آن ی ن‬ ‫تعی�‌شود‪ ،‬لزوم انتخاب‬ ‫ب‬ ‫ج�ان عوامل مجهول کاهش می‌یابد‪ .‬ترکیب موثر و عمیل بارها‬ ‫ض�ایب اطمینان بزرگ‌تر برای ب‬ ‫در ی ن‬ ‫آی�‌نامه‌ها مشخص شده‌است‪ .‬به‌طور کیل تشخیص داده شده که بیشینه بارهای ش‬ ‫نا� از‬ ‫تغی�ات جوی و زلزله احتماال ً هرگز با مقدار کامل بارهای زنده‌ی دیگر هم‌زمان رخ نخواهد‬ ‫ی‬ ‫ن‬ ‫ث‬ ‫داد‪ .‬از‌ این رو زما� که بار زنده کامل به‌طور هم‌زمان با بارهای زنده حداک� باد‌ یا زلزله به‌کار‬ ‫می‌رود‪ ،‬ی ن‬ ‫آی�‌نامه اجازه می‌دهد که بر تنش‌های مجاز ‪ 33‬درصد افزوده شود‪.‬‬ ‫‌گ�ند و با‬ ‫به‌طور کیل پس از وقوع هر زلزله‪ ،‬ساختمان‌ها به‌طور واقعی تحت آزمایش قرار می ی‬ ‫برریس اثرات زلزله بر روی سازه‌های بلند و نحوه‌ی خسارات وارده‪ ،‬نقاط ضعف و قوت بناها‬ ‫مشخص می‌شود و می‌توان از طریق مشاهده و تجربه‪ ،‬اطالعات مفیدی به‌دست‌آورد‪ .‬ازین‬ ‫اخ� در دنیا می پردازیم‪.‬‬ ‫جهت در‌این قسمت به بیان تجارب مهم حاصل از برریس زلزله‌های ی‬ ‫‪ .‬رعایت‌نکردن فاصله‌ی مناسب ی ن‬ ‫ب� ساختمان‌ها و ض�به‌زدن ساختمان‌های نزدیک به‌یکدیگر‬ ‫که بر اثر کوبیده شدن ساختمان‌ها با ارتعاش زیاد‪ ،‬سازه‌هایشان خسارات زیادی دیده اند‪.‬‬ ‫‪ .‬عدم انجام مطالعات ی ن‬ ‫زم�‌شنایس محل که از جنبه‌های مختلف سبب‌ایجاد خسارت بر‬ ‫ساختمان‌های بلند شده‌است‪.‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫ترکیب بارها‬

‫‪97‬‬

‫‪98‬‬

‫ن‬ ‫ایم� ساختمان‌های بلند در برابر زلزله‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬ ‫ســازه‬

‫مطالعات و برریس‌های متعدد در زمینه‌ی رفتار سازه‌ها در برابر زلزله و آزمایش‌های مختلف‬ ‫تام� مقاومت ف‬ ‫در مورد نحوه‌ی ی ن‬ ‫کا� در برابر زلزله که در جریان زلزله‌های شدید عمال َ تأئید‬ ‫ن‬ ‫شده‌اند‪ ،‬نشان‌دهنده‌ی آن است که ساختما� را می‌توان برخوردار از رفتار مناسب در برابر‬ ‫زلزله دانست که دارای ش�ایط زیر باشد؛‬ ‫‪ .‬ساده بودن در پالن و ارتفاع‬ ‫‪ .‬تقسیم شدن پالن‌های نامنظم به پالن‌های ساده‬ ‫‪ .‬نزدیک بودن ابعاد پالن ب ‌ه یکدیگر‬ ‫ن‬ ‫ناگها� ابعاد پالن در ارتفاع‬ ‫تغی�‬ ‫‪ .‬عدم ی‬ ‫‪ .‬متقارن بودن پالن‬ ‫‪ .‬متقارن و متوازن بودن از لحاظ مکانییک‬ ‫‪ .‬سبک بودن ساختمان‬ ‫‪ .‬توزیع متناسب جرم در ارتفاع‬ ‫‪ .‬عدم وجود اجزای یغ�قرینه در ساختمان‬ ‫‪ .‬عدم وجود طره‌های بزرگ در ساختمان‬ ‫‪ .‬مناسب بودن تراکم سازه‌ای پالن‬ ‫‪ .‬هم‌امتداد بودن اعضای سازه‌ای قائم‬ ‫جان� در محیط پالن‬ ‫‪ .‬استقرار عنارص مقاوم در برابر ین�وهای ب‬ ‫ن‬ ‫ناگها� ت‬ ‫سخ� عنارص قائم‬ ‫تغی�‬ ‫‪ .‬عدم ی‬ ‫‪ .‬عدم وجود طبقه‌یا طبقات نرم‬ ‫‪ .‬عدم تجمع عنارص و اجزای مقاوم در برابر زلزله در قسمت‌های محدودی از پالن‬ ‫‪ .‬استقرار برج پله و آسانسور در محل نصب‬ ‫گ‬ ‫‪ .‬پیوست� در پ�‬ ‫‪ .‬استقرار پ� در عمق مناسب‬ ‫‪ .‬ین‬ ‫تعی� وضعیت عنارص یغ�سازه‌ای‬

‫‪99‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫ســازه‬

‫‪100‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫زلزله و ساختمان‌های بلند‬

‫ســازه‬

‫با توجه به تجارب زلزله ها‪ ،‬مالحظه می‌شود که شتاب‌ایجاد شده در سازه‌ها گاهی بزرگ‌تر از‬ ‫آی�‌نامه برای ی ن‬ ‫شتاب ثقل است‪ .‬در‌حایل‌که محور روابطی که در ی ن‬ ‫تعی� ین�وی زلزله ارائه شده‪،‬‬ ‫ب ‌ر یک شتاب مجازی حدود ‪ 0/15‬شتاب ثقل استوار است‪ .‬برای مثال برای زلزله طبس شتاب‬ ‫پاسخ سازه‌ای با زمان تناوب ‪ 0/2‬ثانیه و ض�ب استهالک ‪ 0/05‬برابر ‪ 3/65 g‬است‪ .‬بنابراین ین�وی‬ ‫چن� سازه‌ای در زلزله طبس ‪ 3/65‬برابر وزن سازه خواهد بود که ت‬ ‫افقی وارده به ی ن‬ ‫بیش� از ‪36‬‬ ‫برابر ین�وهای ی ن‬ ‫آی�‌نامه‌ای است‪.‬‬ ‫ت‬ ‫ت‬ ‫‌ها� که براساس ی ن‬ ‫آی�‌نامه طرح شده باشند‪ ،‬مقاوم� بسیار کم� از ین� یو� که‬ ‫بنابراین سازه ی‬ ‫در زلزله‌های قوی به سازه‌های ارتجاعی وارد می‌شود‪ ،‬خواهند داشت‪ .‬در نتیج ‌ه این سازه‌ها‬ ‫به ناچار تسلیم شده و داخل قلمرو یغ� ارتجاعی می‌شوند‪ .‬سازه‌های نرم و شکل‌پذیر‪ 1‬که‬ ‫خم�ی هستند‪ ،‬بهای کمبود مقاومت را با افزایش‬ ‫تغی� شکل‌های ی‬ ‫دارای قابلیت تحمل تحمل ی‬ ‫خم�ی می‌پردازند‪.‬‬ ‫تغی� شکل‌های ی‬ ‫‌جا� و احتماال ً ی‬ ‫جابه ی‬ ‫اما سازه‌های ترد و شکننده‪ ،2‬خییل زود گسیخته شده و فرو می ریزند‪ .‬با توجه به نآ� بودن‬ ‫ض‬ ‫خم�ی متوقف‬ ‫‌جا� ی‬ ‫�به‌های زلزله‪ ،‬جهت حرکت سازه بسیار رسیع عوض شده و جابه ی‬ ‫می‌شود‪ ،‬بنابراین نرمی مورد نیاز خییل هم زیاد نیست‪ .‬از بحث باال چند نتیجه مهم حاصل‬ ‫می‌شود‪:‬‬ ‫ن‬ ‫ین�وی واقعی زلزله برای سازه‌های ارتجاعی بسیار بزرگ‌تر از مقادیر یآی�‌نامه‌ای است‪.‬‬ ‫‌ها� که براساس ی ن‬ ‫آی�‌نامه طرح می‌شوند در عمل در زلزله‌های مخرب تسلیم‌شده و‬ ‫سازه ی‬ ‫خم�ی می‌شوند‪.‬‬ ‫وارد مرحله ی‬ ‫ف‬ ‫تکیه بر مقاومت به‌عنوان تنها مالک پایداری در مقابل زلزله کا� نیست‪ .‬سازه با مقاومت‬ ‫ریخ� از ی ن‬ ‫تغی� شکل باال می‌تواند خطر زلزله را بدون فرو ت ن‬ ‫ب� بب�د‪ ،‬اما‌ یک سازه ترد‬ ‫کم ویل ی‬ ‫با مقاومت به مراتب باالتر‪ ،‬اگر مقاومتش از حد مقاومت تسلیم سازه‌های ارتجاعی کم�ت‬ ‫باشد‪ ،‬فرو می ریزد‪ .‬البته هر قدر مقاومت سازه ت‬ ‫بیش� باشد‪ ،‬نیاز به شکل‌پذیری(نرمی) کاهش‬ ‫ترکی� از مقاومت‪،‬‬ ‫می‌یابد‪.‬بنابراین مالک پایداری سازه‌ها در مقابل زلزله باید به‌صورت ب‬ ‫ت‬ ‫ن‬ ‫سخ� و شکل‌پذیری بیان شود‪‌ .‬این نکته خود را در ض�یب رفتار ساختمان (‪ )R‬در یآی�‌نامه‬ ‫ض‬ ‫نشان می‌دهد‪� .‬یب ‪ R‬منعکس کننده عوامل متعددی از قبیل نوع مصالح‪ ،‬یم� یا� سیستم‬ ‫سازه‌ای و ظرفیت شکل‌پذیری ساختمان است که مطابق ی ن‬ ‫آی�‌نامه از ‪ 4‬برای ساختمان‌های با‬ ‫خم� و دیوارهای ش‬ ‫فضا� ش‬ ‫بر� ‌یا بادبندها‬ ‫بنا� تا ‪ 9‬برای سیستم مختلط از قاب ی‬ ‫مصالح ی‬ ‫تام� شکل‌پذیری زیاد برای ساختمان ض�یب ‪ R‬را می‌توان تا ‪ 11‬ین�ز‬ ‫تغی� می‌کند‪ .‬در صورت ی ن‬ ‫ی‬ ‫گ‬ ‫برای سیستم مختلط افزایش داد‪ .‬بنابراین‪ ،‬کلید اصیل در هماهن� رفتار ساختمان در‬ ‫ن‬ ‫ناتوا�‬ ‫خم�ی است‪.‬‬ ‫تغی� شکل‌های ی‬ ‫قبال ین�وهای واقعی زلزله‪ ،‬قابلیت سازه برای پذیرش ی‬ ‫سازه در فراهم ت ن‬ ‫تغی� شکل‌های ارتجاعی‬ ‫‌ساخ� مقاومت مورد نیاز برای با�ق‌ماندن در حوزه ی‬ ‫ج�ان شده و در مقابل تخفیفی در ین�وهای زلزله دریافت‬ ‫خم�ی ب‬ ‫به‌کمک ورود به حوزه ی‬ ‫می‌کند‪.‬‬ ‫ن� بیش�ت‬ ‫خم�ی افزایش می‌یابد‪ ،‬تخفیف ین�وی زلزله ی ز‬ ‫ز‬ ‫تغی� شکل ی‬ ‫به هر یم�ان که قابلیت ی‬ ‫می‌شود‪ .‬ض�یب رفتار برابر ‪ 8‬بدین معنا است که ین�وی طراحی برابر ‪ 0/125‬ین�وی واقعی زلزله‬ ‫برای‌یک سازه پالستیک در نظر گرفته می‌شد‪.‬‬

‫‪..‬‬ ‫‪.‬‬

‫‪Earthquake Load .1‬‬ ‫‪Ductile .2‬‬ ‫‪Brittle .3‬‬

‫عوامل موثر در آسیب‌پذیری ساختمان‌های بلند در برابر زلزله‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫‪.‬‬

‫ارگ�ی ساختمان بلند و همجواری با سایر عنارص‬ ‫محل قر ی‬ ‫حرکات شدیدی که به‌صورت رفت و برگشت در هنگام وقوع زلزله‌ ایجاد می‌شود‪ ،‬به عوارض‬ ‫موجود در اطراف ساختمان بلند منتقل‌شده و‌این عوارض بر اساس رفتارشان در موقع بروز زلزله‪،‬‬ ‫می‌توانند موجب آسیب‌رساندن به ساختمان بلند شوند‪ .‬بدین لحاظ در صورت وجود ساختمان‬ ‫و تاسیسات در مجاورت ساختمان بلند‪ ،‬باید توسط درز انقطاع آن را از ساختمان‌های مجاور‬ ‫جدا کرد‪ ‌.‬در مبحث ششم مقررات میل ساختمان ی ز‬ ‫ن� این موارد بدین صورت مطرح شده اند ‪:‬‬ ‫جلوگ�ی و‌یا کاهش خسارات و خر با� ش‬ ‫نا� از ض�به ساختمان‌های مجاور به ‌یکدیگر‬ ‫"برای‬ ‫ی‬ ‫ت‬ ‫‌ها� که دارای ارتفاع بیش از ‪ 12‬م� و ‌یا دارای بیش از ‪ 4‬طبقه هستند‪،‬‬ ‫ن‬ ‫ساختما‬ ‫باید‬ ‫ی‬ ‫آی�‌نامه اندازه درز ین�ز‬ ‫هم� ی ن‬ ‫به‌وسیله درز انقطاع از ساختمان‌های مجاور جدا شوند‪ ".‬در ی ن‬ ‫مشخص شده‌است‪".‬‬ ‫حداقل عرض درز انقطاع در تراز هر طبقه برابر ‪ 1:100‬ارتفاع آن تراز از روی شالوده است‪ ‌.‬این‬ ‫فاصله را می‌توان در محل‌های الزم با مصالح کم‌مقاومت که در هنگام زلزله در اثر برخورد‬ ‫و ساختمان به ن‬ ‫آسا� خرد می‌شوند‪ ،‬پر کرد‪" .‬البته در ی ن‬ ‫آی�‌نامه سایر کشورها به گونه‌های‬

‫ســازه‬

‫‪..‬‬ ‫‪..‬‬ ‫‪..‬‬ ‫‪..‬‬ ‫‪.‬‬

‫عوامل موثر در آسیب‌پذیری ساختمان‌های بلند را می‌توان به‌صورت ذیل بیان کرد‪:‬‬ ‫خصوصیات ی ن‬ ‫زم�‌شنایس محل احداث ساختمان بلند‬ ‫ارگ�ی ساختمان بلند و هم‌جواری با سایر عنارص‬ ‫محل قر ی‬ ‫ارگ�ی و ارتباط عنارص آن‬ ‫ر‬ ‫ق‬ ‫نحوه‬ ‫و‬ ‫بلند‬ ‫ساختمان‬ ‫فرم‬ ‫ی‬ ‫مقاومت مصالح تشکیل دهنده ساختمان بلند‬ ‫گ‬ ‫به‌هم‌پیوست� کامل عنارص و اجزای ساختمان بلند و اتصاالت آن‌ها‬ ‫وزن ساختمان بلند‬ ‫کیفیت اجرای ساختمان بلند‬ ‫از دست ت ن‬ ‫رف� مقاومت ساختمان بلند با توجه به گذشت زمان‬ ‫ت‬ ‫برای بیان ت‬ ‫توضیحا� در ذیل ارائه می‌شود؛‬ ‫به� مطلب در رابطه با هر‌یک از موارد باال‬ ‫خصوصیات ی ن‬ ‫زم�‌شنایس محل احداث ساختمان بلند‬ ‫ن‬ ‫زلزله از طریق ی ن‬ ‫زم� مورد نظر برای محل‬ ‫تاث� می‌گذارد‪ .‬بنابراین نقش ی‬ ‫زم� بر ساختمان ی‬ ‫گ‬ ‫احداث ساختمان بلند و چگون� ارتباط بنا با ی ن‬ ‫زم� که توسط پ� صورت می پذیرد‪ ،‬در‬ ‫تغی�ات در‬ ‫‌جا�‌ها و ی‬ ‫خسارات وارده بر ساختمان انکار‌ناپذیر است‪ .‬در اثر وقوع زلزله‪ ،‬جابه ی‬ ‫ین‬ ‫تاث� می‌گذارد و در رابطه با‌این موارد در‬ ‫زم�‌ ایجاد می‌شود که در نهایت بر روی ساختمان ی‬ ‫ت‬ ‫قسمت اثرات کیل ی ن‬ ‫بندها�‬ ‫زم�‌لرزه به‌طور مخترص اشارا� مطرح شد‪ .‬در‌این قسمت رصفاً به‬ ‫ی‬ ‫از مبحث ششم مقررات میل ساختمان اشاره می‌شود‪ .‬به‌عنوان نمونه در مورد خودداری از‬ ‫ساختمان سازی بر روی گسل‌ها و مجاور آن‪ ،‬در‌این مبحث بیان شده‌است‪:‬‬ ‫« به‌طور کیل باید از احداث ساختمان در مجاورت گسل‌ها ی ز‬ ‫پره� کرد و در مواردی که احداث‬ ‫بنا اجتناب‌ناپذیر باشد باید عالوه بر رعایت ضوابط‌این ی ن‬ ‫آی�‌نامه‪ ،‬اثرات مخرب نزدییک گسل‬ ‫یز‬ ‫ن� مورد برریس قرار یگ�د «‪.‬‬ ‫ن‬ ‫ز‬ ‫ش‬ ‫زم�‌های ناپایدار و وضعیت‬ ‫در بخ� از مبحث ششم مقررات میل ساختمان ین� به رابطه با ی‬ ‫ن‬ ‫احداث بنا بر روی‌ این ی ن‬ ‫زم�‌های ناپایدار‬ ‫زم� ها اشاره شده‌است‪« :‬احداث ساختمان در ی‬ ‫ت‬ ‫ن‬ ‫ن‬ ‫مجاز نیست‪ .‬منظور از ی ن‬ ‫فروریخ�‪ ،‬لغزش‬ ‫زم� ناپایدار زمی� است که در اثر زلزله احتمال‬ ‫و‌یا ن‬ ‫آبگو� در آن وجود دارد‪».‬‬

‫‪101‬‬

‫‪102‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬ ‫ســازه‬

‫تعی� درز انقطاع برخورد کرده‌اند‪ .‬برای مثال‪ ،‬در ی ن‬ ‫متفاوت در رابطه با ی ن‬ ‫آی�‌نامه کشور فرانسه‬ ‫س این مورد که ساختمان موجود در مجاورت ساختمان در دست احداث‪ ،‬در مقابل‬ ‫بر اسا ‌‬ ‫زلزله مقاوم ‌یا یغ� مقاوم باشد‪ ،‬فاصله درز را ی ن‬ ‫تعی�‌کرده‌اند که برای مثال" در صورت‬ ‫مجاورت ساختمان در دست احداث با ساختمان موجود یغ� مقاوم در برابر زلزله با ارتفاع‬ ‫ب� دو ساختمان بر اساس نسبت ‪ 1:3‬ارتفاع ساختمان بلند ی ن‬ ‫زیاد‪ ،‬فاصله ی ن‬ ‫تعی� شده‌است"‬ ‫ن‬ ‫[مرکز علمی و ف� فرانسه‪.]1370،‬‬ ‫ارگ�ی عنارص از نظر‬ ‫در‌صورت همجواری ساختمان بلند با عنارص دیگر‪ ،‬باید وضعیت قر ی‬ ‫گرف� مسائل ی ن‬ ‫پایداری در مقابل زلزله و فاصله آن‌ها تا ساختمان موجود و در نظر ت ن‬ ‫زم�‌لرزه‬ ‫و‪ ...‬مشخص شود‪ .‬برای مثال‪ ،‬در ت‬ ‫‌صور�‌که ساختمان بلند مورد نظر در ی ن‬ ‫زم� شیب‌دار‬ ‫گ‬ ‫طراحی شود‪ ،‬باید ضمن در نظر ت ن‬ ‫گرف� مشخصات و مقاومت و چسبند� خاک‪ ،‬شیب‬ ‫مناس� برای ی ن‬ ‫زم� موجود در مجاورت ساختمان بلند ‌ایجاد نمود‪ .‬در یغ� ‌این صورت در‬ ‫ب‬ ‫‌خ� باید از احداث ساختمان بلند در ی ن‬ ‫مناطق زلزله ی ز‬ ‫زم�‌های شیب‌دار اجتناب شود‪ .‬برای‬ ‫زم� شیب‌دار‪ ،‬در ن‬ ‫آی�‌نامه کشور فرانسه برای‌ایجاد ساختمان در مجاورت ی ن‬ ‫نمونه در ی ن‬ ‫زمی� با‬ ‫سف� متوسط توصیه می‌شود که شیب رسازیری ها به نسبت ت‬ ‫ت‬ ‫کم�‌یا برابر ‪ 2:3‬باشد‪.‬‬

‫‪.‬‬

‫ارگ�ی و ارتباط عنارص آن‬ ‫فرم ساختمان بلند و نحوه قر ی‬ ‫ز‬ ‫ین‬ ‫‌خ� جهت‌ ایجاد ساختمان‌های بلند مقاوم‬ ‫تعی� فرم مناسب برای ساختمان در مناطق زلزله ی‬ ‫در برابر زلزله از اسایس‌ترین مسائل طراحی ساختمان‌های بلند محسوب می‌شود‪ ،‬به گونه‌ای‬ ‫آی�‌نامه‌های زلزله‪ ،‬تاکید فر ن‬ ‫اوا� در‌این رابطه صورت پذیرفته و ت‬ ‫بیش� ی ن‬ ‫که در تمامی ی ن‬ ‫آی�‌نامه‌ها‬ ‫در گروه‌بندی ساختمان‌ها‪ ،‬عالوه بر در نظر ت ن‬ ‫گرف� کاربری و اهمیت بنا‪ ،‬ساختمان‌ها را از نظر‬ ‫فرم و شکل ی ز‬ ‫ن� تقسیم‌بندی کرده‌اند‪ .‬به‌عنوان نمونه در مبحث ششم مقررات میل ساختمان‬ ‫ن�‪ ،‬ساختمان‌ها بر حسب شکل به دو گروه منظم و نامنظم تقسیم شده‌اند‪ .‬در ی ن‬ ‫یز‬ ‫آی�‌نامه‬ ‫ت‬ ‫مذکور در رابطه با ساختمان‌های منظم تا ارتفاع ‪ 80‬م�‪ ،‬استفاده از روش تحلیل استاتییک‬ ‫معادل مجاز دانسته شده‪ ،‬در ت‬ ‫‌صور�‌که جهت محاسبه ساختمان‌های نامنظم اگر در ازا ‌یا‬ ‫ارتفاع ‪ 18‬تم� و‌یا ت‬ ‫بیش� از ‪ 5‬طبقه باشد‪ ،‬روش تحلیل شبه دینامییک‌یا روش تحلیل دینامییک‬ ‫و اگر در پالن ی ز‬ ‫ن� ساختمان نامنظم باشد‪ ،‬منحرصاً روش تحلیل دینامییک را به‌منظور محاسبه‬ ‫تعی� کرده است‪ .‬مشابه‌ این تقسیم‌بندی در ی ن‬ ‫ین‬ ‫آی�‌نامه سایر کشورها به‌صورت‌های متفاوت‬ ‫از نظر تعریف منظم بودن و نامنظمی بناها انجام شده‌است‪.‬‬ ‫فرم‌یک ساختمان ممکن است برای بناهای کوچک و سبک و بعضاً کم‌اهمیت در مقابله با‬ ‫ین�وهای وارده از طریق زلزله مساله‌ای مهم نباشد‪ ،‬اما در ساختمان‌های بلند‪ ،‬استفاده از‬ ‫فرم‌های مناسب نقش عمده‌ای جهت پایداری و مقاوم‌سازی‌این‌گونه ساختمان‌ها در مقابل‬ ‫زلزله‌ ایفا می‌کند‪.‬‬ ‫‌گ�د‪ ،‬در طرح‬ ‫ی‬ ‫‌م‬ ‫ل‬ ‫شک‬ ‫احی‬ ‫ر‬ ‫ط‬ ‫اولیه‬ ‫احل‬ ‫ر‬ ‫م‬ ‫در‬ ‫ال‬ ‫معمو‬ ‫ساختمان‬ ‫فرم‬ ‫‌که‬ ‫با عنایت به‌این‬ ‫ً‬ ‫ی‬ ‫معماری می‌توان با انتخاب فرم‌های مناسب برای ساختمان بلند‪ ،‬ظرفیت مقابله ‌این‌گونه‬ ‫ساختمان‌ها را در برابر زلزله افزایش داد‪.‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬ ‫ســازه‬

‫مقاومت مصالح تشکیل‌دهنده ساختمان بلند‬ ‫انتخاب مصالح مورد استفاده به‌خصوص در ساختمان بلند‪ ،‬چه در قسمت‌های سازه‌ای و چه‬ ‫یغ� سازه‌ای‪ ،‬نقش مهمی را در پایداری ساختمان در مقابله با ین�وهای زلزله ‌ایفا می‌کند‪ .‬از‬ ‫تغی� درجه حرارت در نمای‬ ‫جهت دیگر ‌‪ ،‬ییک از مسائل مهم در ساختمان‌های بلند‪ ،‬مشکل ی‬ ‫خارجی است که تنش‌های نامساوی را در نمای بلند‌ایجاد می‌کند‪ .‬بدین ترتیب اهمیت ت‬ ‫بیش�‬ ‫استفاده از مصالح مناسب و مقاوم در برابر زلزله در‌این‌گونه بناها مشخص می‌شود‪.‬‬ ‫ف‬ ‫ت‬ ‫خصوصیا� به ش�ح ذیل باشند؛‬ ‫مرص� باید دارای‬ ‫مصالح‬ ‫تغی� شکل در ساختمان بلند با عنایت‬ ‫‌این‬ ‫زیاد‪:‬‬ ‫‌پذیری‬ ‫ل‬ ‫شک‬ ‫تغی�‬ ‫و‬ ‫انرژی‬ ‫جذب‬ ‫خاصیت‬ ‫‪.‬‬ ‫ی‬ ‫ی‬ ‫تغی� شکل‌پذیری‬ ‫به ارتفاع زیاد آن اهمیت خاص دارد‪ .‬استفاده از مصالحی مانند فوالد که ی‬ ‫و قدرت جذب انرژی زیادی دارد مناسب ‌این‌گونه ساختمان‌ها است؛ و برعکس استفاده از‬ ‫تاث� بارهای دینامییک زلزل ‌ه ایجاد شکست در مصالح‬ ‫مصالح ترد و شکننده به‌علت‌این‌که تحت ی‬ ‫و در نهایت شکست در ساختمان را به همراه دارند‪ ،‬مجاز نیست‪.‬‬ ‫‪ .‬نسبت باالی مقاومت به وزن‪ :‬از جمله مهم‌ترین عوامل موثر در ی ن‬ ‫تعی� ین�وی وارده از‬ ‫طریق زلزله بر ساختمان وزن آن است‪ ،‬به‌گونه‌ای که رابطه‌ای مستقیم ی ن‬ ‫ب� وزن ساختمان و‬ ‫‌ای�یس ‌ایجاد شده توسط زلزله برقرار است‪ .‬از ف‬ ‫ین�وی ن‬ ‫طر� ساختمان بلند به لحاظ بلندی‬ ‫خود نسبت به ساختمان‌های متعارف دارای وزن قابل توجهی است‪ .‬هرچند تعریفی که از وزن‬ ‫متغ� است اما به‌طور معمول بر‬ ‫ساختمان در محاسبات زلزله به‌کار می‌رود‪ ،‬در میان کشورها ی‬ ‫اساس درصدی از بار مرده و بار زنده ساختمان ی ن‬ ‫انتخا� بار زنده بر‬ ‫درصد‬ ‫که‬ ‫تعی� می‌شود‬ ‫ب‬ ‫متغ� است‪.‬‬ ‫اساس نوع عملکرد ساختمان ی‬ ‫در مبحث ششم "مقدار ین�وی زلزله براساس ‪ 100‬درصد بار مرده‪ 20 ،‬درصد بار زنده برای‬ ‫ن‬ ‫مسکو�‪ ،‬اداری و هتل‌ها‪ 40 ،‬درصد بار زنده برای بیمارستان‌ها‪ ،‬مدارس‪،‬‬ ‫ساختمان‌های‬ ‫فروشگاه‌ها و ساختمان‌های محل اجتماع‌یا ازدحام‪ 60 ،‬درصد بار زنده برای انبارها‪ ،‬کتابخانه‌ها‬ ‫جان� زلزله در نظر‬ ‫و ‪ 100‬درصد بار زنده برای مخازن آب و‌یا سایر مایعات " در محاسبه ین�وی ب‬ ‫ت‬ ‫گرفته شده‌است‪ .‬بدین صورت‪ ،‬بدیهی است که هرچه وزن ساختمان بلند بیش� شود‪ ،‬زلزله‬ ‫اثر مخرب‌تری دارد‪ ،‬در نتیجه ‌ییک از اهداف اصیل طرح ساختمان‌های بلند مقاوم در برابر‬ ‫زلزله‪ ،‬کاهش دادن وزن ساختمان بلند است که بدین منظور الزم است از مصالح سبک‌تر‬ ‫استفاده نمود‪ .‬افزون بر‌این‪ ،‬مقاومت باالی مصالح مورد استفاده از مصالح با نسبت مقاومت‬ ‫به وزن باال‪ ،‬می‌توان از مصالح سبک‌تری بهره برد که باعث کاهش وزن کیل سازه می‌شود و‬ ‫یز‬ ‫‌ها� که تجمع وزن داریم‪ ،‬مقاومت در برابر زلزله هم‌چنان حفظ می‌شود‪ .‬فوالد‬ ‫ن� در محل ی‬ ‫ن‬ ‫به‌عنوان‌ییک از مصالح ساختما� مقاوم در برابر زلزله شناخته‌می‌شود‪ ،‬چون عالوه بر خاصیت‬ ‫باال� ی ز‬ ‫ن� برخوردار است‪.‬‬ ‫شکل‌پذیری از نسبت مقاومت به وزن ی‬ ‫ن‬ ‫ز‬ ‫چن� منظور شده‌است؛‬ ‫در مبحث ششم در قسمت توصیه‌های طراحی ین� ی‬ ‫‪ .‬با به‌کار بردن مصالح سازه‌ای با مقاومت زیاد و مصالح یغ�‌سازه‌ای سبک‌وزن ساختمان به‬ ‫ت‬ ‫یکنواخ� و همگن بودن مصالح با عنایت به حجم زیاد‬ ‫حداقل رسانده شود‪ .‬همگن بودن‪‌:‬‬ ‫گ‬ ‫جلوگ�ی‬ ‫زلزله‬ ‫وقوع‬ ‫هنگام‬ ‫در‬ ‫اعضا‬ ‫جداشد�‬ ‫از‬ ‫بلند‬ ‫‌های‬ ‫مصالح مورد استفاده در ساختمان‬ ‫ی‬ ‫می‌کند‪.‬‬ ‫ت یکسان در دو جهت عمود بر‌هم‪ :‬به‌لحاظ ماهیت عملکردی ین�وی زلزله در جهات‬ ‫‪ .‬مقاوم ‌‬ ‫مختلف‪ ،‬برخورداری از مقاومت‌یکسان و متعادل در‌این جهات‪ ،‬الزمه مقابله با ین�وهای زلزله‬ ‫جلوگ�ی از وقوع پیچش در سازه است‪.‬‬ ‫و‬ ‫ی‬ ‫ن‬ ‫‌یا� به ظرفیت کامل مقاومت‬ ‫ت‬ ‫دس‬ ‫است‬ ‫بدیهی‬ ‫کامل‪:‬‬ ‫مقاومت‬ ‫تام�‬ ‫با‬ ‫مناسب‬ ‫اتصاالت‬ ‫‪.‬‬ ‫ی‬ ‫ب‬

‫‪103‬‬

‫‪104‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬ ‫ســازه‬

‫گ‬ ‫ن‬ ‫چسبند� در‌ایجاد اتصاالت ی ن‬ ‫ب� مصالح به‌صورت‬ ‫ساختما� هنگامی میرس‌است که‬ ‫مصالح‬ ‫ف‬ ‫ن‬ ‫تام� شده باشد‪ .‬در یغ�‌این‌صورت اجزای سازه قبل از‌این‌که تا حد ظرفیت خود ین�وها را‬ ‫کا� ی‬ ‫جذب کنند‪ ،‬از‌یکدیگر جدا می‌شوند و از باربری خارج می‌شوند‪.‬‬ ‫ت‬ ‫‪ .‬ش�ایط محیطی‪ :‬در ساختمان‌های بلند ش�ایط محیطی داخل ساختمان کن�ل می‌شود اما‬ ‫دما� در طول شبانه‌روز و ش�ایط محیطی یپ�امون خود‬ ‫تاث� ی‬ ‫خارج و نمای بنا تحت ی‬ ‫تغی�ات ی‬ ‫‌گ�د‪‌.‬این اختالف درجه حرارت انقباض و انبساط مصالح در بدنه نما را به همراه دارد‬ ‫قرار می ی‬ ‫که باعث‌ایجاد تنش‌های نامساوی در نمای ساختمان خواهد‌شد‪.‬‬ ‫‪ .‬اقتصادی بودن‪ :‬با عنایت به ‌کاربرد حجم زیاد مصالح در ساختمان‌های بلند به لحاظ‬ ‫خصوصیات ت‬ ‫ذا�‌این‌گونه ساختمان‌ها‪ ،‬استفاده از مصالح با توجه به ش�ایط اقتصادی محل‬ ‫ساختمان از موارد قابل اهمیت است‪.‬‬

‫‪.‬‬

‫گ‬ ‫کامل عنارص و اجزا ساختمان بلند و اتصاالت آ ‌ن‬ ‫به‌هم‬ ‫‌پیوست� ِ‬ ‫ِ‬ ‫ییک از مهم‌ترین مسائیل که باید در رابطه با پایداری ساختمان بلند در برابر ین�وی زلزله در‬ ‫نظر گرفت‪ ،‬پیوسته بودن عنارص ساختمان و کامل بودن اتصاالت و اجزای آن است که در‬ ‫برابر ین�وی وارده به‌صورت هماهنگ و‌یک‌پارچه مقاومت نماید‪.‬‬ ‫در مبحث ششم مقررات میل ساختمان ی ز‬ ‫ن� به‌عنوان‌یک ضابطه در طرح و اجرای ساختمان‌ها‬ ‫مناس� به‌هم پیوسته‬ ‫به‌این مورد اشاره شده‌است‪" :‬تمامی عنارص باربر ساختمان باید به‌نحو ب‬ ‫باشند تا در هنگام وقوع زلزله عنارص مختلف از‌ یکدیگر جدا نشده و ساختمان به‌طور‌‬ ‫یک‌پارچه عمل کند‪ .‬به‌خصوص در مورد سقف‪ ،‬عالوه بر آن‌که باید اتصال آن به عنارص‬ ‫قائم باربر‪ ،‬قاب ‌یا دیوارها‪ ،‬ی ن‬ ‫تام� شده باشد‪ ،‬الزم است سقف با حفظ انسجام خود‬ ‫بتواند به مثابه‌یک دیافراگم‪ ،‬ین�وهای ش‬ ‫نا� از زلزله را به عنارص قائم منتقل کند" [مبحث‬ ‫ششم‪.]1391 ،‬‬ ‫مناس� این ین�وها را به پ� منتقل کند و ی ن‬ ‫عنارص قائم ی ز‬ ‫ب� پ� و عنارص باربر‬ ‫ب‌‬ ‫ن� باید به‌نحو‬ ‫سازه باید اتصال ف‬ ‫کا� وجود داشته باشد‪ .‬پ� ی ز‬ ‫ت یک شبکه‬ ‫ن� با توجه به فرم آن به‌صور ‌‬ ‫تغی� نشود‪،‬‬ ‫پیوسته در برابر ین�وهای وارده مقاومت نماید تا‬ ‫‌ایستا� کامل سازه دستخوش ی‬ ‫ی‬ ‫گ‬ ‫به‌گونه‌ای که‌یک‌پارچ� ساختما ‌ن ییک از ش�وط اسایس بقای ساختمان در هنگام وقوع زلزله‬ ‫گ‬ ‫پیوست� ض�وری است تا ساختمان بلند در اثر وقوع زلزله و شکست در ض‬ ‫بع�‬ ‫است و‌این‬ ‫از اعضا فرو نریزد‪.‬‬

‫‪.‬‬

‫کیفیت اجرای ساختمان بلند‬ ‫با عنایت به تجارب به‌دست‌آمده از برریس مناطق زلزله‌زده‪ ،‬مالحظه شده که ت‬ ‫بیش�ین‬ ‫خسارات ‌ایجاد‌شده در بناها پس از وقوع سانحه به‌علت عدم استفاده صحیح از مصالح‬ ‫و عنارص و کیفیت بد اجرا بوده است و معموال ً ساختمان‌های بلندی که دارای کیفیت خوب‬ ‫اجر یا� بوده‌اند به‌ر ت‬ ‫اح� توانسته‌اند در مقابل زلزله‌های شدید مقاومت‌کنند‪ .‬در مقابل‬ ‫‌ها� که از کیفیت اجرای ضعیفی برخوردارند‪ ،‬به‌شدت آسیب‌دیده و چه بسا ضعف‬ ‫ساختمان ی‬ ‫گ‬ ‫قسم� از جزئیات باعث ت‬ ‫ت‬ ‫گس�ش روند گسیخت� کل بنا شده است ‪ .‬بدین‬ ‫اهمیت اجرا در‬ ‫لحاظ به اهمیت کیفیت مناسب اجرا در ساختمان بلند‪ ،‬برای مقابله با ین�وی وارده از زلزله‬ ‫پ� می‌بریم‪.‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫‪.‬‬

‫ســازه‬

‫از دست ت ن‬ ‫رف� مقاومت ساختمان بلند با توجه به گذشت زمان‬ ‫مقاوم� و ن‬ ‫ت‬ ‫ث‬ ‫‌ایم� برخوردار است‪ .‬پس از‬ ‫حداک�‬ ‫ساختمان بلند در ش�وع بهره‌برداری‪ ،‬از‬ ‫گذشت زمان به‌دلیل یپ�‌شدن تدریجی مصالح و اجزای تشکیل دهنده ساختمان‪ ،‬حاشیه‬ ‫ن‬ ‫‌ایم� آن رفته‌رفته باریک‌تر شده و در نهایت به مرز حداقل قابل قبول می‌رسد‪ .‬از‌این لحظه‬ ‫به بعد‪ ،‬دیگر ساختمان نیاز ت‬ ‫زیس� را برآورده نکرده و باید جای خود را به ساختمان دیگری‬ ‫گ‬ ‫ف‬ ‫دهد‪ .‬زمان انجام‌این مرحله بست� به مرغوبیت مصالح مرص� و کیفیت اجرا دارد‪ .‬هر‌چند‪،‬‬ ‫گ‬ ‫گ‬ ‫بست� به ش�ایط و امکانات ت‬ ‫مرز حاشیه ن‬ ‫زیس�‪ ،‬اقتصادی و ویژ�‌های‬ ‫‌ایم� در هر محل‬ ‫خاص محل از نظر مصالح تشکیل‌دهنده و ین�وهای وارده دارد و کیفیت اجرا تا حدی ی ‌‬ ‫متغ�‬ ‫تعم�ات ت‬ ‫مرم�‬ ‫است‪ .‬پس از بهره‌برداری از ساختمان بلند در طول زمان استفاده از بنا‪ ،‬ی‬ ‫جهت افزایش حد ن‬ ‫‌ایم� ساختمان انجام‌می‌شود‪ ،‬اما به‌هر‌حال وظیفه طراح است که حاشیه‬ ‫ت‬ ‫ن‬ ‫ن‬ ‫‌ایم� ساختمان بلند را با در نظر گرف� تمهیدات الزم در طراحی خود چنان بهبود بخشد که‬ ‫‌ایستا� خود را حفظ‌کند‪.‬‬ ‫‌خو�‬ ‫ی‬ ‫در مواقع بروز حوادث ویژه‪ ،‬ساختمان بلند به ب‬

‫‪105‬‬

‫‪106‬‬

‫سیستم‌های یم�اگر‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫جان� ش‬ ‫نا� از زلزله استفاده از‬ ‫در بهسازی لرزه‌ای سازه‌ها ‌ییک از روش‌ها کاهش ین�وی ب‬ ‫یم�اگرها است‪ .‬انرژی وارد بر سازه مطابق رابطه‌ی زیر است؛‬ ‫انرژی ش‬ ‫جنب�‬

‫‪+‬‬

‫انرژی اتالف‌شده به‌واسطه‬ ‫تغی�شکل یغ�االستیک‬ ‫ی‬

‫ســازه‬

‫‪+‬‬

‫انرژی ورودی زلزله‬

‫انرژی کر شن� قابل بازگشت‬ ‫در محدوده االستیک‬

‫‪+‬‬

‫انرژیمستهلک‌شدهبه‌وسیله‬ ‫یم�اگر‬

‫یم�اگرهای سازه‌های بلند‬ ‫‪ .‬سیستم فعال‬

‫‪1‬‬

‫در ت‬ ‫کن�ل فعال پاسخ‌های سازه توسط انرژی خارجی وارده بر سازه کاهش می‌یابد‪‌ .‬این‬ ‫سیستم‌ها دستگاه‌های قابل ت‬ ‫کن�یل هستند که توسط ابزار کمیک همواره در حال وارد کردن‬ ‫ین�وهای ت‬ ‫کن�یل به ساختمان هستند‪ .‬به‌عنوان مثال کابیل که به ساختمان وصل می‌شود و در‬ ‫جهت خالف ین�وهای ش‬ ‫بر� وارده زلزله به ساختمان ین�و وارد می‌کند‪ .‬سیستم‌های فعال از‬ ‫باال� ی ز‬ ‫ن� دارند‪ .‬انواع‬ ‫یغ�فعال مؤثرترند‪ ،‬اما در کنار عملکرد عایل‪ ،‬هزینه‌های اجر یا� و نگهداری ی‬ ‫سیستم‌های فعال عبارتند از ‪:‬‬ ‫‪ .‬سیستم‌های یم�اگرهای جرمی فعال‬ ‫تغی�دهنده‌ی ت‬ ‫سخ� فعال‬ ‫‪ .‬دستگاه‌های ی‬ ‫‪2‬‬

‫‪3‬‬

‫‪ .‬سیستم یغ�فعال‬ ‫‪Active .1‬‬ ‫‪AMD|Active Mass Damper .2‬‬ ‫‪AVS|Active Variable Stiffness .3‬‬ ‫‪Passive .4‬‬ ‫‪Base Isolation .5‬‬ ‫‪TMD|Tuned Mass Damper .6‬‬ ‫‪Friction Dampers .7‬‬ ‫‪Magneto-Rheological Dampers .8‬‬ ‫‪Shape Memory Alloy .9‬‬ ‫‪Tuned Liquid Dampers .10‬‬ ‫‪Viscoelastic Dampers .11‬‬ ‫‪Viscous Dampers .12‬‬ ‫‪Tuned Mass Dampers .13‬‬

‫‪4‬‬

‫ابزار ت‬ ‫‌ها� هستند که نیاز به منبع انرژی خارجی ندارند‪ ‌.‬این ابزار از‬ ‫کن�ل یغ�فعال‪ ،‬سیستم ی‬ ‫‌گ�ند‪ .‬جدا نمودن‬ ‫وها� که در پاسخ به حرکت سازه در داخل آن‌ها‌ایجاد می‌شود بهره می ی‬ ‫ین� ی‬ ‫‪6‬‬ ‫‪5‬‬ ‫پایه‌ای و یم�اگر جرمی تنظیم‌شده از‌این گروه‌اند‪.‬انواع سیستم‌های یغ�فعال عبارتند از ‪:‬‬ ‫‪ .‬یم�اگرهای اصطکایک‬ ‫‪ .‬یم�اگرهای هوشمند مغناطییس‬ ‫‪9‬‬ ‫‪ .‬یم�اگرهای با آلیاژ حافظه‌دار شکیل‬ ‫‪10‬‬ ‫‪ .‬یم�اگرهای مایع تنظیم شده‬ ‫‪11‬‬ ‫‪ .‬یم�اگرهای ویسکواالستیک‬ ‫‪12‬‬ ‫‪ .‬یم�اگرهای ویسکوز‬ ‫‪13‬‬ ‫‪ .‬یم�اگرهای جرمی تنظیم‌شده‬ ‫‪7‬‬

‫‪8‬‬

‫تغی� مکان‬ ‫‪ .‬یم�اگرهای وابسته به ی‬ ‫‪ .‬یم�اگرهای وابسته به رسعت‬

‫دسته بندی یم�اگرها از دید رفتاری‬ ‫‪ .‬تسلیمی‬ ‫‪ .‬اصطکایک‬ ‫‪ .‬ویسکوز‬ ‫‪ .‬آلیاژی‬ ‫‪ .‬جرمی‬

‫گ‬ ‫ویژ�‌های یم�اگرهای تسلیمی‬

‫تغی� مکان است‪.‬‬ ‫‪ .‬از لحاظ تحلییل وابسته به ی‬ ‫‪ .‬انرژی منتقل‌شده به سازه رصف رفتار یغ�خطی در عنارص به‌کاررفته می‌شود‪.‬‬ ‫تغی� شکل یغ�االستیک فلزات شکل‌پذیری مانند فوالد و رسب به‌منظور‬ ‫‪ .‬در‌این یم�اگرها از ی‬ ‫اتالف انرژی استفاده می‌شود‪.‬‬ ‫‪ .‬یم�اگرهای فلزی تسلیمی در بادبندها استفاده می‌شود‪.‬‬ ‫‪ .‬یم�اگرهای فلزی تسلیمی که در ترکیب با سیستم بادبندی استفاده می‌شوند‪ ،‬در جذب و‬ ‫اتالف انرژی نقش مؤثری دارند‪.‬‬ ‫‪ .‬به‌عنوان فیوز در سازه عمل می‌کنند و با تمرکز رفتار یغ�خطی در خود‪ ،‬مانع از بروز رفتار‬ ‫یغ�خطی و آسیب در سایر اجزا اصیل و فرعی سازه می‌شود‪.‬‬

‫انواع یم�اگرهای تسلیمی‬

‫رس� تزریقی ‪ :‬این یم�اگر از‌یک سیلندر دو محفظه‌ای پیستون و رسب داخل پیستون تشکیل‬ ‫‪ .‬ب‬ ‫ت‬ ‫ت‬ ‫شده‌است که با حرکت پیستون به هنگام زلزله رسب از محفظه بزرگ� به محفظه کوچک� با‬ ‫جنب� به‌صورت حر ت‬ ‫خم�ی‪ ،‬انرژی ش‬ ‫ار� تلف می‪‎‬شود‪.‬‬ ‫تغی� شکل ی‬ ‫ی‬ ‫‪ .‬یم�ا� و ت‬ ‫سخ� افزوده‪ : 1‬شامل این دو نوع میباشد ‪:‬‬ ‫ی‬ ‫‪2‬‬ ‫‪T-ADAS .‬‬ ‫‪3‬‬ ‫‪X-ADAS .‬‬ ‫ت‬ ‫ت‬ ‫تأث� گس�ده و همه‌جانبه بر تمام حجم فوالد سازه و‬ ‫سیستم یم� یا� و سخ� افزوده ضمن ی‬ ‫ت‬ ‫ن� برخوردار هستند و به ی ن‬ ‫باال� ی ز‬ ‫ین‬ ‫هم� جهت است که با عنوان‬ ‫جان� ی‬ ‫تأم� یم� یا�‪ ،‬از سخ� ب‬ ‫یم� یا� و ت‬ ‫سخ� افزوده نام‌گذاری شده‌اند‪.‬‬

‫ســازه‬

‫دسته بندی یم�اگرها از دید تحلییل‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫‪ .‬نوع لغزان‬ ‫‪ .‬نوع تکیه‌گاه نصب‌شده‬ ‫‪ .‬نوع پاندویل‪:‬‬ ‫‪ .‬پاندول لغران‬ ‫‪ .‬پاندول مظاعف‬ ‫‪ .‬پاندول معکوس‬

‫‪107‬‬

‫‪108‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫گ‬ ‫ویژ�‌های یم�اگرهای اصطکایک‬

‫تغی� مکان است‪.‬‬ ‫‪ .‬از لحاظ تحلییل وابسته به ی‬ ‫‪ .‬انرژی زلزله رصف غلبه بر اصطکاک موجود در سطح تماس قطعات می‌شود‪.‬‬ ‫‪ .‬عملکرد آن‌ها به رسعت بارگذاری و دمای محیط وابسته نیست‪.‬‬ ‫‪ .‬یم�اگرهای اصطکایک به موازات مهاربندها نصب می‌شوند‪.‬‬ ‫‪ .‬در اثر استفاده از یم�اگرهای اصطکایک ظرفیت سازه به ی ز‬ ‫‌م�ان قابل توجهی افزایش می‌یابد‪.‬‬

‫ســازه‬

‫انواع یم�اگرهای اصطکایک متداول‬

‫‪ .‬یم�اگرهای اصطکایک پال‬ ‫یم�اگرهای اصطکایک پال شامل ‌یک بادبند و چندین الیه ورقه‌ی فوالدی به همراه پیچ‌های‬ ‫اصطکایک است که در بخش ن‬ ‫میا� بادبند نصب می‌شوند‪ .‬ورقه‌ی فوالدی متصل شده توسط‬ ‫پیچ‌های اصطکایک پرمقاومت تحت ین�وی مشخیص نسبت به‌یکدیگر می‌لغزند‪.‬‬ ‫ش‬ ‫چرخ�‬ ‫‪ .‬یم�اگرهای اصطکایک‬ ‫گ‬ ‫رفتار بسیار ساده و سهولت در نصب و ساخت از مهم‌ترین ویژ�‌های یم�اگرهای اصطکایک‬ ‫ش‬ ‫چرخ� است‪ .‬از‌این نوع یم�اگر در فنداسیون و بادبند و‪ ...‬استفاده می‌شود‪.‬‬ ‫‪4‬‬

‫گ‬ ‫ویژ�‌های یم�اگرهای ویسکوز‬

‫‪ .‬انرژی اعمال شده از طریق زلزله و‪ ...‬از طریق حرکت مایع لغزنده درون سیلندر آزاد و‬ ‫تلف می‌شود‪.‬‬ ‫گ‬ ‫گ‬ ‫‪ .‬در یم�اگرهای ویسکوز به‌دلیل ساد� در نصب‪ ،‬قابلیت انطباق و هماهن� با سایر اعضا و‬ ‫هم ی ن‬ ‫‌چن� تنوع در ابعاد و اندازه‌های آن‌ها‪ ،‬کاربرد بسیاری در طراحی و مقاوم‌سازی دارد‪.‬‬ ‫موارد استفاده و نصب یم�اگرهای ویسکوز‬ ‫‪ .‬نصب یم�اگرهای ویسکوز به کف و ‌یا فونداسیون‌ها (در روش جداسازی لرزه‌ای با ترکیب‬ ‫یم�اگر و جداگر لرزه‌ای)‬ ‫‪ .‬اتصال م�اگرهای ویسکوز به بادبندهای جنا�ق‬ ‫ی‬ ‫‪ .‬اتصال یم�اگرهای ویسکوز به بادبندهای قطری‬

‫گ‬ ‫ویژ�‌های یم�اگرهای آلیاژی‬

‫‪ .‬از فلز تا� ساخته می‌شوند که خاصیت‌های زیر را دارند‪:‬‬ ‫‪ .‬انعطاف‌پذیری آن‌ها مشابه با انعطاف‌پذیری قطعه‌ی الستییک باشد‪.‬‬ ‫تغی� شکل‌های زیاد در آن‌ها‪ ،‬در اثر حرارت به حالت اولیه خود بازشود‪.‬‬ ‫‪ .‬پس از اعمال ی‬ ‫گ‬ ‫خورد� ی ز‬ ‫ن�‬ ‫خو� در برابر‬ ‫مقاومت‬ ‫از‬ ‫خواص‬ ‫‌این‬ ‫بودن‬ ‫ا‬ ‫ر‬ ‫دا‬ ‫ضمن‬ ‫تیتانیوم‬ ‫آلیاژ نیکل و‬ ‫ب‬ ‫برخوردار است‪.‬‬ ‫‪ADAS | Added Damping and Stiffness .1‬‬ ‫‪Triangular-plate Added Damping And .2‬‬ ‫‪Stiffness‬‬ ‫‪X-shaped metallic Added Damping .3‬‬ ‫‪And Stiffness‬‬ ‫‪Pall Friction Damper .4‬‬

‫گ‬ ‫ویژ�‌های یم�اگرهای ویسکواالستیک‬

‫ت‬ ‫االستوم�ی و‬ ‫‪ .‬یم�اگر ویسکواالستیک ا ‌ز یک‌یا چند الیه از مواد ویسکواالستیک (مواد با پایه‬ ‫پلیمری) محصور‌شده در میان ورقه‌های فوالدی تشکیل شده‌است‪.‬‬ ‫نس�‬ ‫‌گ�ند که در هنگام زلزله ی‬ ‫‪ .‬یم�اگر ویسکواالستیک به‌نحوی در سازه قرار می ی‬ ‫تغی� مکان ب‬ ‫تغی�شکل‌های ش‬ ‫بر� در آن‌ها شود و به‌این صورت انرژی اعمال شده را آزاد‬ ‫طبقات باعث ی‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫می‌کنند‪.‬‬ ‫گ‬ ‫‪ .‬خصوصیات مکانییک یم�اگر ویسکواالستیک به حرارت و فرکانس بارگذاری بست� دارد‪.‬‬ ‫فرکانس‌های ت‬ ‫حرک� مورد انتظار را باید از قبل ی ن‬ ‫تخم� زد‪ .‬درجه حرارت یم�اگر ویسکواالستیک‬ ‫جنب� به حر ت‬ ‫با تبدیل انرژی ش‬ ‫تغی�ات حرارت باید در طراحی مدنظر‬ ‫ار� باالتر می‌رود که‌این ی‬ ‫بگ�د‪.‬‬ ‫قرار ی‬

‫‪109‬‬

‫ســازه‬

‫ساختار کیل یم�اگر ویسکواالستیک‬ ‫حضور یم�اگر‬

‫عدم حضور یم�اگر‬

‫نمودار مقایسه‌ای رفتار سازه در حضور و عدم حضور یم�اگر‬

‫یم�اگر جرمی تنظیم شده‬

‫‪TMD | Tuned Mass Damper .1‬‬ ‫‪TTMD | Translational Tuned Mass .2‬‬ ‫‪Damper‬‬

‫‪1‬‬

‫یک یم�اگر جرمی تنظیم‌شده ابزاری شامل جرم ‌‪ ،‬یک نف� و‌ یک یم�اگر است که به سازه‌ای‬ ‫جهت کاهش پاسخ دینامییک آن متصل می‌شود‪ .‬فرکانس یم�اگر به فرکانس سازه به‌گونه‌ای‬ ‫تنظیم می‌شود که در آن فرکانس تحریک می‌شود‪ ،‬یم�اگر در فاز مخالف ش�وع به ارتعاش‬ ‫می‌کند و به‌این نحو انرژی ن‬ ‫‌ای�یس یم�اگر که به سازه اعمال می‌شود‪ ،‬کاهش می‌یابد‪ ‌.‬این‬ ‫ف‬ ‫سیستم برای ی ن‬ ‫اول� بار در سال ‪ 1909‬معر� شد و در سال‌های ‪ 1981‬تا ‪ 1‌993‬این تکنولوژی‬ ‫ش‬ ‫به اوج ش‬ ‫پی�فت خود رسید‪ .‬امروزه از انواع گوناگون یم�اگرها‪ ،‬بر حسب نوع سازه و �ایط‬ ‫ساخت‪ ،‬جهت کاهش ین�وهای وارده به‌وسیله‌ی زلزله و باد بر سازه استفاده می‌شود‪ .‬با وجود‌‬ ‫این‌که اساس کاربرد‌این سیستم در سیستم‌های مکانییک است‪ ،‬استفاده از سیستم‌های یم�اگر‬ ‫ن� برای بهبود پاسخ سیستم در مقابل ین�وی محرک باد ی ز‬ ‫جرمی تنظیم‌شده در سازه‌ها ی ز‬ ‫ن�‬ ‫‌گ�د‪ .‬هدف از اضافه کردن یم�اگر ن‬ ‫وز�‪ ،‬محدود کردن حرکت سازه تحت‌‬ ‫مورد استفاده قرار می ی‬ ‫یک ین�وی محرک مشخص است‪ .‬طراحی یم�اگر ن‬ ‫ض‬ ‫ت‬ ‫ن‬ ‫تعی� جرم‪ ،‬سخ� و �یب‬ ‫وز� شامل ی‬

‫یم� یا� است‪ .‬یم�اگرهای جرمی تنظیم شده را می‌توان به دو گروه دسته‌بندی کرد‪.‬‬

‫‪110‬‬

‫یم�اگر جرمی تنظیم‌شده‌ی جابه ئ‬ ‫‌جا�‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫‪2‬‬

‫ســازه‬

‫در‌ یک یم�اگر جرمی تنظیم شده جابه ئ‬ ‫‌ها� که مانند‌یک تکیه‌گاه‬ ‫‌جا�‪ ،‬جرم بر روی ب‬ ‫بل�ینگ ی‬ ‫نس� در طبقه را داشته باشد‪.‬‬ ‫غلطیک عمل می‌کنند قرار می ی‬ ‫‌گ�د تا جرم اجازه‌ی جابه ی‬ ‫‌جا� ب‬ ‫نف�ها و یم�اگرها ی ن‬ ‫ب� جرم و تکیه‌گاه‌های ثابت عمودی که ین�وی فاز مخالف یم�اگر را به تراز‬ ‫‌گ�د‪.‬‬ ‫طبقه و در نتیجه به قاب سازه‌ای منتقل می‌کنند‪ ،‬قرار می ی‬ ‫اگرها� که به‌صورت عمود بر دو جهت قرار‬ ‫‌جا� دوجهته از نف�ها و یم� ی‬ ‫یم�اگرهای جابه ی‬ ‫ت‬ ‫ن‬ ‫تأم� می‌کند‪.‬‬ ‫ا‬ ‫ر‬ ‫جهت‬ ‫دو‬ ‫در‬ ‫سازه‬ ‫حرکت‬ ‫ل‬ ‫کن�‬ ‫امکان‬ ‫و‬ ‫‌شود‬ ‫ی‬ ‫‌گ�ند تشکیل م‬ ‫ی‬ ‫می ی‬

‫سیستم ‌‪TMD-SDOF‬‬

‫‌جا�‬ ‫یم�اگر جرمی تنظیم شده‌ی جابه ی‬

‫یم�اگر جرمی تنظیم شده‌ی پاندویل‬

‫‪1‬‬

‫مشکالت ‌ایجاد شده در رابطه با غلطک‌ها با کمک تقویت‌های کابیل جرم که به سیستم‬ ‫اجازه رفتار پاندویل را می‌دهد‪ ،‬قابل حل است‪ .‬حرکت طبقه‪ ،‬پاندول را تحریک می‌کند‪.‬‬ ‫نس� پاندول‌یک ین�وی افقی در جهت خالف حرکت طبقه را‌ ایجاد می‌کند‪.‬‬ ‫جابه ی‬ ‫‌جا� ب‬

‫اگ� جرمی تنظیم‌شده از نوع پاندویل‬ ‫یم� ی‬ ‫‪PTMD | Pendulum Tuned Mass .1‬‬ ‫‪Damper‬‬

‫‪111‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫در‌این جدول مقایسه‌ای‪ ،‬نکته‌ی قابل توجه‌این است که یم�اگر جرمی تنظیم‌شده ت‬ ‫بیش� در‬ ‫مقابل ین�وهای باد کار یا� دارد و به‌عنوان یم�اگر در مقابل بارهای زلزله در سازه‌های خییل بلند‬ ‫‌گ�د‪.‬‬ ‫مورد استفاده قرار نمی ی‬

‫اشکال مختلف یم�اگرهای جرمی‬

‫ســازه‬

‫جدول مقایسه‌ای کار یا� سیستم‌های یم�اگر جرمی تنظیم شده در مقابل بارهای وارده‬

‫‪112‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬ ‫ســازه‬ ‫برج جان هانکوک‪ 1‬در بوستون‬ ‫ت‬ ‫در ‌این برج ‪ 60‬طبقه با ارتفاع ‪241‬م� دو یم�اگر برای‬ ‫کاهش عکس‌العمل سازه در برابر باد نصب شده‌است ‌‪ .‬این‬ ‫یم�اگرها در دو انتهای طبقه‌ی ‪58‬اُم و به فاصله‌ی ت‬ ‫‪67‬م�‬ ‫از هم نصب شده‌است‪.‬‬ ‫وزن هر یم�اگر ‪ 2700‬کیلونیوتن است و شامل جعبه فلزی‬ ‫پرشده از رسب به ابعاد ‪ 5.2‬تم� و عمق ‪ 1‬تم� است که بر‬ ‫روی صفحه‌ی فلزی به طول ‪ 9‬تم� نصب شده‌است‪.‬‬ ‫هزینه‌ی تمام‌شده برای نصب‌ این یم�اگر حدود ‪ 3‬میلیون‬ ‫دالر بوده و انتظار می‌رو ‌د این یم�اگر ‪ 40‬تا ‪50‬درصد از‬ ‫نوسانات ساختمان کاسته باشد‪.‬‬ ‫‪John Hancock Tower .1‬‬

‫‪113‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬ ‫ســازه‬ ‫برج ت‬ ‫سی�‌کُرپ‪ 1‬در نیویورک‬ ‫ت‬ ‫این ساختمان با ارتفاع ‪ 279‬م� دارای پریود غالب ‪ 6.5‬ثانیه‬ ‫و نسبت یم� ئا� ‪1‬درصد در طول هر محور است‪ .‬یم�اگر‬ ‫جرمی تنظیم‌شده‌این ساختمان در طبقه‌ی ‪ 63‬در تاج سازه‬ ‫قرار گرفته‌است‪ .‬هزینه‌ی تمام‌شده برای نصب ‌این یم�اگر‬ ‫‌جو� ‪ 3.5‬تا ‪ 4‬میلیون‬ ‫‪ 1.5‬میلیون دالر بوده ویل باعث رصفه ی‬ ‫دالری در سازه شده‌است که در صورت عدم تعبیه‌ی ‌این‬ ‫ایستا�‬ ‫یم�اگر باید رصف ‪ 2800‬تن فوالد در سازه می‌شد ت‌ا‬ ‫ی‬ ‫سازه ی ن‬ ‫تأم� شود‪.‬‬ ‫‪Citicorp .1‬‬

‫‪114‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬ ‫ســازه‬ ‫برج چیبا‪ 1‬در چیبا‪ ،‬ژاپن‬ ‫تجه�ز‬ ‫ین‬ ‫اول� برجی که در ژاپن به یم�اگر جرمی تنظیم‌شده ی‬ ‫ت‬ ‫شد‪‌ .‬این برج ‌یک سازه‌ی فوالدی است به ارتفاع ‪125‬م� و‬ ‫وزن ‪ 1950‬تن است‪.‬‬ ‫‪Chiba Port Tower .1‬‬

‫‪115‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬ ‫ســازه‬ ‫برج میل کانادا در تورنتو‬ ‫آن� ت‬ ‫تن‬ ‫‪102‬م�ی فلزی باالی برج میل کانادا در تورنتو (ارتفاع‬ ‫ت‬ ‫ت‬ ‫ن‬ ‫تغی�‬ ‫دم� برای‬ ‫جلوگ�ی از ی‬ ‫ی‬ ‫برج با آن� ‪553‬م�) نیازمند دو پ‬ ‫شکل زیاد ت ن‬ ‫آن� در مقابل ین�وی باد است‪.‬‬ ‫‪Canadian National Tower .1‬‬

‫‪116‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫ن‬ ‫ایم� در برابر ین�وی باد‬

‫‪1‬‬

‫رفتار ساختمان‌های بلند در مقابل باد‬

‫ســازه‬

‫پیش ن‬ ‫‌بی� رفتار ساختمان‌های بلند به لحاظ ارتفاع بلند‪ ،‬اندازه و تعداد زیاد ساکنان آن‌ها حائز‬ ‫اهمیت است‪ .‬عالوه بر‌این‪ ،‬همان‌طور که بیان شد‪ ،‬رسعت باد و پدیده‌های یغ� طبیعی ش‬ ‫نا�‬ ‫از آن در ارتفاعات باالتر بسیار شدیدتر بوده‪ ،‬بنابراین باید مورد توجه ویژه قرار یگ�ند‪ .‬با وزش‬ ‫‌گ�د و در حالت‬ ‫باد‪ ،‬ساختمان بلند به‌طور مداوم تحت اثر ین�وهای آیرودینامییک قرار می ی‬ ‫نوسان واقع می‌شود‪ .‬عکس‌العمل ساختمان و نحوه نوسان آن وابسته به مدهای ارتعاش‬ ‫ن‬ ‫نوسا� ابتدا در دوره تناوب اصیل ارتعاش بنا اتفاق می‌افتد‪ .‬مد‬ ‫ساختمان است‪‌.‬این حرکت‬ ‫اصیل ارتعاش‌ یک ساختمان بلند به‌گونه‌ای است که در‌این مد‪ ،‬تمام جرم‌های ساختمان‬ ‫نسبت به خط مبدا‪ ،‬به ‌یک طرف ‌این خط منحرف می‌شوند و باالترین تراز ساختمان اداری‬ ‫ت‬ ‫بیش�ین انحراف نسبت به خط مبدا است‪.‬‬ ‫جان� ایجاد شده به ‌وسیله باد‪ ،‬آسیب‌پذیر‬ ‫آسمان‌خراش‌های اولیه به اثرات پیچیده ین�وی ب ‌‬ ‫بنا� چنان بود که ین�وی‬ ‫نبودند‪ .‬وزن عظیم ساختمان با دیوارهای باربر ساخته‌شده از مصالح ی‬ ‫زم� غلبه کند‪ .‬ت‬ ‫باد قادر نبود به ین�وهای جاذبه ی ن‬ ‫ح� هنگامی که روش دیوار باربر به‌وسیله‬ ‫ن‬ ‫تعی� کننده اصیل‬ ‫سازه قاب صلب در اواخر قرن نوزدهم جایگزین شد‪ ،‬ین�وی جاذبه عامل ی‬ ‫بود‪.‬‬ ‫گ‬ ‫گ‬ ‫سن� ی ن‬ ‫سنگ� با بازشد�‌های کوچک‪ ،‬ستون‌های نزدیک به‌ هم‪ ،‬قطعات رسهم شده‬ ‫نماهای‬ ‫سنگ� هنوز چنان ن‬ ‫حجیم قاب‌ها و دیوارهای جداکننده ی ن‬ ‫وز� را‌ایجاد می‌کردند که عمل باد‬ ‫‌یک مشکل اسایس نبود‪.‬‬ ‫آسمان‌خراش‌ها با دیوارهای شیشه‌ای در سال‌ها ‪ ،1950‬با فضای باز داخیل بهینه و وزن نسبتاً‬ ‫نخست� بار در مقابل ن�وهای باد واکنش نشان دادند‪ .‬با ف‬ ‫ین‬ ‫معر� قاب فوالدی سبک‬ ‫کم برای‬ ‫ی‬ ‫وزن‪ ،‬عامل محدود‌کننده وزن برای ی ن‬ ‫تعی� ارتفاع آسمان‌خراش برطرف شد‪ .‬عرص ساختمان‌های‬ ‫بلند با خود مشکالت جدیدی آورد و برای ‌این که وزن مرده کاهش داده شود و فضاهای‬ ‫بزرگ‌تر و انعطاف‌پذیرتر‌ایجاد شود‪ ،‬یت�های با دهانه زیاد‪ ،‬جداکننده‌های داخیل یغ� باربر‬ ‫متحرک‪ 2‬و دیوارهای یپ� ن‬ ‫امو� یغ� باربر ساخته شد‪ .‬همه این نوآوری‌ها‪ ،‬از صلبیت کیل‬ ‫جان� ‌یک ساختمان ممکن است ی ن‬ ‫تعی�‌کننده‌تر‬ ‫سازه‌ها کم‌کرده‌اند‪ ،‬به‌طوری که ی‬ ‫تغی� مکان ب‬ ‫از مقاومتش باشد و عمل باد تبدیل به‌ییک از مسائل اسایس برای طراح ساختمان‌های بلند‬ ‫شده‌است‪.‬‬ ‫از جمله مشکالت به‌وجود آمده در‌این ساختمان‌ها‪ ،‬می‌توان به مسائیل از‌این قبیل اشاره کرد؛‬ ‫جان� با دامنه زیاد در ساختمان‌های بسیار بلند که در ساکنان و‬ ‫‪‌.‬ایجاد حرکت ب‬ ‫ش‬ ‫استفاده‌کنندگان‪ ،‬از بنا حالت تهوع و بیماری نا� از حرکت را‌ ایجاد می‌نماید‪.‬‬ ‫‪ .‬خسارات وارده به ی ز‬ ‫تجه�ات و مبلمان موجود در ساختمان بلند‪.‬‬ ‫‪‌.‬ایجاد رس و صداهای آزار دهنده از جمله صداهای ناهنجار باد در اطراف ساختمان‪.‬‬ ‫‪‌.‬ایجاد صدا در ض‬ ‫بع� از عنارص بنا مانند در و پنجره‌ یا کرکره‌های آفتاب‌شکن‪ ،‬تکان‌های‬ ‫محوری آسانسور و‪...‬‬ ‫‪Wind Load .1‬‬

‫‪Movable Non-Load-Bearing Interior Partitions .2‬‬

‫اثرات آیرودینامییک باد‬

‫‪.‬‬

‫تاث� گذاری باد در اطراف ساختمان بلند‬ ‫محدوده ی‬ ‫باد در برخورد با ساختمان‌های بلند برای محیط اطراف بنا‪ ،‬عدم آسایش به‌وجود می‌آورد که‬ ‫تاث�‌گذاری‪ ،‬دایره‌ای به مرکز خود ساختمان و به شعاعی معادل ارتفاع بنا است‪.‬‬ ‫حدود‌این ی‬ ‫‌این عدم آسایش در محدوده فاصله ده درصدی ارتفاع به‌صورت قابل توجهی محسوس‬ ‫می‌شود‪ .‬بدیهی است هرچه ساختمان بلندتر باشد به همان نسبت از ی ز‬ ‫م�ان آسایش اطراف‬ ‫تداب� الزم پیش ن‬ ‫بنا ی ز‬ ‫‌بی� شود‪.‬‬ ‫ن� کاسته می‌شود‪ ،‬مگر‌این‌که ی‬

‫‪.‬‬

‫تاث� گوشه‌های ساختمان بلند‬ ‫ی‬ ‫وزش باد بر گوشه‌ها‪ ،‬عالوه بر تشکیل منطقه‌ای با رسعت بیش از حد متوسط‪ ،‬سبب‌ایجاد‬ ‫گرادیان افقی قابل توجه در‌این قسمت‌ها ی ز‬ ‫ن� می‌شود‪ .‬به‌طوری که فرد پیاده هنگام عبور‬ ‫از گوشه‌ها احساس نار ت‬ ‫جلوگ�ی از‌این مشکل می‌توان از راه حل‌های زیر‬ ‫اح� می‌کند‪ .‬برای‬ ‫ی‬ ‫استفاده کرد‪:‬‬ ‫ن‬ ‫ساختما� در‬ ‫‪ .‬احاطه‌کردن ساختمان‌های بلند ب‌ا ایجاد مجموعه‌ای به‌صورت حلقه‬ ‫ارتفاعات ی ن‬ ‫پای� تر‬ ‫‪ .‬کاهش ارتفاع مجموعه به‌طور‌یکنواخت در طبقات‬ ‫‪‌.‬ایجاد گوشه‌های ن‬ ‫منح� شکل‬ ‫‪ .‬قراردادن عنارصی با خلل و فرج در گوشه‌ها‬ ‫‪ .‬قراردادن حجمی از ساختمان‌های کوتاه با پوشش گیاهی در نزدییک گوشه‌ها‬

‫‪.‬‬

‫اثر سایه باد‬ ‫بر اثر وزش باد منطقه‌ای‪ ،‬جریان هوای متالطمی در پشت بنا‌ ایجاد می‌شود که به سایه باد‬ ‫معروف است‪ .‬طول‌این سایه باد حدود چهار برابر ارتفاع ساختمان بلند است‪ .‬برای کاهش‬ ‫تداب� استفاده کرد‪:‬‬ ‫اثر سایه باد‪ ،‬می‌توان از‌این ی‬ ‫ش‬ ‫آزمای� است که برای برریس اثرات‬ ‫‪ .1‬تونل باد‬ ‫آیرودینامییک باد هنگام عبور از اطراف اجسام‬ ‫مس�ی لوله‌ای‬ ‫به‌کار می‌رود‪ .‬تونل باد شامل ی‬ ‫شکل‪ ،‬ی ز‬ ‫تجه�ات بادزن و ماکت جسم با مقیاس‬ ‫مناسب است‪ .‬بادزن قدرتمند هوا را از کنار‬ ‫اجسام عبور می‌دهد و برریس‌های الزم توسط‬ ‫‌گ�ی انجام یگ�د‪.‬‬ ‫دستگاه‌های اندازه ی‬

‫ســازه‬

‫ن‬ ‫دگرگو� بافت‌های‌یکدست شهرها در اثر احداث ساختمان‌های بلند و به تبع آن متحول‬ ‫در پ�‬ ‫شدن جریان هوای محیط اطراف‌این‌گونه ساختمان‌ها‪ ،‬علم آیرودینامییک معماری مطرح‌شد‪.‬‬ ‫گ‬ ‫پیچید� عمل باد بر روی ساختمان‌های بلند‪ ،‬در‌این زمینه ش‬ ‫پی�فت‌های زیادی‬ ‫با وجود‬ ‫حاصل شده‌است‪‌.‬این علم به برریس رفتار‪ ،‬رسعت و جهت باد در محیط می پردازد‪ .‬اثرات‬ ‫آیرودینامییک باد با‌ایجاد مناطق فشار و مکش در اطراف ساختمان بلند‌ ایجاد شده و مسائیل‬ ‫به‌وجود می‌آورد که به برخی از آن‌ها در ذیل اشاره می‌شود‪.‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫امروزه با استفاده از تونل باد‪ 1‬و قرار دادن ماکت ساختمان مورد نظر به انضمام کلیه عوارض و‬ ‫تجر� به‌دست می‌آید و بدین‬ ‫ساختمان‌های اطراف در داخل تونل‪ ،‬اطالعات مهمی به‌صورت ب‬ ‫ترتیب اثرات باد در وجه‌های مختلف بنا‪ ،‬قابل برریس است‪.‬‬

‫‪117‬‬

‫‪118‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫‪.‬‬

‫ت‬ ‫کوچک�ین تصویر قائم آن در جهت‬ ‫‪ .‬نحوه استقرار ساختمان بلند به گونه‌ای باشد که‬ ‫باد قرار یگ�د تا برآیند ین�وهای وارده کاهش‌یابد‪.‬‬ ‫‪‌.‬ایجاد پوشش گیاهی در اطراف ساختمان بلند‬ ‫ش گ‬ ‫ف�د� و تراکم در محیط اطراف ساختمان بلند‬ ‫‪‌.‬ایجاد‬

‫ســازه‬

‫‌ایجاد حلقه تالطم‬ ‫در پای ساختمان بلند بر اثر وزش باد حلقه تالطم تشکیل می‌شود‪ .‬بدین صورت که باد پس‬ ‫از برخورد با ساختمان بلند در جهت عمود بر ی ن‬ ‫زم� حرکت کرده و به‌طور ش‬ ‫پیچ� به سمت‬ ‫ارگ�ی ساختمان کوتاه با‬ ‫باال می‌رود‪ .‬تکرار‌این حرکت سبب‌ایجاد حلقه تالطم می‌شود‪ .‬قر ی‬ ‫فاصله کم در جلوی ساختمان بلند‌ایجاد حلقه تالطم را تشدید می‌کند‪ .‬برای حل مشکل از‬ ‫‌ها� بدین صورت می‌توان استفاده کرد‪:‬‬ ‫راه‌حل ی‬ ‫‪ .‬افزایش تراکم محیط نزدیک به بنا‬ ‫گ‬ ‫‪‌.‬ایجاد پیش‌آمد� که سبب انحراف جریان هوا شود‬ ‫‪‌.‬ایجاد عنارص با خلل و فرج در ارتفاع باالتر از محل عبور پیاده در نمای بنا‬ ‫‪ .‬رسپوشیده کردن منطقه مورد وزش باد در نزدییک بنا‬

‫‪Movable Non-Load-Bearing Interior .1‬‬ ‫‪Partitions‬‬

‫‪119‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬ ‫ســازه‬ ‫ب� الملیل ‪ 115‬طبقه ِش ن ز�ن‪ 1‬در ی ن‬ ‫تست تونل باد مرکز ی ن‬ ‫چ�‬ ‫که ش�کت ‪.2KPF‬‬ ‫ین‬ ‫مهندس� مشاور باد‬ ‫تست مدیل در تونل باد توسط‬ ‫کانادا� قادر به تولید رسیع مدل‬ ‫(‪‌ .)RWDI‬این ش�کت‬ ‫ی‬ ‫پروتوتایپ‌های طراحی شده با روش چاپ سه بعدی است‬ ‫که پس از تولید‪ ،‬آن‌ها را در تونل باد تحت صدها نوع‬ ‫آزمایش مختلف قرار می‌دهند و عکس‌العمل‌های دینامییک‬ ‫مدل‌ها را تحت نظارت دقیق قرار می‌دهند‪.‬‬ ‫‪Shenzhen IFC .1‬‬ ‫‪Kohn Pedersen Fox .2‬‬

‫‪120‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫بارهای موثر باد بر ساختمان‌های بلند‬

‫ســازه‬

‫بارهای ش‬ ‫تغی� می‌کند‪ .‬در‌این مورد در مبحث ششم مقررات‬ ‫تغی� زمان و مکان ی‬ ‫نا� از باد با ی‬ ‫میل ساختمان بر اساس مناطق مختلف‌ایران رعایت حرکت مشخص و فشار باد ارائه شده و‬ ‫ضمن بیان اهمیت موضوع‪ ،‬در رابطه با ساختمان‌های بلند ذکر شده که هرچه از ی ن‬ ‫زم� فاصله‬ ‫بگ�یم‪ ،‬فشار وارد بر ساختمان ت‬ ‫بیش� می‌شود‪.‬‬ ‫ی‬ ‫گ‬ ‫از ف‬ ‫طر� پیش ن‬ ‫‌بی� رفتار باد به لحاظ پیچید�‌های خاص آن‪ ،‬به‌صورت علمی و دقیق‪ ،‬تقریباً‬ ‫یغ� ممکن است و نظریه واحدی برای رفتار ساختمان‌های بلند در مقابل باد در دست نیست‪.‬‬ ‫‌گ�ند و ساختمان را تحت حرکات‬ ‫برای برریس اثر باد بر سازه‪ ،‬بار باد را استاتییک در نظر نمی ی‬ ‫موجی تحلیل می‌کنند‪ .‬هرچه ساختمان باریک‌تر باشد‪ ،‬اثر موجی باالی آن ت‬ ‫بیش� می‌شود‪.‬‬ ‫آزمایش تونل باد در‌این زمینه متداول و کارساز است‪ .‬بر اساس مطالعات و برریس‌های انجام‬ ‫تجر� مهمی به‌دست‌آورد‪ .‬وزش بادهای نامناسب عالوه‬ ‫شده در تونل باد‪ ،‬می‌توان اطالعات ب‬ ‫تاث�‌گذار است‪ ،‬در آسایش محیط اطراف ساختمان و آسایش‬ ‫بر‌این‌که بر سازه ساختمان بلند ی‬ ‫عابران پیاده ی ز‬ ‫ن� نقش موثری‌ایفا می‌کند‪.‬‬

‫عوامل موثر در نحوه عمل باد بر روی ساختمان بلند‬

‫گ‬ ‫عمل باد بر روی‌یک ساختمان بلند‪ ،‬بست� به عوامل مختلف محیط از قبیل ناهمواری و شکل‬ ‫زم� محدوده و اطراف بنا‪ ،‬شکل ساختمان‪ ،‬بارییک و ترکیب نما و‪ ...‬دارد‪ .‬نحوه قر ت ن‬ ‫ین‬ ‫ارگرف�‬ ‫ساختمان‌های مجاور و ارتفا ‌ع این‌گونه بناها ی ز‬ ‫تاث�‌گذار در رفتار باد هستند‪ .‬سایر‬ ‫ن� از عوامل ی‬ ‫گ‬ ‫عوامل مربوط به ویژ�‌های باد است که شامل رسعت باد‪ ،‬جهت باد و توزیع ین�وی باد است ‪:‬‬

‫‪ .‬رسعت باد‬

‫رسعت باد به دو صورت قابل برریس است‪ ‌،‬ییک رسعت متوسط باد که ثابت است و دیگری‬ ‫ن‬ ‫ناگها� باد که فشار حاصل از آن از دو مولفه استاتییک و دینامییک به‌وجود‬ ‫رسعت وزش‬ ‫می‌آید‪ .‬از آن‌جا که رسعت‌های متوسط استاتییک باد مقدار متوسطی در مدت زمان‌های‬ ‫ن‬ ‫طوال�‌تر هستند‪ ،‬فشارهای باد حاصل شده از آن ی ز‬ ‫تغی�‬ ‫ن� فشارهای متوسطی هستند که ی‬ ‫ن‬ ‫ت‬ ‫ناگها� دینامییک‪ ،‬متقابال ً فشارهای‬ ‫یکنواخ� به ساختمان می‌دهند‪ .‬رسعت‌های وزش‬ ‫شکل‌‬ ‫ف‬ ‫تغی�‬ ‫ابر‬ ‫ر‬ ‫ب‬ ‫است‬ ‫ممکن‬ ‫که‬ ‫‌کنند‬ ‫ی‬ ‫م‬ ‫اضا�‬ ‫‌های‬ ‫ل‬ ‫شک‬ ‫تغی�‬ ‫‌ایجاد‬ ‫و‬ ‫‌نمایند‬ ‫ی‬ ‫م‬ ‫تولید‬ ‫دینامییک‬ ‫باد‬ ‫ی‬ ‫ی‬ ‫ف‬ ‫تغی� شکل‌های اضا� ممکن‬ ‫شکل یکنواخت ساختمان باشد و برای ساختمان‌های باریک‌ این ی‬ ‫ن‬ ‫ح� ت‬ ‫است ت‬ ‫بیش� باشد‪‌ .‬این حرکات دینامییک موسوم به ض�به وزش ناگها� است‪ .‬ین�وهای‬ ‫ن‬ ‫نامنظمی که به‌وسیله عمل وزش ناگها�‌ایجاد می‌شوند‪ ،‬سبب ارتعاشات ساختمان می‌شود که‬ ‫به‌طور کیل در جهت باد است‪.‬‬ ‫رسعت متوسط باد‪ ،‬به‌طور کیل با ارتفاع افزایش می‌یابد‪ .‬عوامیل از قبیل ناهمواری ی ن‬ ‫زم�‬ ‫اطراف بنا‪ ،‬وجود اجسام ‌یا پدیده‌های طبیعی اعم از ساختمان و درخت و یغ�ه در محیط‬ ‫ن� در رسعت باد موثر هستند‪ .‬زیرا از رسعت باد در نزدییک ی ن‬ ‫اطراف ساختمان بلند ی ز‬ ‫زم� به‌علت‬ ‫اصطکاک کاسته می‌شود‪.‬‬

‫ســازه‬

‫‪ .‬توزیع ین�وی باد‬

‫مس�ی خاص و با ت‬ ‫رسع� خاص جریان هوا را به حرکت در‌می‌آورد‪ .‬هنگامی که ‌این‬ ‫باد در ی‬ ‫جریان هوای سیال با ساختمان بلند (به‌عنوان جسمی ساکن و ثابت) برخورد می‌کند‪ ،‬به‌دلیل‬ ‫رسعت و ین� یو� که دارد‪ ،‬ترکیب اثرات آن بر روی ساختمان بلند به‌صورت ین� یو� دینامییک در‬ ‫نظر گرفته می‌شود‪.‬‬ ‫در ض‬ ‫بع� ش�ایط در اثر برخورد باد با ساختمان بلند‪ ،‬مقدار آن در اطراف بنا شدت می‌یابد‪.‬‬ ‫هم ی ن‬ ‫‌چن� بر اثر رفتار باد در اطراف ساختمان بلند‪ ،‬مناطق فشار و مکش در جوار ساختمان‬ ‫‌ایجاد می‌شود‪.‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫‪ .‬جهت باد‬

‫هنگامی که‌ یک توده هوا‪ ،‬که در جهت ن‬ ‫معی� در حال حرکت است‪ ،‬با سطح ساختمان تماس‬ ‫ن‬ ‫ن‬ ‫واژگو� ش‬ ‫نا� از فشار باد‬ ‫واژگو� در ساختمان‌ایجاد می‌شود‪‌.‬این ین�وی‬ ‫پیدا کند‌یک ین�وی‬ ‫است و با افزایش رسعت با ‌د یا افزایش سطح مانع‌شونده حرکت باد‪ ،‬افزایش می‌یابد‪ .‬اگر‬ ‫عمل باد روی دو نمای مجاور ساختمان قابل مالحظه باشد‪ ،‬ممکن است خمش مضاعف‬ ‫در ساختمان‌ایجاد کند‪ .‬جهت اولیه باد را می‌توان به دو مولفه که هر‌یک روی‌یک نما عمل‬ ‫می‌کنند‪ ،‬تجزیه کرد‪.‬‬ ‫تغی� مکان‬ ‫خمش مضاعف ممکن است آثار مثبت‌یا منفی روی حرکت ساختمان داشته باشد‪ .‬ی‬ ‫کم� از ت‬ ‫جه� ممکن است ت‬ ‫چند ت‬ ‫حال� باشد که همان جریان هوا فقط روی‌ یک نمای ساختمان‬ ‫تغی� مکان ساختمان در خمش‬ ‫عمل کند‪ .‬طرح آیرودینامییک ساختمان ممکن است به کاهش ی‬ ‫ت‬ ‫مضاعف کمک کند‪ .‬فشار باد ت‬ ‫وق� که جهت باد عمود بر نمای ساختمان باشد همیشه بیش�ین‬ ‫است‪ .‬از ‌این رو ن‬ ‫زما� که جریان هوا در زاویه‌ای یغ� از ‪ 90‬درجه نسبت به سطح برخورد‬ ‫می‌کند‪ ،‬مقدار زیادی از فشار باد به‌طور طبیعی کاهش می‌یابد‪ .‬با وجود‌این‪ ،‬بارهای ش‬ ‫نا�‬ ‫پیچ� ف‬ ‫بر� و ش‬ ‫از باد که به‌وسیله خمش مضاعف‌ایجاد می‌شوند‪ ،‬تنش‌های ش‬ ‫اضا� روی اعضا‬ ‫تغی� مکان‌ یک ت‬ ‫جه�‌ایجاد نمی‌شوند‪.‬‬ ‫سازه وارد می‌کنند که در ی‬

‫‪121‬‬

‫‪122‬‬

‫ن‬ ‫ایم� در برابر آتش‌سوزی‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫ازجمله خطر تا� که همواره ساختمان‌های بلند را تهدید می‌کند‪ ،‬وقوع حریق است‪ .‬بنابراین‬ ‫‌ایم� ‌این‌گونه ساختمان‌ها‪ ،‬پیش ن‬ ‫از مهم‌ترین مسائل ن‬ ‫جلوگ�ی از وقوع حریق است‪،‬‬ ‫‌بی� و‬ ‫ی‬ ‫تن‬ ‫‌ها� جهت حفاظت در برابر حریق از ش�ایط الزم و حتمی در‬ ‫به‌گونه‌ای که در‬ ‫نظرگرف� روش ی‬ ‫احداث ساختمان‌های بلند است‪.‬‬

‫ســازه‬

‫آتش‌سوزی در ساختمان‌های بلند به‌روش‌های مختلف ممکن است رخ دهد؛‌ایجاد آتش‌سوزی‬ ‫عمدی بر اثر عدم رعایت مسائل ن‬ ‫‌ایم� پس از وقوع زلزله و بر‌اثر تکان‌های‌ایجادشده در ی ن‬ ‫زم�‪.‬‬

‫ش‬ ‫اثر‬ ‫دودک�‪Stack Effect 1‬‬

‫مسأله‌ای که ساختمان‌های بلند را از ساختمان‌های متداول در مبحث حریق جدا می‌کند کاهش‬ ‫گ‬ ‫خف� افراد ض‬ ‫حا� در ساختمان است‪ .‬معموال ً با ت‬ ‫یژ‬ ‫گس�ش آتش‌سوزی‪،‬‬ ‫اکس�ن و افزایش خطر‬ ‫ت‬ ‫م�ان ی ژ‬ ‫یز‬ ‫اکس�ن کاهش‌یافته و‌این خود سبب اح�اق ناقص و افزایش دود می‌شود‪ .‬علت اصیل‬ ‫صدمات و مرگ و یم� در آتش‌سوزی‌ها انتشار گازهای سمی است و نه شعله‌های آتش‪ .‬در‬ ‫ش‬ ‫دودک� قوی‪ ،‬آتش بسیار رسیع‌تر از ساختمان‌های‬ ‫ساختمان‌های بلند به‌علت ‌ایجاد اثر‬ ‫ش‬ ‫متداول ش‬ ‫دودک�‪ ،‬حرکت رسیع هوا به‌دلیل اختالف فشار هوا و اختالف‬ ‫پی�فت می‌کند‪ .‬اثر‬ ‫غلظت بخار آب ی ن‬ ‫ب� داخل و خارج ساختمان است‪ .‬در‌این حالت تمامی شفت‌ها‪ ،‬چاله‬ ‫ت‬ ‫ت‬ ‫آسانسورها و داکت‌های تأسیسا� ساختمان به‌صورت دودکش عمل می‌کنند و گس�ش و‬ ‫ش‬ ‫پی�فت آتش را ترسیع می‌کند‪.‬‬ ‫در سازه‌های بلند در هنگام آتش عملیات آتش ن‬ ‫‌نشا� باید از داخل صورت یگ�د و مقابله با آتش‬ ‫از طبقه‌ی همکف امکان‌پذیر نیست و تنها افراد طبقه‌ی همکف را می‌توان تخلیه کرد و سایر‬ ‫افراد را باید به مکان‌های امن داخل ساختمان منتقل کرد‪ .‬بنابراین ساختمان باید به‌صورت‬ ‫عمودی و افقی محفظه‌بندی شود‪‌.‬این محفظه‌ها سلول‌های آتش‌بندی را تشکیل می‌دهند که‬ ‫از‌یک الیه‌ی پیوسته‌ی سد آتش به‌صورت دوایر و سطوح کف‪/‬سقف تشکیل‌شده و با درهای‬ ‫فضا�‌ایجاد می‌شود که در برابر گرما مقاوم‬ ‫مخصویص‪ ،‬محکم بسته می‌شوند‪ .‬به‌این ترتیب ی‬ ‫بوده و می‌تواند برای مدت ن‬ ‫معی�‪ ،‬آتش را در خود نگ ‌ه دارد‪.‬‬

‫تـداب� اطفاءحریق‬ ‫مهم‌ترین‬ ‫ی‬

‫جلوگ�ی از رسایت آتش‬ ‫‪ .‬منطقه‌بندی ساختمان به فضاهای جدا از هم‪ ،‬به‌منظور‬ ‫ی‬ ‫‪ .‬پیش ن‬ ‫جلوگ�ی از وقوع آتش‌سوزی‬ ‫‌بی� و‬ ‫ی‬ ‫ض‬ ‫‪ .‬تخلیه افراد حا� در ساختمان در هنگام آتش‌سوزی (راه‌های مناسب فرار) از منطقه‌ای‬ ‫مس�های حفاظت شده به خارج ساختمان‬ ‫که آتش از آن آغاز شده از ی‬ ‫‪ .‬حفظ جان افراد ض‬ ‫حا� در ساختمان در هنگام آتش‌سوزی‬ ‫‪ .‬ن‬ ‫‌ایم� گروه‌های آتش‌نشان‬ ‫‌ایستا� اجزای اصیل ساختمان در برابر آتش‬ ‫‪ .‬مقاومت و ی‬ ‫‪ .‬کاهش خطر پیش‌روی آتش و گازهای حاصل از آن در ساختمان بلند‬ ‫‪ .‬سهولت فرونشاندن آتش در منطقه‌ای که آتش در آن آغاز شده‬

‫‪Stack Effect .1‬‬

‫دسته‌بندی ساختمان‌ها بر اساس نوع کاربری در مبحث ن‬ ‫‌ایم� در برابر آتش‌‪‎‬سوزی‬

‫‪ .‬ساختمان‌های کم‌خطر که در هر تم�مربع آن‌ها کم‌تر از ‪ 50‬کیلوگرم مواد آتش زا وجود‬ ‫گ‬ ‫فرهن�‪ ،‬ن‬ ‫ن‬ ‫مسکو�‪ ،‬ش‬ ‫درما� و اداری‬ ‫آموز�‪،‬‬ ‫دارد‪ .‬مانند ساختمان‌های‬ ‫ن‬ ‫‌ها� با خطر آتش‌سوزی متوسط که بار مواد آتش‌زا در آن‌ها یب� ‪ 50‬تا ‪ 100‬کیلوگرم‬ ‫‪ .‬ساختمان ی‬ ‫ت‬ ‫‌ها� شامل کاربری‌های صنع� و تجاری‬ ‫در تم�مربع باشد‪ .‬ساختمان ی‬ ‫شزا‪ ،‬سمی و‬ ‫‪ .‬ساختمان‌های پر خطر در مبحث آتش‌سوزی که در آن‌ها مواد و مصالح آت ‌‬ ‫انفجاری تمرکز داشته باشد‪.‬‬

‫تمهیدات مناسب جهت مقاوم‌سازی در برابر آتش‌سوزی‬

‫‪ .‬انتخاب مصالح مناسب‬ ‫‪ .‬انتخاب سازه‌ی مقاوم در برابر حریق‬ ‫‪ .‬تعبیه‌ی آبفشان‌های خودکار‬ ‫‪ .‬تعبیه سیستم‌های هشداردهنده‌ی خودکار و سیستم‌های ارتباطی دو‌طرفه با مرکز‬ ‫‌نشا� در هنگام آتش ن‬ ‫آتش ن‬ ‫‌نشا�‬ ‫‪ .‬ژنراتور برق اضطراری (تولید سوخت به ی ز‬ ‫‌م�ان حداقل ‪2‬ساعت)‬ ‫روشنا� اضطراری‬ ‫‪.‬‬ ‫ی‬ ‫‪ .‬پمپ‌های آتش ن‬ ‫‌نشا�‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫دسته‌بندی ساختمان‌ها بر اساس ارتفاع در مبحث ن‬ ‫‌ایم� در برابر آتش‌‪‎‬سوزی‬

‫دس�یس ماموران آتش ن‬ ‫‌ها� که ارتفاع آن‌ها متناسب با ارتفاع امکانات ت‬ ‫‌نشا� برای‬ ‫‪ .‬ساختمان ی‬ ‫ض‬ ‫اطفاء حریق و تخلیه‌ی حا�ان ساختمان از خارج ساختمان باشد‪ .‬در‌ایران‌این ارتفاع در‬ ‫حدود ت‬ ‫‪23‬م� ‌یا ‪ 7‬طبقه است‪.‬‬ ‫ت‬ ‫ت‬ ‫‌ها� که ارتفاع آن‌ها حدود ‪ 50‬م� از حد دس�یس از یب�ون ساختمان توسط‬ ‫‪ .‬ساختمان ی‬ ‫ن‬ ‫ن‬ ‫ت‬ ‫ز‬ ‫تجه�ات آتش‌نشا� داخیل و‬ ‫ماموران آتش‌نشا� بیش� است ‌‪ .‬این ساختمان‌ها باید دارای ی‬ ‫امکانات تخلیه‌ی ساکنان در مدت ن‬ ‫زما� متناسب با مقاومت سازه در برابر حریق باشند‪.‬‬ ‫‌ها� که ارتفاع آن‌ها بیش از ت‬ ‫‪70‬م� است‪ .‬در‌این‌گونه ساختمان‌ها باید امکان‬ ‫‪ .‬ساختمان ی‬ ‫پمپاژ آب تا باالترین ارتفاع برای خاموش کردن آتش در داخل ساختمان موجود باشد‪.‬‬

‫ســازه‬

‫‪ .‬ت‬ ‫دس�یس مناسب به ساختمان بلند از داخل محوطه‬ ‫جلوگ�ی از ت‬ ‫گس�ش آتش به ساختمان‌های مجاور‬ ‫‪.‬‬ ‫ی‬ ‫ن‬ ‫ن‬ ‫نخست� لحظات‌ایجاد حریق‬ ‫‪ .‬رسیدن ین�وهای آتش‌نشا� در‬ ‫ی‬ ‫‪ .‬دیوارها و درهای آتشپاد‬ ‫‪ .‬سیستم‌های خاموش‌کننده‌ی خودکار‬ ‫خ� آتش‬ ‫‪ .‬شبکه‌ی خودکار اعالم ب‬ ‫‪ .‬تخلیه خودکار دود‬ ‫کن�ل و فرمان خودکار جهت خاموش کردن سیستم هوارسا�ن‬ ‫تجه�ات ت‬ ‫‪ .‬استفاده از ی ز‬ ‫ن‬ ‫هوارسا� طبقات مجاور‪،‬‬ ‫طبقه‌ای که گرفتار حریق شده‌است و فعال کردن سیستم‬ ‫بدین‌صورت فشار هوای آن طبقه نسبت به طبقات مجاور منفی می‌شود و رسایت آتش به‬ ‫طبقات مجاور کند و متوقف می‌شود‪.‬‬

‫‪123‬‬

‫‪124‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫مس�های خروج اضطراری‬ ‫‪ .‬تابلوهای نشان‌دهنده‌ی ی‬ ‫‪ .‬ت‬ ‫دس�یس‌ها و خروجی‌های اضطراری‬ ‫‪ .‬بازشو‌های اصیل (خروجی‌های اضطراری‪ ،‬چاه آسانسور‪ ،‬موتورخانه و مخازن سوخت)‬ ‫باید به در‌یا سد آتشپاد مجهز باشند‪.‬‬ ‫‪ .‬تعبیه ی ز‬ ‫تجه�ات و تأسیسات الزم جهت استفاده در مراحل اطفاء حریق‬ ‫ت‬ ‫‪ .‬تعبیه درپوش‌های قابل کن�ل جهت محدود و مسدود کردن دهانه‌ها و داکت‌های باز‬ ‫دودک� تنوره ‌این ی ز‬ ‫ش‬ ‫دهل�ها را‬ ‫عمودی‪ .‬به گونه‌ای که در هنگام آتش‌سوزی بتوان حالت‬ ‫ین‬ ‫ب� برد‪.‬‬ ‫‪ .‬مقاوم کردن دیواره‌های موتوخانه‌ی آسانسورها در برابر حریق‬ ‫مناس� باز شوند که از دیگر قسمت‌های ساختمان‬ ‫‪ .‬آسانسورها در کلیه طبقات به فضای‬ ‫ب‬ ‫مجزا باشند‪ .‬در‌این فضاها دستگاه ردیاب دود و سیستم هشدار دهنده‌ی آتش نصب‬ ‫شود تا هنگام اعالم خطر‪ ،‬آسانسورها به‌طور خودکار بسته و همه به طبقه‌ی همکف‬ ‫برمی‌گرددا‪.‬‬ ‫‌گ� به‌طور کامل‪ ،‬که نقش انتقال‌دهنده‌ی صاعقه را به ی ن‬ ‫زم� و کاهش‬ ‫‪ .‬نصب سیستم برق ی‬ ‫خطر آتش‌سوزی در اثر صاعقه را‌ ایفا می‌کند‪.‬‬

‫ســازه‬

‫جان� جهت خروج ازساختمان در مواقع اضطراری‬ ‫راه‌کارهای ب‬

‫سپتام�‪ ،‬طراحی و استفاده از راه‌کارهای مختلف خروج اضطراری رسعت‬ ‫بعد از واقعه‌ی‌یازده‬ ‫ب‬ ‫ت‬ ‫ت‬ ‫بیش�ی گرفته‪ ،‬به‌طوری که موسسه‌ی آ‪.‬اس‪.�.‬ام‪ASTM | American Society for Testing( .‬‬ ‫ن‬ ‫‌ها� در رابطه با ‌این‬ ‫‪ ) and Materials‬آمریکا کمیته‌ای را مامور برریس و تصویب یآی�‌نامه ی‬ ‫ابزار کرده است‪ .‬در‌این‌جا به توضیح سه سیستم مختلف که خارج از ساختمان عمل می‌کند‬ ‫می‌پردازیم‪.‬‬

‫‪ .‬سیستم پ�‪.‬اس‪.‬اس‬

‫‪1‬‬

‫ها�‬ ‫سیستم فرار پ�‪.‬اس‪.‬اس‌یک فضای کامال ً بسته است‪ .‬روی نمای خارجی ساختمان و ی‬ ‫مس� ی‬ ‫تعی� شده‌اند‪ .‬ازین طریق افراد به سطح ی ن‬ ‫که از قبل ی ن‬ ‫زم�‌ یا مکان‌های امن قابل انتقال‬ ‫هستند‪‌.‬این سیستم می‌تواند به‌صورت دائم نصب شوند و‌یا توسط گروه امداد به ساختمان‬ ‫آورده شود‪.‬‬

‫مزایای سیستم پ�‪.‬اس‪.‬اس‬

‫‪ .‬می‌تواند در هر دوره تعداد افراد زیادی را (تا حدو ‪ 150‬نفر) از ساختمان خارج کند‪.‬‬ ‫‪ .‬می‌تواند گروه نجات و وسایل آن‌ها را به مکان‌های الزم برساند‪.‬‬ ‫‪ .‬برای انواع ساختمان‌های بلند مناسب است‪.‬‬ ‫‪ .‬احتیاج به آموزش خایص برای استفاده کنندگان ندارد‪.‬‬ ‫سن� و ت‬ ‫‪ .‬برای تمام ی ن‬ ‫ح� افراد معلول قابل استفاده است‪.‬‬ ‫‪ .‬با قابلیت تا شدن‪ ،‬خود جای زیادی اشغال نمی‌کند‪.‬‬

‫‪PSS | Platform Secure System .1‬‬

‫مس� فرار‬ ‫استفاده از سیستم ی‬

‫ســازه‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

125

these conditions, the perimeter fire .‫اس‬.‫اس‬.�‫استفاده از سیستم پ‬ system fill materials will fall out of place he glazing panel and associated on fail to maintain a compression fit e fill materials of the perimeter fire system. This has often resulted in ion and frustration for architects g to use full height, floor-to-floor glazed gs.

hat the 2006 IBC and NFPA 5000 codes quire the void at the intersection of the wall and the floor assembly be ted with fire barrier fill materials, there is onfusion. There are no formally hed tested perimeter fire barrier systems ow for floor-to-floor height vision g. This is mostly an artifact of the nature pression-fit type fire barrier methods eir integration with fully glazed curtain f a tested perimeter fire barrier system be shown to stay in-place in the void ‫درگ�‌شده در آتش بر طبق آخرین ده سانحه‌ی‬ ‫طبقات ی‬ e glazing failed, then code compliance ‫آتش‌سوزی برج‌های بلند‬ be achieved. Howver, the extent of the :‫منابع‬ glazing may raise concerns for flames http://technicalpapers.ctbuh.org/ entering adjacent spaces above. This

Loss History The threat of floor-to-floor fire spread at the exterior façade of any building is real and confirmed via actual unsprinklered high-rise building fires. A number of incidents have been identified in the literature (Shriver 2006, Belles 1986, Peterson 1973, Lathrop 1977, Demers 1982). The extent of fire spread in ten well known incidents has been reviewed in order to report some key observations of past incidents which are graphically represented in Figure 7.

glass set in concrete s integral wi other secti the 4th and open stairs As heat bro the north s flame front above the exposing f tiles and w estimated façade afte departmen Approxima heliport an helicopters 28 pumpe aerial ladde

First Inters CA, USA, 6 1988): In 1988 thi

‫‪126‬‬

‫‪ .‬سیستم یس‪.‬دی‪.‬دی‬

‫‪2‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫یک وسیله‌ی انفرادی و در پاره‌ای موارد دو نفره بوده که رسعت سقوط را ت‬ ‫کن�ل می‌کند‪ .‬افراد‬ ‫می‌توانند با پوشیدن‌یک جلیقه و متصل شدن به انتهای‌یک کابل از آن استفاده کنند‪.‬‬

‫مزایای سیستم یس‪.‬دی‪.‬دی‬

‫ســازه‬

‫گ‬ ‫‪ .‬ساده‪ ،‬کارآمد و کوچک بوده و برای مصارف شخیص‪ ،‬خان�‪ .‬ادارات کوچک مناسب‬ ‫است‪.‬‬ ‫‪ .‬نصب و استفاده‌ی آسان‬ ‫‪ .‬بدون نیاز به انرژی‬ ‫‪ .‬همواره برای استفاده رسیع آماده است (به‌خصوص برای افراد آموزش دیده)‬

‫مس� فرار‬ ‫‪ .‬سیستم ی‬

‫این سیستم از‌یک لوله‌ی استوانه‌ای و معموال ً از الیاف نسوز و به‌صورت شبکه‌ای ساخته‬ ‫می‌شود‪ .‬برقراری ‌این سیستم می‌تواند به‌صورت عمودی ‌یا شیب‌دار باشد‪ .‬در مدل‌های‬ ‫ن‬ ‫گوناگو� برای ت‬ ‫کن�ل رسعت سقوط استفاده می‌شود‪ .‬سیستم مذکور‌این‬ ‫مختلف از روش‌های‬ ‫مس� خود از طبقات مختلف ورودی داشته باشد‪‌.‬این سیستم می‌تواند‬ ‫قابلیت را دارد که در ی‬ ‫به‌صورت ثابت روی نمای ساختمان نصب شود‪ ‌،‬یا به‌صورت متحرک از بام آویخته شود و‌یا‬ ‫توسط گروه نجات به ساختمان آورده شود‪.‬‬

‫مس� فرار‬ ‫مزایای سیستم ی‬

‫‪ .‬بسیار رسیع برپا می‌شود‪.‬‬ ‫‪ .‬می‌تواند به‌طور متوایل افراد را از ساختمان خارج کند‪.‬‬ ‫برپا� نیاز ندارد‪.‬‬ ‫‪ .‬وسایل خایص برای ی‬ ‫‌گ�د‪.‬‬ ‫‪ .‬برای خروج‪ ،‬انرژی خایص از افراد نمی ی‬ ‫‪ .‬افراد را از حرارت‪ ،‬دود و آتش دور نگه می دارد‪ .‬به‌ویژه در نوع شیب‌دار آن‪ ،‬به رسعت‬ ‫‌گ�د‪.‬‬ ‫از ساختمان فاصله می ی‬ ‫‪ .‬ض‬ ‫ت‬ ‫بع� از انواع آن برای افراد زخمی‪ ،‬ناتوان‪ ،‬بیمار و ح� بیهوش مناسب است‪.‬‬

‫تصویــر روبــرو ‪ :‬در هنــگام نابــودی بــرج هــای‬ ‫ن‬ ‫جهــا� نیویــورک ‪ ،‬مســدود شــدن‬ ‫تجــارت‬ ‫مسـ یـر هــای فـرار باعــث کشــته شــدن تعــدادی‬ ‫از سـ ی ن‬ ‫ـاکن� شــد ‪.‬‬

‫‪CDD | Controlled Descent Devices .1‬‬ ‫‪Escape Chutes .2‬‬

‫‪127‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫ســازه‬

‫‪128‬‬

‫برای پردیس‌تجارت‪...‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬ ‫ســازه‬

‫ •در ی ن‬ ‫ب� سیستم‌های سازه‌ای معر�ف‌شده تا‌کنون‪ ،‬سیستم سازه‌ای لوله‌ای به‌عنوان‬ ‫نسل نوین سازه‌ی ساختمان‌های بلند‪ ،‬شناخته‌شده‌است‪‌.‬این سیستم سازه‌ای به موارد‬ ‫ف‬ ‫زیر کمک می‌کند‪ :‬کاهش محدودیت‌های ارتفاعی‪ ،‬کاهش ی ز‬ ‫مرص� در‬ ‫م�ان مصالح‬ ‫باالرف� مقاومت و ن‬ ‫تن‬ ‫‌ایم� ساختمان در برابر ین�وهای زلزله‪ ،‬افزایش طول عمر‬ ‫سازه‪،‬‬ ‫مفید سازه و در نهایت کاهش مساحت کف اشغال‌شده توسط سازه با ‌افزایش کار یا�‬ ‫فضا�‌ایجاد‌می‌کند‪.‬‬ ‫ی‬ ‫ •بر اساس برریس‌های صورت گرفته بر روی جدیدترین ساختمان‌های بلند موجود‪،‬‬ ‫روند استفاده از مصالح ترکی� ن‬ ‫بت�‪-‬فوالدی در سیستم‌های سازه‌ای ساختمان‌های‬ ‫ب‬ ‫بلند رو به افزایش است‪ ،‬که دلیل آن عالوه بر باالبردن مقاومت سازه و عمر مفید آن‪،‬‬ ‫هم ن‬ ‫‌خوا� باالی آن با سیستم‌های سازه‌ای نوین است‪.‬‬ ‫ •امروزه در ساختمان‌های بلند در راستای استفاده از سازه‌های نمایان و غالباً نماهای‬ ‫زیبا�‌شناسانه ین�ز‌ایفا می‌کند‪ .‬بنابراین‬ ‫دو پوسته‌ی شیشه‌ای بر روی آن‪ ،‬سازه نقش ی‬ ‫انتخاب نوع سیستم سازه‌ای‪ ،‬ارتباط کامال ً مستقیم و دوجانبه‌ای با کلیت طراحی‬ ‫معماری ساختمان بلند دارد‪ .‬ازاین‌رو توجه به جزئیات طراحی شده‌ی سازه در پروژه‌ی‬ ‫پردیس‌تجارت بسیار حائز اهمیت است‪.‬‬ ‫ •در طراحی ساختمان‌های بلند غالبا ‌ییک از دو فاکتور زلزله و باد بر اساس موقعیت‬ ‫‌گ�د و تمهیدات ویژه‌ای برای آن در نظر‬ ‫افیا�‪-‬اقلیمی مورد توجه اکید قرار‌می ی‬ ‫جغر ی‬ ‫ارگ�ی سایت پروژه نسبت‬ ‫ر‬ ‫ق‬ ‫موقعیت‬ ‫‌دلیل‬ ‫ه‬ ‫ب‬ ‫‌تجارت‬ ‫س‬ ‫پردی‬ ‫‌ی‬ ‫ه‬ ‫پروژ‬ ‫در‬ ‫‌شود‪.‬‬ ‫ی‬ ‫گرفته م‬ ‫ی‬ ‫ت‬ ‫ن‬ ‫به گسل‌های تهران‪ ،‬توجه به تمهیدات ‌ایم� در برابر زلزله ‌‪ ،‬این مبحث بیش�ین‬ ‫اهمیت را دارد‪.‬‬ ‫ •در مبحث زلزله و ساختمان‌های بلند هزینه‪ ،‬فاکتور ی ن‬ ‫تعی�‌کننده در انتخاب نوع‬ ‫ِ‬ ‫‌ایم� افراد ض‬ ‫‌ایم� ساختمان و ن‬ ‫تأم� ن‬ ‫تکنولوژی مناسب برای ی ن‬ ‫حا� در ساختمان نیست‪.‬‬ ‫کشورها� هم‌چون ژاپن و‬ ‫اخ� در‬ ‫در‌این زمینه می‌توان نمونه برج‌های ساخته‌شده‌ی ی‬ ‫ی‬ ‫آمریکای شمایل را مورد برریس قرار داد که نسبت به برج‌های ساخته‌شده در اروپا و‬ ‫عر� توجه به تمهیدات زلزله در آن‌ها به‌موقعیت زلزله ی ز‬ ‫‌خ� ِی تهران‬ ‫امارات متحده‌ی ب‬ ‫نزدیک‌تر است‪.‬‬ ‫ •همان‌طور‌که در ساختمان‌های بلند سازگاری سازه با اثرات ین�وی باد را از طریق‬ ‫آزمایش تونل باد مورد سنجش قرار می‌دهند‪ ،‬توصیه می‌شود در پروژه‌ی پردیس‌تجارت‬ ‫ِ‬ ‫پس از مدل‌سازی دقیق ساختمان‪ ،‬مدل ی ز‬ ‫ف�ییک آن تحت آزمایش تونل باد قرار یگ�د تا‬ ‫از ن‬ ‫‌ایم� سازه در برابر ین�وی باد اطمینان حاصل‌‌شود‪.‬‬ ‫ن‬ ‫ •در پروژه‌ی پردیس‌تجارت تأکید‌می‌شود که‌این پروژه بر اساس تمهیدات‌ ایم� زلزله طراحی‬ ‫نها� ت‬ ‫شود و اثرات ش‬ ‫کن�ل شود‪.‬‬ ‫نا� از باد بر سازه در طرح ی‬ ‫ت‬ ‫ن‬ ‫ •هم ی ن‬ ‫‌چن� کمک‌گرف� از مشاور متخصص زلزله در طراحی پردیس‌تجارت توصیه‬ ‫می‌شود‪.‬‬

‫ســازه‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

129

‫منابع و سایت‌های ت‬ �‫‌این� تن‬

‫ ن‬.‫گالبچی محمود و گالبچی محمدرضا‬ ‫ انتشارات‬.‫مبا� طراحی ساختمان‌های بلند‬ 1392 .‫دانشگاه تهران‬ ،‫ تهران‬،‫ چاپ پنجم‬،‫ سازه‌ی ساختمان‌های بلند ولف‌گانگ شولر‬،‫ حجت‌الله‬،‫عادیل‬ .1376 .‫انتشارات دهخدا‬ Moon, K. & Connor, J.J (2007), “Diagrid Structural Systems for Tall Buildings: Characteristics and Methodology for Preliminiary Design”, The Structural Design of Tall and Special Buildings Genduso, Brian. (2004), “Structural Redesign of a Perimeter Diagrid Lateral System”, University of Cincinnati Athletic Center, Senior Thesis, Penn State University Khan, F.R. (1969), “Recent Structural Systems in Steel for High-rise Buildings”, In proceedings of the British Constructional Steelwork Association Conference on Steel in Architecture. London: British Constructional Steelwork Association http://www.wikipedia.org

]1[

]2[ ]3[

]4[

]5[

‫ســــــــــــــــــــــاخت‬

‫‪3‬‬

‫‪132‬‬

‫مسائل اجر یا� ساختمان‌های بلند‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫گ‬ ‫ساختمان‌های بلند به‌دلیل ویژ� ارتفاع زیاد از مسائل اجر یا� خاص برخوردار بوده و نیازمند‬ ‫گ‬ ‫توجه خایص به‌این ویژ� در تمامی مراحل است‪.‬‬ ‫به‌همان ترتیب که روند طراحی ساختمان‌های بلند نسبت به سایر ساختمان‌ها دارای تفاوت‬ ‫اسایس است‪ ،‬مراحل ساخت و اجرای آن‌ها ی ز‬ ‫ن� کامال ً متفاوت است‪ .‬برنامه‌ریزی اجر یا� برای‬ ‫ساخت‌ یک ساختمان بلند باید با توجه به ض�ورت‌های مرتبط با ارتفاع ساختمان صورت‬ ‫یگ�د‪ .‬برای مثال‪ ،‬موقعیت و محل نصب جرثقیل برجی‪ 1‬از همان مراحل اولیه طراحی باید‬ ‫ن‬ ‫‌گ�د و ت‬ ‫ساختما� و هم ی ن‬ ‫‌چن�‬ ‫ح� به‌نحوه‌ی برچیدن آن در پایان عملیات‬ ‫مورد توجه قرار ی‬ ‫ت‬ ‫ز‬ ‫جایا� آن برای دس�یس مناسب به‌تمام بخش‌ها ین� توجه شود‪.‬‬ ‫نحوه‌ی حرکت (مانور) و ب‬ ‫در ی ن‬ ‫هم� راستا‪ ،‬سلسله مراتب مسائل اجر یا� و ترتیب و تقدم فعالیت‌ها در ساختمان‌های‬ ‫بلند دارای تفاوت اسایس نسبت به ساختمان‌های متداول است و برنامه‌ی زمان‌بندی اجرای‬ ‫مس� بحر نا�‪ 3‬و ساختار شکست‪ 4‬در ساختمان‌های بلند تحت ش�ایط خاص‌این‌گونه‬ ‫عملیات‪ ،2‬ی‬ ‫ساختمان‌ها تنظیم‌می‌شود‪ .‬مراحل اجرای ساختمان‌های بلند عبارتند از؛‬ ‫‪ .‬یز‬ ‫تجه� کارگاه متناسب با ارتفاع و ابعاد ساختمان‬ ‫‪ .‬عملیات اجر یا� ساخت فونداسیون عمیق و سطحی‬ ‫‪ .‬اجرای سازه‌ی ساختمان با روش انتخاب شده در مراحل طراحی‪ ،‬با توجه به ارتفاع ساختمان‬ ‫‪ .‬اجرای سایر بخش‌ها بر اساس نقشه‌های معماری‪ ،‬سازه و تأسیسات‬ ‫‪ .‬کارهای تکمییل شامل سیستم برق و تأسیسات و اعالم و اطفاء حریق‬ ‫‪ .‬نصب ی ز‬ ‫تجه�ات و وسایل مختلف در تمامی بخش‌ها‬ ‫‪ .‬برچیدن کارگاه و تحویل پروژه‬

‫ساخت‬

‫هزینه‌های خاص ساختمان‌های بلند‬

‫‌ها� از قبیل مصالح و‪ ...‬که در ساختمان‌های متعارف ی ز‬ ‫ن� وجود دارند و‬ ‫عالوه بر هزینه ی‬ ‫ن‬ ‫‌ها� به‬ ‫در ش�ایط‌ یکسان معموال ً برای ساختمان‌ها از قیمت‌یکسا� برخوردار است‪ ،‬هزینه ی‬ ‫متغ� بوده و افزایش ارتفاع‬ ‫تغی� ارتفاع ساختمان ی‬ ‫‌گ�د که بر اثر ی‬ ‫ساختمان‌های بلند تعلق می ی‬ ‫سبب افزایش قیمت تمام‌شده‌ی ساختمان می‌شود ‌‪ .‬این هزینه‌ها مواردی از‌ این قبیل را شامل‬ ‫می‌شوند؛‬ ‫‪ .‬اضافه هزینه‌های ش‬ ‫نا� از سازه‬ ‫نا� از تأسیسات و ی ز‬ ‫‪ .‬اضافه هزینه‌های ش‬ ‫تجه�ات‬ ‫تأث� مدت‌زمان ساخت بر افزایش قیمت تمام‌شده‬ ‫‪ .‬ی‬ ‫‪ .‬افزایش هزینه‌های ش‬ ‫نا� از صعوبت کار در ارتفاع‬ ‫‪ .‬افزایش هزینه‌های ش‬ ‫نا� از کاهش کار یا� فضا‬ ‫‪ .‬هزینه‌های ف‬ ‫ن‬ ‫اضا� بابت استفاده از ین�و‌های انسا� ماهر‬

‫‪Tower Crane .1‬‬ ‫‪Construction Time Schedule .2‬‬ ‫‪Critical Path .3‬‬ ‫‪Work Breakdown Structure .4‬‬

‫در زیر به ش�ح مخترصی از هریک از موارد ذکر شده می‌پردازیم؛‬ ‫‪ .‬اضافه هزینه‌های نا�ش از سازه‬ ‫سازه‌ی ساختمان بلند به‌دلیل ازدیاد بارهای قائم به‌جهت افزایش طبقات از وزن زیاد برخوردار‬ ‫است‪ .‬از ف‬ ‫ن� ی ن‬ ‫طر� ی ز‬ ‫جان� اعم از زلزله‬ ‫تأم� مقاومت سازه به‌واسطه‌ی ازدیاد ین�وهای ب‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬ ‫ساخت‬

‫تأث� زیادی در افزایش قیمت ساختمان می‌گذارد‪ ،‬به‌گونه‌ای که ت‬ ‫ح� متخصصان‬ ‫است و باد ی‬ ‫ن‬ ‫ن‬ ‫سازه برای تفاوت یب� بلند‌یا متعارف بودن ساختمان‪ ،‬ساختما� را بلند محسوب می‌کنند که در‬ ‫جان� نقش عمده‌ای در طراحی سازه‌ایفا نماید‪ .‬هرچه ارتفاع ساختمان باالتر رود‪،‬‬ ‫آن ین�وی ب‬ ‫ت‬ ‫ش‬ ‫تأث�پذیری ساختمان‌های بلند‬ ‫اضافه هزینه‌های نا� از سازه بیش� می‌شود که در‌این میان ی‬ ‫جان� نقش مهمی را‌ایفا می‌کند‪ .‬هرچند می‌توان با استفاده از فرم‌های مناسب‬ ‫از ین�وهای ب‬ ‫جان� کمک کرد و هزینه‌ی سازه را تا حد مقدوری‬ ‫بارهای‬ ‫مقابل‬ ‫در‬ ‫بلند‬ ‫ساختمان‬ ‫به پایداری‬ ‫ب‬ ‫کاهش داد و نسبت آن را به کل هزینه‌ی ساختمان در حد معقول نگه داشت‪ ،‬اما به‌طور کیل‬ ‫هزینه‌ی اسکلت در ساختمان‌های بلند معموال ً به تناسب ارتفاع ی ن‬ ‫ب� ‪ 20‬تا ‪ 30‬درصد هزینه‌ی کل‬ ‫ساختمان را تشکیل می‌دهد‪ .‬هزینه‌ی عنارص مورد استفاده در مقاوم‌سازی ساختمان بلند در‬ ‫جان� در حدود ‌یک‌سوم هزینه‌ی اسکلت است که در ‌این صورت‪ ،‬هزینه‌ی‬ ‫مقابل ین�وهای ب‬ ‫ف‬ ‫اضا� حدود ‪ 7‬تا ‪ 10‬درصد کل هزینه خواهد بود‪.‬‬ ‫‪ .‬اضافه هزینه‌های نا�ش از تأسیسات و ی ز‬ ‫تجه�ات‬ ‫تأسیسات و ی ز‬ ‫‌گ�ی با ساختمان‌های‬ ‫تجه�ات مورد استفاده در ساختمان بلند تفاوت چشم ی‬ ‫ت‬ ‫تأث�‬ ‫کوتاه دارد و افزایش ارتفاع عامیل است که از جهات مختلف بر هزینه‌های تأسیسا� ی‬ ‫می‌گذارد‪ .‬حفاظت ویژه‌ی ساختمان‌های بلند در مقابل حریق‪ ،‬استفاده از آسانسور و پله‌ی‬ ‫ذخ�ه‌ی آب و سیستم‌های افزایش فشار آب از‬ ‫فرار‪ ،‬احداث پست برق اختصایص‪ ،‬مخازن ی‬ ‫جمله ی ز‬ ‫تجه� تا�‌است که برای ساختمان بلند از موارد خاص محسوب شده و اضافه‌ هزینه‌های‬ ‫خایص را به‌خود اختصاص می‌دهد و‌این موارد در ساختمان‌های متعارف‪ ،‬معموال ً مطرح‬ ‫تجه�ات تأسیسات مکانییک‪ ،‬ت‬ ‫نمی‌شود‪ .‬سیستم‌ها و ی ز‬ ‫الک�ییک ‪ 25‬تا ‪ 45‬درصد از کل هزینه‌ی‬ ‫ساخت ساختمان را به‌خود اختصاص می‌دهند‪ .‬عالوه بر‌این‪ ،‬بر خالف سیستم‌های سازه‌ای‬ ‫‌گ�ی از هزینه‌ی اولیه ساخت رصف آن‌ها می‌شود‪ ،‬سیستم‌های ت‬ ‫الک�ییک و‬ ‫که بخش چشم ی‬ ‫تأث� دارند‪.‬‬ ‫مکانییک در هزینه‌های راه‌اندازی و ادامه‌ی فعالیت ساختمان ی‬ ‫الزم به ذکر است از آن‌جا که واحدهای مجاور موجود در ساختمان‌های بلند در کف‪،‬‬ ‫سقف و جداره‌ها (بسته به تعداد واحدهای موجود در ‌یک طبقه) ت‬ ‫مش�ک هستند‪ ،‬از نظر‬ ‫ف‬ ‫‌جو� می‌شود‪ ،‬به‌گونه‌ای که خنک‌کردن‬ ‫هزینه‌ی مرص� جهت گرمایش و رسمایش فضاها رصفه ی‬ ‫ن‬ ‫و گرم‌کردن آپار ن‬ ‫ی یک خانه مجازی‬ ‫ساختما� مرتفع به ‌یک‌سوم انرژی الزم برا ‌‬ ‫تما� در‬ ‫به� باشد‪ ،‬نیاز به انرژی ت‬ ‫تک‌خانواری نیاز دارد‪ .‬البته هر چه عایق‌بندی ساختمان ت‬ ‫کم� می‌شود‪.‬‬ ‫تأث� مدت‌زمان ساخت بر افزایش قیمت تمام‌شده‬ ‫‪ .‬ی‬ ‫مدت اجرای ساخت از عوامل مهم اقتصاد ساختمان بلند محسوب می‌شود‪ .‬هزینه‌ی‬ ‫صورت‌گرفته تا ن‬ ‫زما�‌که ساختمان به بهره‌برداری برسد‪ ،‬تابعی از زمان اجراست‪ .‬ساخت‬ ‫ت‬ ‫ساختمان بلند نسبت به ساختمان کوتاه‪ ،‬مدت زمان بیش�ی را رصف می‌کند و هزینه‌های‬ ‫ساخت آن به‌علت ازدیاد ارتفاع افزایش پیدا می‌کند‪‌،‬این امر از‌یک طرف به هزینه‌های انجام‬ ‫شده در دوران ساخت ساختمان مرتبط است و از دیگر سو‪ ،‬مربوط به بهای ی ن‬ ‫زم� مورد‬ ‫استفاده است‪ ،‬به‌علت‌این‌که عالوه بر زمان اختصاص‌یافته به احداث ساختمان‪ ،‬معموال ً از‬ ‫ساختما�‪ ،‬مدت ن‬ ‫ن‬ ‫زمان تهیه ی ن‬ ‫زما� طول می‌کشد و در‌این مدت‬ ‫زم� تا ش�وع اجرای عملیات‬ ‫ن‬ ‫ن‬ ‫زم� قابل مالحظه است‪ ،‬چه بسا به‌علت طوال� شدن‬ ‫بهره‌ی رسمایه‌گذاری اولیه بر روی ی‬ ‫ن‬ ‫زم� و رسمایه‌گذاری تدریجی در ساختمان‬ ‫مدت ساخت‪ ،‬بهره‌ی رسمایه‌گذاری اولیه بر روی ی‬ ‫ین‬ ‫نس� اقتصادی ش‬ ‫نا� از افزایش‬ ‫مزیت‬ ‫جا�‌که اصل و بهره‌ی رسمایه‪،‬‬ ‫سنگ�‌تر می‌شود تا ی‬ ‫ب‬ ‫ث‬ ‫ارتفاع را خن� کند‪.‬‬

‫‪133‬‬

‫‪134‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬ ‫ساخت‬

‫‪ .‬افزایش هزینه‌های نا�ش از صعوبت کار در ارتفاع‬ ‫در اجرای عملیات احداث ساختمان بلند در طبقات باال‪ ،‬مسائیل از جمله حمل مصالح‬ ‫مورداستفاده‪ ،‬اجرای کار در طبقات که احتیاج به وساییل از قبیل داربست‪ ،‬جرثقیل و‪...‬‬ ‫دارد و تهیه‌ی ی ز‬ ‫جلوگ�ی از احتمال ریزش مصالح از باال‪ ،‬صعوبت اجرای کار در‬ ‫تجه� تا� برای‬ ‫ی‬ ‫س�ی صعودی پیدا می‌کند‪.‬‬ ‫طبقات را به‌دنبال دارد که بر اثر افزایش طبقات‪ ،‬هزینه‌ی مذکور ی‬ ‫ن‬ ‫ساختما�‪ ،‬درصدی‬ ‫بدین‌منظور‪ ،‬توسط سازمان برنامه و بودجه در فهرست اجرای عملیات‬ ‫به‌عنوان صعوبت کار در ارتفاع در نظرگرفته‌شده که‌این درصد براساس کرسی ی ن‬ ‫تعی� می‌شود‬ ‫ن‬ ‫زیرساختما� هرطبقه است که ض� بی� به هر طبقه براساس شماره‌ی‬ ‫که صورت آن جمع سطوح‬ ‫‌گ�د و مخرج کرس‪ ،‬سطح کل زیربنای ساختمان با احتساب کلیه‌ی طبقات اعم‬ ‫طبقه تعلق می ی‬ ‫ین‬ ‫زیرزم� و هم‌کف است‪.‬‬ ‫از‬ ‫کارا� فضا‬ ‫‪ .‬اضافه هزینه‌ی نا�ش از کاهش ی‬ ‫در ساختمان‌های بلند‪ ،‬عالوه بر اختصاص مقداری از زیربنای ساختمان به عنارص سازه‌ای‬ ‫(مانند ستون‌ها)‪ ،‬فضاهای تأسیسات مکانییک ق‬ ‫بر� از قبیل اتاق تأسیسات و موتوخانه‪ ،‬داکت‪،‬‬ ‫دودکش‌ها‪‌ ،‬ایستگاه برق‪ ،‬انبارهای مربوطه‪ ،‬آسانسور‪ ،‬پله‌ فرار و‪ ...‬ی ز‬ ‫فضاها� احتیاج‬ ‫ن� به‬ ‫ی‬ ‫دارند‪ .‬از ف‬ ‫طر� فضاهای ارتباطی مورد نیاز ساختمان‌های بلند از قبیل ورودی (رسرسا)‪،‬‬ ‫راهروها و‪ ...‬به‌گونه‌ای زیربنا را به‌خود اختصاص می‌دهند که‌این‌گونه فضاها در ض‬ ‫بع� موارد‬ ‫حدود ‪ 10‬تا ‪ 20‬درصد از زیربنای ناخالص طبقات را از آن خود می‌نمایند‪.‬‬ ‫بدین‌لحاظ با کاهش زیربنای مفید در طبقات ساختمان بلند نسبت به ساختمان متعارف‪،‬‬ ‫اضافه‌هزینه‌ی ش‬ ‫نا� از احداث‌این‌گونه فضاها در ساختمان بلند به‌وجود می‌آید‪ ،‬هرچند در‬ ‫ز‬ ‫رابطه با‌ ایجاد فضاهای مناسب‪ ،‬ارزش‌این فضاها ین� در جای خود مهم است‪.‬‬ ‫ن‬ ‫انسا� ماهر‬ ‫‪ .‬اضافه هزینه‌های استفاده از ین�وهای‬ ‫ن‬ ‫انسا� اعم از متخصصان رشته‌های‬ ‫ساختمان‌سازی ‌ییک از مهم‌ترین منابع جذب ین�وی‬ ‫مختلف و ت‬ ‫ح� ین�وهای ساده محسوب می‌شود‪ .‬با توجه به روش ساختمان‌سازی‪ ،‬به‌ویژه‬ ‫در‌ایران و ‌این‌که تابع فصل‌های خایص از لحاظ گرما و رسما است و عوامل زیادی در رونق‬ ‫تأث� دارند‪‌،‬این حرفه در زمینه‌ی جذب ین�وی ن‬ ‫انسا� از بخش‌های ب�‌ثبات اقتصاد‬ ‫‌یا رکود آن ی‬ ‫محسوب می‌شود‪.‬‬ ‫افزایش ارتفاع ساختمان و به‌تبع آن مسائل پیچیده‌تری که در مراحل طراحی‪ ،‬محاسبه‪ ،‬اجرا‬ ‫‌ها� را ش‬ ‫نا� می‌شود ‌و این‌گونه هزینه‌ها در هر‬ ‫و نظارت ساختمان پیش می‌آید‪ ،‬اضافه هزینه ی‬ ‫ن‬ ‫ز‬ ‫قسمت‪ ،‬افزایش هزینه ش‬ ‫نا� از استفاده از ین�وهای انسا� متخصص را ین� شامل می‌شود‪.‬‬ ‫ن‬ ‫ترکی�‬ ‫مناسب‌ترین مصالح کنو� برای پوسته‌ی خارجی‪ ،‬با توجه به محیط پایدار‪ ،‬مصالح ب‬ ‫هستند‪ .‬ت‬ ‫دس�یس به مصالح نوین مورد استفاده‌ی دنیا در‌ایران دشوار است‪ ،‬اما یغ�ممکن‬ ‫نیست‪ .‬با وارد کردن مصالح نوین و پربازده می‌توان فرصت‌های جدیدی در صنعت ساختمان‬ ‫‌ایران‌ ایجاد‌کرد‪ .‬هزینه‌ی باالی مصالح فوق‌مدرن و پربازده نوعی تهدید به‌شمار می‌آید‪ .‬ولیکن‬ ‫‌ها� که مزیت‌های استفاده از آن‌ها در پروژه‌ایجاد می‌کنند‪ ،‬بر تهدید هزینه‌هایشان‬ ‫فرصت ی‬ ‫ش‬ ‫غالب است‪ .‬تکنولوژی مدیریت طرح‪ ،‬با هم‌اندی� هم‌زمان کارفرما‪ ،‬مدیر طرح و طراحان‪،‬‬ ‫خو� برای مدیریت بر مرصف‬ ‫‌ایرادات طرح را کاهش‌می‌دهد‪.‬تکنولوژی مدیریت طرح‪ ،‬ابزار ب‬ ‫انرژی است‪ .‬مدیریت بر مرصف انرژی به کمک مصالح و سیستم‌های ت‬ ‫کن�یل جدید‪ ،‬مرصف‬ ‫انرژی را کاهش می‌دهد‪.‬‬

‫‪135‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫ساخت‬

4,500 4,000 3,500

2,500

8% 9%

1,500

18%

Wall : Floor ratio

•

Net : Gross ratio

(3) Net : Gross floor area ratio is a measure of how much tenant space is provided in proportion to the total area constructed, so the higher the better.

19%

17%

2,000

•

(2) Wall : Floor ratio is one of the principle implications of shape. It represents the amount of wall area that has to be constructed for every unit of floor area, so from a cost perspective, the lower the better.

20%

3,000

Financial Ratios (1) Two key determinants of the bottom line on the cost and value sides of the development equation, are respectively:

20% 6%

5% 9%

20%

1,000

28% 21%

500

5% 14%

22%

(4) Buildings with smaller floorplates and complex urban forms are less economic than buildings with larger floorplates and regular functional forms (generally possessing higher wall : floor ratios and lower net : gross ratios).

33%

London

Riyadh

Shanghai Internal walls & finishes

Substructure

Superstructure

Façades

MEP services

Lifts & Escalators

Contractor's costs & contingencies

Typical Shell and Core Construction Costs: Office vs Residential Towers (London)

Location, Location, Location (1) The basic principles of cost and height apply wherever the project is located – including the key cost drivers and particularly the impact of shape (in both the vertical and horizontal planes). (2) High-rise costs vary considerably across the globe (for a variety of reasons) and the relative build up of construction costs can also be quite different (see graph top left).

Shell & Core Construction Cost (US$/m² GIA)

4,500

Office vs Residential

4,000 3,500 3,000 2,500

(1) Tall building uses have changed over time and continue to develop. Whilst mixed-use towers become more popular, the most common single-use variants remain the office and residential towers.

20%

(2) The differences in cost are largely driven by differences in the following key criteria for UK schemes:

17% 24%

2,000

4% 13%

1,500

18%

1,000

Average floor plate size Wall : floor ratio

0.35 – 0.60

0.40 – 0.65

Floor : floor heights

3.65 – 4.2m

2.90 – 3.20m

22%

Façade strategy

Ventilated double wall façade

Unitised curtain walling, 60:40 solid : glass

Superstructure material

Frame usually steel; core steel or concrete

All concrete

Office

Residential (above ground tower)

Substructure

Superstructure

Façades

MEP Services

Lifts & Escalators

Prelims, OH&P, contingency

Internal walls, finishes, etc.

Shell and core construction costs for iconic high-rise oﬃce buildings are approximately 160% of the construction costs for high-rise residential.

Fundamental Financial Drivers COST

Cost/month

Cost/m² NIA QUALITY

TIME

CTBUH Journal | 2010 Issue III

Residential 560 – 790m²

27% 21%

500

The construction costs of high-rise oﬃce buildings in Central London can be over double that of New York and 3 times that of Shanghai.

Oﬃce 1,500 – 3,000m²

m²/month

FLOOR AREA

Tall Buildings in Numbers | 45

‫ساخت‬

Shell & Core Construction Cost (US$/m² GIA)

Typical Elemental Build-up of Shell & Core Construction Costs for landmark High-rise Office Buildings in Europe, Middle East & Far East

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

136

Tall Buildings in Numbers The Economics of High-rise (as per 2nd Quarter 2010) By Steve Watts, Davis Langdon, UK

‫ساخت‬

High vs Low: An Elemental Comparison

Relative Elemental Costs for Low and High-rise Office Buildings (Central London)

(1) GIA = gross internal area (m2). (2) The most important of the key cost drivers is shape, not least because it has a profound effect upon the structural solution and the cost of the façades. (3) Tall buildings are less efficient than low-rise schemes because: • Structural frames and core walls are larger and thicker • More area is taken by plant and risers • Smaller floor plates result in relatively high space-taken by lifts, stairs, circulation, etc. (4) Typical floor area efficiencies (NIA : GIA percentage) for low-rise is between 68%–75%, whilst for high-rise is between 60%–70% only. (5) Whilst the progression from low/medium-rise offices (up to 20 stories) to high-rise projects (over 35 stories) is generally marked by a significant premium, within each range there are more important cost drivers than height alone. These are shown below:

4500

Shell & Core Construction Cost (US$/m² GIA)

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

137

4000 20%

3500

3000 19%

2500

17%

4% 9%

2000

19%

1500

18%

10% 17%

1000

21% 20%

500

10%

Typical Low-rise

Typical High-rise

Key High-rise Cost Drivers Note: Irrespective of building use/ownership

Substructure

Superstructure

Façades

MEP Services

Lifts & Escalators

Prelims, OH&P, contingency

Internal walls, finishes, etc.

• Shape & geometry – height, iconicity, slenderness • Size and regularity of floor plate – floor area efficiency • Structural Solution (including core location) – construction methodology • Façade specification – articulation, repetition, detailing • Environmental strategy/sustainability enhancements – life cycle value • Site constraints (including seismic considerations) – location • Market conditions/procurement route – procurement strategy, risk transfer, market appetite • Vertical transportation strategy – number/speed/ arrangement of elevators

Shell and Core High-rise Construction Cost Range (US$/m2 GIA) 3700

London 1350

UAE

1250

Shanghai

2750

1600

1750

Melbourne

2600

2150

New York 0

1000

4850

2000

2700

3000

4000

5000

6000

US$/m² GIA

The biggest cost items in high-rise oﬃce buildings are typically superstructure, facades and MEP services.

44 | Tall Buildings in Numbers

Given that façades can constitute 20% of the total shell & core cost of a tower, doubling the wall : ﬂoor ratio would add 10% to total construction costs.

The wall : ﬂoor ratio of the tallest Asia Paciﬁc towers ranges between 0.30 – 0.36 with an average of 0.34. While for the tallest Central London towers, this ranges between 0.32 – 0.60 with an average of 0.51.

CTBUH Journal | 2010 Issue III

‫‪138‬‬

‫مدل‌سازی اطالعات ساختمان‬

‫‪1‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫امروزه مدل‌سازی اطالعات ساختمان کاربرد ت‬ ‫گس�ده‌ای از طراحی و ساخت تا بهره‌برداری و‬ ‫ت‬ ‫ح� مرحله تخریب ساختمان‌ها پیدا کرده است‪‌ .‬این فناوری با نمایش دیجیتال خصوصیات‬ ‫[‪]1‬‬ ‫‌گ�ی درست‌یاری می‌کند‪.‬‬ ‫ساختمان مدیر پروژه و ذی‌نفعان را در هرمرحله‪ ،‬برای تصمیم ی‬ ‫مدل‌سازی اطالعات ساختمان ب(�‌آی‌ام) فرآیند توسعه و تولید مدل رایانه‌ای به‌منظور‬ ‫شبیه‌سازی برنامه‌ریزی‪ ،‬طراحی‪ ،‬ساخت و عملیات اجرا است‪ .‬مدل به‌دست ‌آمده از‬ ‫غ� از داده‪ ،‬ش�‌گرا‪ ،‬هوش‌مند و پار ت‬ ‫ب�‌آی‌ام‪ ‌،‬یک مدل دیجیتال ن‬ ‫ام�یک است که هر کدام از‬ ‫‌گو� به نیازهای متنوع کاربران متخصص است‪.‬‬ ‫برون‌دادهای برصی و داده‌های آن برای پاسخ ی‬ ‫به‌این صورت که کاربر می‌تواند نماها و داده‌های مورد نیاز خود را از مدل ب�‌آی‌ام استخراج‬ ‫ت‬ ‫اطالعا� که برای تصویرسازی و ارتقای فرایند ارائه و برریس‬ ‫و پردازش کرده و در نتیجه به‬ ‫امکانات مربوط است‪ ،‬دست‌یابد‪.‬‬ ‫‪2‬‬ ‫تفاوت اسایس ی ن‬ ‫ماب� ب�‌آی‌ام و کد دوبعدی آن است که در مدل دوبعدی َکد‌یک بنا با نماهای‬ ‫دوبعدی مستقل مانند پالن‌ها‪ ،‬نماها و مقاطع توصیف می‌شود؛ اصالح در هر کدام از‬ ‫ن‬ ‫نماهای دوبعدی نیازمند ن‬ ‫‌روزرسا� دیگر نماها است‪ .‬در نتیجه‌ یک فرآیند خطاپذیر‬ ‫بازبی� و به‬ ‫‌ایجاد می‌شود که خود ت‬ ‫نها� ساختمان است‪ .‬عالوه بر‌این داده‌ها‬ ‫عل� برای ضعف اسناد ی‬ ‫ت‬ ‫ترسیما� دارای موجودیت رصفا گرافییک همانند خط‪ ،‬کمان‪ ،‬دوایر و‪...‬‬ ‫در‌این مدل دوبعدی‪،‬‬ ‫معنا� است که اشیا در‬ ‫هستند و در مقابل آن مدل ب�‌آی‌ام‌یک مدل هوش‌مند‪ ،‬زمینه‌گرا و ی‬ ‫ن‬ ‫ساختما� از جمله فضاها‪ ،‬دیوارها‪ ،‬یت�ها‪ ،‬ستون‌ها‪ ،‬لوله‌ها‪،‬‬ ‫آن برحسب اجرا و سیستم‌های‬ ‫کانال‌ها و‪ ...‬تعریف می‌شوند‪.‬‬ ‫گ‬ ‫ویژ�‌های ی ز‬ ‫ف�ییک‪-‬عمل‌کردی آن و‬ ‫مدل ب�‌آی‌ام تمام اطالعات مربوط به ساختمان شامل‬ ‫اطالعات چرخه حیات پروژه را به‌صورت ‌یک رسی از اشیاء هوش‌مند در اختیار دارد‪ .‬برای‬ ‫گ‬ ‫‌ها� در رابطه با ی ز‬ ‫م�ان دمنده‌�‪،‬‬ ‫مثال‌یک دستگاه تهویه‌ی مطبوع در مدل ب�‌آی‌ام دارای داده ی‬ ‫تعم� و نگه‌داری‪ ،‬رسعت جریان هوا و نیازهای پاک‌سازی آن است‪.‬‬ ‫عمل‌کرد و روند ی‬ ‫گ‬ ‫افیا�‪ ،‬مقدار و ویژ�‌های‬ ‫فضا�‪ ،‬اطالعات جغر ی‬ ‫یک مدل ب�‌آی‌ام هندسه‌ی بنا‪ ،‬ارتباطات ی‬ ‫اجرای ساختمان‪ ،‬ی ن‬ ‫تخم� هزینه‌ها‪ ،‬لیست مواد مورد نیاز و جداول پروژه را مشخص می‌سازد‪.‬‬ ‫هم ی ن‬ ‫‌چن�‌ این مدل می‌تواند کل چرخه حیات ساختمان را نشان دهد که در نتیجه‪ ،‬مقادیر‬ ‫گ‬ ‫ویژ�‌های مواد می‌تواند به رسعت و سهولت از مدل ب�‌آی‌ام استخراج شود و ی ن‬ ‫هم�‬ ‫و‬ ‫گ‬ ‫طور محدوده و بخش‌های مختلف کار به ساد� قابلیت جداسازی و تعریف مجدد دارند‪.‬‬ ‫سیستم‌ها و ترتیب‌ها می‌تواند در مقیاس در ارتباط با کل و ‌یا گروهی از امکانات ساختمان‬ ‫نمایش داده شوند‪ .‬ی ن‬ ‫هم�‌طور اسناد ساخت مانند ترسیمات‪ ،‬دیتیل‌های تهیه شده‪ ،‬فرآیندهای‬ ‫گ‬ ‫پیشنهاد شده و دیگر مشخصات می‌تواند به ساد� به‌یک‌دیگر ارتباط پیدا کنند‪.‬‬

‫ساخت‬ ‫‪Building Information Modeling .1‬‬ ‫‪Computer-aided Design .2‬‬

‫‪ %11‬افــراد معتقدنــد کــه ‪BIM‬‬ ‫همــان مدل‌ســازی ســه بعــدی‬ ‫‪ CAD‬اســت‪.‬‬

‫‪ %57‬افــراد معتقدنــد کــه ‪BIM‬‬ ‫همــکاری هم‌زمــان اعضــای‬ ‫پــروژه اســت‪.‬‬

‫‪ %76‬افــراد معتقدنــد کــه بــه‬ ‫ســازندگان و تولیدکننــدگان ب ـرای‬ ‫ارتقــاء‌ایــن سیســتم نیازمندنــد‪.‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫همــکاری همه‌جانبــه در‬ ‫مدل‌ســازی ســه‌بعدی ‪ BIM‬تــا‬ ‫ســال ‪ 2016‬به‌عنــوان حداقــل‬ ‫دانــش افــراد در صنعــت‬ ‫ســاختمان به‌شــمار مــی‌رود‪.‬‬ ‫‪ %21‬افــراد معتقدنــد کــه ‪BIM‬‬ ‫تنهــا ‌یــک نرم‌افــزار اســت‪.‬‬

‫‪ %77‬افــراد معتقدنــد کــه بــه‬ ‫‪ BIM‬آینــده‌ی صنعــت ســاختمان‬ ‫اســت‪.‬‬

‫‪139‬‬

‫ساخت‬

‫کاربردهای ب�‌آی‌ام‬ ‫ت‬ ‫ساخ� برای سیستم‌های متنوع ساختمان مثال‬ ‫ترسیمات مناسب ساخت‪ :‬تولید نقشه‌های‬ ‫شیت‌های نقشه‌ی ساخت کانال‌های فلزی ساختمان که می‌توان به رسعت و درست پس از‬ ‫تکمیل شدن مدل ب�‌آی‌ام تولید شود‪.‬‬ ‫بازبی� استانداردها‪‌:‬این امکان وجود دارد که آتش ن‬ ‫‌نشا� و دیگر ادارات بتوانند برای ن‬ ‫ن‬ ‫بازبی�‬ ‫و برریس مقررات خود از‌این مدل استفاده کنند‪.‬‬ ‫مدیریت امکانات‪ :‬گروه‌های مدیریت امکانات می‌توانند از ب�‌آی‌ام برای نوسازی‪ ،‬برنامه‌ریزی‬ ‫ن‬ ‫پشتیبا� و نگه‌داری بنا استفاده کنند‪.‬‬ ‫فضا�‪،‬‬ ‫ی‬ ‫گ‬ ‫تخم�ن‬ ‫ن‬ ‫تخم� هزینه‌ها‪ :‬نرم‌افزارهای ب�‌آی‌ام در درون خود به‌صورت پیش‌فرض ویژ� ی‬ ‫ی‬ ‫تغی� هرچند اندک‪ ،‬قابل‬ ‫هزینه‌ها را دارند‪ .‬مقادیر مصالح به‌صورت خودکار و حساس به هر ی‬ ‫تغی� هستند‪.‬‬ ‫استخراج و ی‬ ‫ترتیب ساخت‪ :‬مدل ب�‌آی‌ام می‌تواند به‌صورت موثر به‌منظور ت‬ ‫کن�ل توایل ورود مصالح‪،‬‬ ‫ساخت و زمان‌بندی دریافت اجزای ساختمان به‌کار‌گرفته شود‪.‬‬ ‫درگ�ی‪ ،‬تداخل و تصادم‪ :‬به‌دلیل آن‌که مدل ب�‌آی‌ام با مقیاس و به‌صورت‬ ‫تشخیص ی‬ ‫ن‬ ‫ساختما� به‌صورت برصی قابل مشاهده‬ ‫سه‌بعدی ساخته‌شده‌است‪ ،‬عمده‌ی سیستم‌های‬ ‫ن‬ ‫ساختما� به‌سهولت قابل مشاهده است‪ .‬مثال‌این‬ ‫هستند و در نتیجه تداخالت سیستم‌های‬ ‫توانا� برریس آن را دارد که آیا لوله ش‬ ‫‌ک�‌ها با سازه فلزی و دیوارها و داکت‌ها تداخل‬ ‫فرآیند ی‬ ‫دارند!‬

‫‪.‬‬ ‫‪.‬‬ ‫‪.‬‬ ‫‪.‬‬ ‫‪.‬‬ ‫‪.‬‬

‫‪ %50‬کاهــش در شــکاف ی ن‬ ‫بــ� کل‬ ‫واردات و صــادرات مصالــح و‬ ‫ن‬ ‫ســاختما�‬ ‫تولیــدات‬

‫‪ %50‬کاهــش گازهــای گل‌خانــه‌ای‬ ‫در محیــط‬

‫‪ %50‬کاهــش در زمــان کیل پایــان‬ ‫پروژه‌هــای نوســازی و مرمــت‬

‫‪ %33‬کاهــش در هزین ـه‌ی اصــی‬ ‫اجــرا و هزینــه‌ی کل دوره‌ی‬ ‫ســاخت‬

‫‪ %28‬موافقنــد کــه ‪ BIM‬در‌ایــن‬ ‫عامــل نقــش اســایس‌ایفا کــرده‬ ‫اســت‪.‬‬

‫‪ %41‬موافقنــد کــه ‪ BIM‬در‌ایــن‬ ‫عامــل نقــش اســایس‌ایفا کــرده‬ ‫اســت‪.‬‬

‫‪ %54‬موافقنــد کــه ‪ BIM‬در‌ایــن‬ ‫عامــل نقــش اســایس‌ایفا کــرده‬ ‫اســت‪.‬‬

‫‪ %63‬موافقنــد کــه ‪ BIM‬در‌ایــن‬ ‫عامــل نقــش اســایس‌ایفا کــرده‬ ‫اســت‪.‬‬

‫‪140‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫مزیت‌های ب�‌آی‌ام‬

‫ساخت‬

‫‪..‬‬ ‫‪.‬‬ ‫‪.‬‬ ‫‪..‬‬ ‫‪.‬‬ ‫‪.‬‬ ‫‪.‬‬

‫دقت هندیس در ارائه‌ی بخش‌های مختلف ساختمان در‌یک محیط داده‌ی‌یک‌پارچه است‪.‬‬ ‫فرآیندهای موثرتر و رسیع‌تر‪ :‬اطالعات بسیار ساده‌تر به ت‬ ‫‌اش�اک گذاشته می‌شوند و‬ ‫می‌توانند ارزش افزوده‌ایجاد کرده و دوباره مورد استفاده قرار یگ�ند‪.‬‬ ‫طراحی ت‬ ‫به�‪ :‬پیشنهادهای طراحی می‌توانند‪ ،‬با دقت زیاد تحلیل‪ ،‬شبیه‌سازی‌ها با رسعت‬ ‫گ‬ ‫توانا�‌ها و‬ ‫ارزیا� شوند‪‌ .‬این موارد هم� موجب ارتقا ی‬ ‫انجام و عملکردها با اطمینان زیاد ب‬ ‫راه‌حل‌های نوآورانه می‌شود‪.‬‬ ‫کن�ل‌شده‪ :‬عمل‌کردهای محیطی بسیار قابل پیش‌بی�ن‬ ‫هزینه‌ها و داده‌های محیطی ت‬ ‫هم�‌طور هزینه‌های چرخه‌ی حیات ت‬ ‫می‌شوند و ی ن‬ ‫به� درک می‌شود‪.‬‬ ‫کیفیت ت‬ ‫نها� انعطاف‌پذیر هستند‪.‬‬ ‫به� تولید‪ :‬در‌این مدل برون‌دادهای ی‬ ‫به� به ت‬ ‫خدمت ت‬ ‫مش�ی‪ :‬طرح پیش‌نهادی با توجه به سه‌بعدی و برصی بودن آن برای کارفرما‬ ‫و بهره‌برداران قابل فهم‌تر است‪.‬‬ ‫ت‬ ‫داده‌های چرخه‌ی حیات‪ :‬احتیاجات‪ ،‬طراحی‪ ،‬ساخت و اطالعات عملیا� می‌توانند در‬ ‫مدیریت منابع و امکانات مورد استفاده قرار یگ�ند‪.‬‬ ‫‌کارگ�ی ب�‌آی‌ام در صنعت‬ ‫کاهش هزینه‌های اجرا‪ :‬بر اساس آمار دولت فدرال آمریکا با به ی‬ ‫ن‬ ‫‌جو� می‌شود‪.‬‬ ‫ساختمان بیش از ‪ ./3‬درصد در هزینه‌های اجرای پروژه‌های ساختما� رصفه ی‬ ‫ن‬ ‫ش‬ ‫‌کارگ�ی ب�‌آی‌ام �کت‌ها و سازندگان‬ ‫بانک ابژه‌های دیجیتال و اجزای‬ ‫ساختما�‪ :‬با به ی‬ ‫ن‬ ‫ن‬ ‫یز‬ ‫ساختما� می‌توانند اطالعات مدل‌شده‌ی محصوالت خود را به‌آسا� در اختیار‬ ‫تجه�ات‬ ‫طراحان و متخصصان قرار دهند‪.‬‬

‫آینده ب�‌آی‌ام‬

‫اگرچه انقالب ب�‌آی‌ام هنوز به پایان نرسیده و در حال ت‬ ‫گس�ش و تکامل است‪ ،‬با ‌این وجود‬ ‫ن‬ ‫‌ها� از آن‬ ‫بسیاری از ش�کت‌های‬ ‫ساختما� بر روی به ی‬ ‫‌کارگ�ی‌این تکنولوژی‪ ،‬حداقل در بخش ی‬ ‫رسمایه‌گذاری کرده‌اند و برخی دیگر ی ز‬ ‫ن� هنوز به فکر‌این کار نیستند‪ .‬هم تکامل‌این تکنولوژی‬ ‫تغی�ات بنیادی در‬ ‫و هم افزایش کاربران آن احتیاج به گذشت زمان دارد‪ ،‬اما هدف آن‌ایجاد ی‬ ‫صنعت ن‬ ‫تغی�ی که ت‬ ‫‌این�نت با دنیای ارتباطات انجام داد‪.‬‬ ‫جها� ساختمان است همانند ی‬

‫‪ %6‬سطح ‪3‬‬

‫‪ %59‬سطح ‪2‬‬

‫‪ %35‬سطح ‪1‬‬

‫در کل ‪ %48‬افــرادی کــه از ب�‌آی‌ ِام اســتفاده‬ ‫می‌کننــد ‪ %59‬از آن‌هــا در ســطح ‪ 2‬هســتند‪.‬‬

‫‪141‬‬

‫‪60‬‬

‫‪40‬‬

‫‪20‬‬

‫‪0‬‬

‫‪2014‬‬

‫‪2013‬‬

‫‪2012‬‬

‫‪2011‬‬

‫یز‬ ‫م�ان افراد مطلع از ب�‌آی‌ام‬

‫‪2010‬‬

‫‪0‬‬

‫استفاده‌کنندگان ب�‌آی‌ام‬ ‫مطلع از ب�‌آی‌ام‬ ‫ب�‌اطالع از ب�‌آی‌ام‬

‫چالش‌های ب�‌آی‌ام‬ ‫ن‬ ‫مسئولیت و ت‬ ‫کن�ل ورود اطالعات‪ :‬عدم دقت در ورود اطالعات نیاز به فرایند طوال� چک‬ ‫و اصالح دوباره‌ی داده‌ها را‌ایجاد می‌کند‪.‬‬ ‫عدم وجود نرم‌افزارها با کارکرد‌ یک‌پارچه‪ :‬برای اجرای کامل ب�‌آی‌ام باید نرم‌افزارهای به‌کار‬ ‫گرفته ‌شده در تمامی بخش‌های طراحی‪ ،‬مدیریت و اجرا به‌صورت‌یک‌پارچه عمل کنند‪ ،‬در‬ ‫ن‬ ‫بازخوا� و تحلیل‬ ‫یغ�‌این صورت‪ ،‬اطالعات هر بخش به‌صورت مجزا تولید می‌شوند و قابلیت‬ ‫[‪]2‬‬ ‫برای دیگر بخش‌های دخیل در پروژه‪ ،‬وجود نخواهد داشت‪.‬‬

‫‪.‬‬ ‫‪.‬‬

‫انجمن ب�‌آی‌ام‌ایران‬

‫انجمن پیکره‌بندی جامع سازه‌ها‪ 1‬در سال ‪ ۱۳۹۱‬در‌ایران برای ‌ایجاد ت‬ ‫بس�های الزم در راستای‬ ‫سند چشم‌انداز ‪ ۱۴۰۴‬تاسیس شده‌است که هسته اصیل تشکیل دهنده‌ی‌این انجمن از اساتید‬ ‫و متخصصان مهندیس عمران در مقاطع ت‬ ‫دک�ی و کارشنایس ارشد از دانشگاه‌های برتر و ش‬ ‫پی�و‬ ‫ت‬ ‫کب� هستند‪.‬‬ ‫نظ� دانشگاه‬ ‫ام� ی‬ ‫صنع� ی‬ ‫کشور ی‬ ‫با وجود تمامی مزیت‌ها و چالش‌های ذکر شده برای ب�‌آی‌ام‪ ،‬حرکت به سوی مدل‌سازی‬ ‫اطالعات ساختمان در رستارس جهان به امری اجتناب‌ناپذیر تبدیل‌شده‌است‪ .‬بسیاری از دفاتر‬ ‫و ش�کت‌های پیش‌رو‪ ،‬خود را برای ورود به‌این عرصه مجهز ساخته‌اند و بسیاری از ش�کت‌های‬ ‫معظم نرم‌افزاری ی ز‬ ‫ن� در حال تولید زیرساخت‌های الزم برای ‌این تحول بنیادین در صنعت‬ ‫تاث� شگرف‌این رویکرد در ارتقای بهره‌وری‬ ‫ساختمان هستند‪ .‬بسیاری از دولت‌ها به اهمیت و ی‬ ‫در پروژه‌ها و کاهش هزینه‌های تحمییل بر اقتصاد خود پ�‌برده‌اند‪ ،‬به‌طوری که دولت انگلستان‬ ‫ن‬ ‫ساختما� را به استفاده از‌این فناوری از سال ‪ ۲۰۱۶‬به بعد ملزم کرده است‪.‬‬ ‫تمامی ش�کت‌های‬ ‫بنابر‌این با توجه به ارزش‌های‌این رویکرد در طراحی‪ ،‬به‌نظر‌می‌رسد متخصصان کشور ما ی ز‬ ‫ن�‬ ‫باید به‌این موضوع با آگاهی و رسعت بیش‌تری پب�دازند و در‌این میان نسل جوان طراحان‌یقینا‬ ‫در تناسب بیش‌تر با‌این رویکرد هستند و وظیفه‌ی بیش‌تری ی ز‬ ‫ن� برعهده دارند‪.‬‬ ‫‪IBIMA | Iran Building Information .1‬‬ ‫‪Modeling Association‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫در ‪ 5‬سال‬ ‫اخ�‬ ‫ی‬

‫در‪ 3‬سال‬ ‫اخ�‬ ‫ی‬

‫در ‪ 1‬سال‬ ‫اخ�‬ ‫ی‬

‫‪80‬‬

‫ساخت‬

‫‪2014‬‬

‫‪2013‬‬

‫‪2012‬‬

‫‪2011‬‬

‫یز‬ ‫م�ان افراد مطلع از ب�‌آی‌ام‬

‫‪2010‬‬

‫‪100‬‬

‫‪142‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫مصالح و ساختمان‌های بلند‌مرتبه‬

‫ساخت‬

‫در مبحث بلند‌مرتبه‌سازی ‌ییک از مهم‌ترین مسائیل که مورد توجه مهندسان معمار‪ ،‬سازه‪،‬‬ ‫‌گ�د‪ ،‬انتخاب بهینه مصالح موجود‪ ،‬از دیدگاه فن‌آوری پیش‬ ‫پیمانکاران و کارفرمایان قرار‌می ی‬ ‫رفته است‪.‬‬ ‫باال�‬ ‫حساسیت‬ ‫از‬ ‫‌ها‪،‬‬ ‫ج‬ ‫بر‬ ‫ساخت‬ ‫احل‬ ‫ر‬ ‫م‬ ‫در‬ ‫دخیل‬ ‫موارد‬ ‫سایر‬ ‫همانند‬ ‫مصالح‬ ‫انتخاب‬ ‫مسأله‬ ‫ی‬ ‫برخوردار‌است که با موارد دخیل در ساختمان‌های متداول کامال متفاوت است‪ .‬بحث وزن‬ ‫مصالح‪ ،1‬انعطاف‌پذیری در ابعاد و اَشکال‪ ،‬مقاومت در برابر استهالک‪ ،‬زلزله‪ ،‬آتش‌سوزی‬ ‫و‪ ...‬از عوامیل هستند که اهمیت انتخاب بهینه‌ی مصالح را روشن می‌کند‪.‬‬

‫گ‬ ‫ویژ� مصالح از دیدگاه معماران‬

‫زیبا�‬ ‫‪ .‬ی‬ ‫‪ .‬انعطاف‌پذیری به‌منظور اجرای انواع مختلف طرح‌های دیوار و سقف و جزئیات اجر یا�‬

‫گ‬ ‫ویژ� مصالح از دیدگاه مهندسان سازه‬

‫‪ .‬وزن سبک‬ ‫‪ .‬شکل‌پذیری‬ ‫گ‬ ‫‪ .‬هماهن� و سازگاری مناسب با اجرا‬ ‫‪ .‬ض�ایب ی ن‬ ‫پائ� انبساط و انقباض مصالح‬ ‫‪ .‬مقاومت باال در برابر بارهای وارده‬ ‫‪ .‬اثرات تخری� ت‬ ‫کم� در زمان حوادث و سوانح یغ�متقربه به‌خصوص زلزله‬ ‫ب‬

‫گ‬ ‫ویژ� مصالح از دیدگاه مهندسان مشاور و پیمانکاران‬

‫تغی�ات کم در زمان اجرا‬ ‫‪ .‬دقت باال و ی‬ ‫‪ .‬نصب رسیع و آسان‬ ‫کم� و در نهایت کسب سود ت‬ ‫‪ .‬ین�وی کار ت‬ ‫بیش�‬

‫گ‬ ‫ویژ� مصالح از دیدگاه کارفرمایان‬

‫زیبا�‬ ‫‪ .‬ی‬ ‫‪ ‌.‬ن‬ ‫ایم�‬ ‫‪ .‬اجرای رسیع‬ ‫تعم�ات آسان با کم‌ترین ِپرت و دورریز مصالح‬ ‫‪ .‬ی‬ ‫‪ .‬قیمت تمام شده ی ن‬ ‫پائ�‬ ‫‪ .‬دوام باال در طول عمر مفید ساختمان‬ ‫‪ .‬اثرات تخری� ت‬ ‫کم�‬ ‫ب‬ ‫‪‌.1‬ییک از اهداف مهم در انتخاب مصالح‬ ‫در ساختمان‌های بلند همواره وزن ی ن‬ ‫پائ�‬ ‫مصالح است‪ .‬البته طبق ی ن‬ ‫آئ� نامه ‪‌2800‬ایران‪،‬‬ ‫‌گ�د که‬ ‫سبک‌سازی تا مرحله‌ای صورت می ی‬ ‫ن‬ ‫واژگو� به ممان محرک‬ ‫نسبت ممان مقاومت‬ ‫از ‪ 1.75‬ت‬ ‫کم� نشود‪.‬‬

‫ف‬ ‫معر� اجمایل ساختار پانل‌های گچی خشک‬

‫[‪]4‬‬

‫ساختار پانل‌های گچی خشک از صفحات روکش‌دار گچی که از نظر بافت جزو خانواده‬ ‫شیمیا�‬ ‫ترکی� است‪ ،‬تشکیل‌شده‌است‪‌.‬این ساختار شامل گچ (دارای خواص‬ ‫ی‬ ‫تولیدات پانل‌های ب‬ ‫ن‬ ‫مقوا�‬ ‫مخصوص با مقاومت مناسب در برابر آتش‌سوزی) است که یب� دو الیه از ورقه‌های ی‬ ‫‌گ�د‪ .‬ورقه‌ی رو� برای اجرای انواع مختلف پوشش ئ‬ ‫نها� (شامل بتونه‌کاری‪،‬‬ ‫مخصوص قرار می ی‬ ‫ی‬ ‫رنگ ی ز‬ ‫‌آم�ی‪ ،‬کاغذ دیواری و‪ )...‬و‌ یک ورقه قوی به‌عنوان الیه‌ی زیرین استفاده‌می‌شود‪ .‬با‬ ‫تخری� حاصل از ین�وی‬ ‫استفاده از ‌این سیستم عالوه بر کاهش بار مرده‌ی ساختمان اثرات‬ ‫ب‬ ‫زلزله بر ساختمان کاهش‌یافته و از خسارات ن‬ ‫جلوگ�ی می‌کند‪ .‬‬ ‫جا� زیاد در زمان وقوع زلزله‬ ‫ی‬ ‫از تفاوت‌این سیستم با دیوارهای اجراشده با مصالح ئ‬ ‫بنا�‪ ،‬ت‬ ‫پالس� (گچ و خاک و سفیدکاری)‬ ‫می‌توان به‌این نکات اشاره کرد؛ استفاده از ین�وی کار ت‬ ‫کم� و کاهش هزینه‌های نصب‪ ،‬ی ز‬ ‫تم�ی‬ ‫محوطه‪ ،‬پرت و دورریز ت‬ ‫جلوگ�ی از تخریب‌های ی ن‬ ‫تعم� مجدد‬ ‫کم�‪،‬‬ ‫ح� اجرا جهت عبور و ی‬ ‫ی‬ ‫لوله‌های ِتأسیسات ق‬ ‫بر�‪ ،‬عدم وجود رطوبت در مالت خیس و زمان الزم جهت خشک‌شدن‪،‬‬ ‫رسعت در کار‪ ،‬مقاومت در برابر آتش‌سوزی‪ ،‬ت‬ ‫کن�ل صدا‪ ،‬دوام وزن سبک و طیف وسیع‬ ‫کاربرد‪.‬‬

‫انواع پانل‌های ساختار گچی خشک‬

‫‪ .1‬تولید‌این قطعات در‌ایران حدود ‪6‬میلیون تم�‬ ‫مربع درسال است‪ .‬از‌این مقدار تنها ‪2‬میلیون‬ ‫تم� مربع آن در سال مورد مرصف داخیل قرار‬ ‫ق‬ ‫نظ�‬ ‫‌گ�د و با� آن به کشورهای همسایه ی‬ ‫می ی‬ ‫ترکیه صادر می‌شود‪ .‬ترکیه ساالنه ‪20‬میلیون‬ ‫تم�مربع از‌این مصالح در صنعت ساختمان‬ ‫استفاده می‌کند‪.‬‬

‫[‪]4‬‬

‫‪ .‬پانل‌های ساختار گچی خشک مقاوم در برابر آتش (نوع ‪)X‬‬ ‫نها� آماده‬ ‫‪ .‬پانل‌های ساختار گچی خشک با سطح ی‬ ‫‪ .‬پانل‌های ساختار گچی خشک مقاوم در برابر رطوبت (‪‌)MR‬یا مقاوم در برابر آب (‪)WR‬‬ ‫‪ .‬پانل‌های گچی روکش‌شده با ورق آلمینیومی‬ ‫‪ .‬پانل‌ها با مقاومت زیاد مناسب برای اجرای سقف‌ها‬ ‫‪ .‬پانل‌های ساختار گچی خشک برای استفاده در چاله آسانسور‬ ‫‪ .‬پانل‌های گچی ضد صدا‬ ‫سیستم پانل‌های گچی خشک در کشورهای ش‬ ‫پی�فته (در آمریکا از ‪ 80‬سال پیش و در اروپا از‬ ‫‪ 60‬سال پیش) به‌صورت ت‬ ‫‌گ�د‪ .‬با توجه به موجود بودن کارخانه‬ ‫گس�ده مورد استفاده قرار می ی‬ ‫ن‬ ‫معد� اولیه‪ ،‬استفاده از ‌این‬ ‫تولیدی ‌این‌گونه قطعات در‌ایران‪ 1‬و موجود بودن کلیه مصالح‬ ‫سیستم در بلند‌مرتبه‌سازی توصیه می‌شود‪.‬‬

‫ساخت‬

‫‪ .1‬مصالح سازه‬ ‫‪ .2‬مصالح نما‬ ‫‪ .3‬مصالح داخیل‬ ‫‪ .4‬مصالح ن‬ ‫‌ایم�‌سازی‬ ‫ف‬ ‫معر� مخترصی از پانل‌های گچی خشک به‌عنوان نمونه‌ای از مصالح نوین‬ ‫در‌این جا به‬ ‫سبک که در سطح دنیا به‌عنوان مصالح داخیل در ساختمان‌های بلند‌مرتبه مورد استفاده قرار‬ ‫می ی‌گ�د‪ ،‬می‌پردازیم‪.‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫دسته‌بندی مصالح در ساختمان‌های بلند‬

‫‪143‬‬

‫‪144‬‬

‫غشای قابل تنفس و اطفاءحریق خودکار‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫ت‬ ‫حفاظ� درجه سوم دربرابر نفوذ باد و آب در‬ ‫این پوشش نما عالوه بر آن‌که به‌عنوان روش‬ ‫‌ها� با دیوارهای قاب فوالدی‌یا ن‬ ‫بت� استفاده‌می‌شود‪ ،‬به‌عنوان عایق محافظ در برابر‬ ‫ساختمان ی‬ ‫آتش‌سوزی استفاده می‌شود‪ .‬به ت‬ ‫پی�فت کند‪ ،‬ت‬ ‫‌صور�‌که پیش از آن‌که آتش ش‬ ‫کن�ل می‌شود‪‌.‬این‬ ‫باعث کاهش خسارات وارده و افزایش ن‬ ‫‌ایم� در برابر حریق می‌شود‪ ‌.‬این مصالح به‌منظور‬ ‫م�ان محدودیت‌های ی ن‬ ‫کشورها� با باالترین ی ز‬ ‫قوان� و‬ ‫استفاده در صنعت ساختمان‌سازی‬ ‫ی‬ ‫موازین بلند‌مرتبه‌سازی تولید می‌شود ‌‪ .‬این مصالح که از مصالح نسل‌نوین محسوب می‌شود‪،‬‬ ‫با متوقف کردن آتش در دقایق اولیه‌ی آن‪ ،‬از ش‬ ‫جلوگ�ی می‌کند و به‌طور قابل‬ ‫پی�فت آن‬ ‫ی‬ ‫نج�ه‌ای نقش دارد‪.‬‬ ‫مالحظه‌ای در‬ ‫جلوگ�ی از فجایع ز ی‬ ‫ی‬

‫ساخت‬

‫مزایای کلیدی‬

‫باالرف� ن‬ ‫ایم� در کلیه مراحل ساخت و‬ ‫ت ن‌‬ ‫‪ .‬امنیت در برابر آتش‌سوزی از لحظه‌ی اول نصب‪،‬‬ ‫اجرا‬ ‫ش‬ ‫تأث� بر محـیط‌زیست؛ سطح پوشش‌‌دهنده‌ی فاقد هالوژن و کندکننده‌ی پی�فت‬ ‫‪ .‬کم‌ترین ی‬ ‫آن‪ ،‬به‌طرز قابل مالحظه‌ای تشکیل ریزقطره‌ها را محدود می‌کند و باعث کاهش و ت‬ ‫کن�ل دود‬ ‫ش‬ ‫نا� از آتش‌سوزی می‌شود (در هنگام آتش‌سوزی و تالش افراد برای فرار از ساختمان‪‌،‬این‬ ‫گ‬ ‫ویژ� از مهم‌ترین عوامل است)‪.‬‬ ‫‪ .‬دارای امتیاز ‪Euroclass B‬؛ مصالح بسیار نادری‌این امتیاز را کسب کرده‌اند که تنها محدود‬ ‫به آن‌دسته از مصالح می‌شود که ن‬ ‫‌ایم� در برابر آتش‌سوزی را شامل می‌شود‪.‬‬ ‫به‌عنوان مثال‌ییک از ش�کت‌های تولید کننده‌این مصالح ‪ DuPontTM‬است و نام تجاری‌ این‬ ‫دس�یس به اطالعات ت‬ ‫ن� ‪ DuPontTM)Tyvek® Fire CurbTM‬است‪ .‬جهت ت‬ ‫محصول ی ز‬ ‫بیش� به‬ ‫‪1‬‬ ‫ت‬ ‫سایت ت‬ ‫‌این�ن� آن مراجعه شود‪.‬‬

‫عایق اتالف هوای داخیل ساختمان و محافظ بادوام ت‬ ‫کن�ل رطوبت‬

‫م�ان ت‬ ‫کاهش ی ز‬ ‫نش� ناخواسته‌ی هوای داخیل ساختمان و به حداقل رساندن تلفات انرژی‬ ‫گرما� از طریق دیوارها و سقف‌ها‪ ‌.‬یک الیه‌ی به‌هم‌پیوسته‌ای از ‌این نوع مصالح (برای‬ ‫ی‬ ‫م�ان ت‬ ‫نش� هوا را به ی ز‬ ‫مثال ‪ )®DuPontTM AirGuard‬ی ز‬ ‫‌م�ان قابل مالحظه‌ای کاهش می‌دهد و‬ ‫‌جا� هوا و ت‬ ‫کن�ل می‌کند‪ .‬بنابراین باعث ت‬ ‫رطوبت هوا را در محیط‌های داخیل ت‬ ‫کن�ل‬ ‫کن�ل جابه ی‬ ‫رطوبت نفوذی به‌فضای داخیل ساختمان‌ها می‌شود‪.‬‬

‫مزایای کلیدی‬

‫اگرچه‌این مصالح با هدف اصیل ت‬ ‫کن�ل و محافظت رطوبت هوای داخیل طراحی وتولید‬ ‫می‌شود‪ ،‬با‌ این وجود مزایای دیگری ی ز‬ ‫ن� به‌همراه دارد؛‬

‫‪http://www.dupont.co.uk/products- .1‬‬ ‫‪and-services/construction-materials/‬‬ ‫‪tyvek-building-envelope/uses-and‬‬‫‪applications/tyvek-firecurb-high-rise‬‬‫‪buildings-with-ventilated-facades.html‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫ساختمان‌های بلند به‌دلیل هزینه زیاد و محدودیت‌های فراوان‪ ،‬بسیار وابسته به توسعه‌ی‬ ‫تأث� ش‬ ‫پی�فت‌های تکنولوژیکیست‪.‬‬ ‫تکنولوژی هستند‪ .‬ازین‌رو صنعت ساختمان به‌شدت تحت ی‬ ‫ازین‌رو ممکن است انتخاب‌ یک تکنولوژی کامال ً به‌روز دنیا در مرحله‌ی برنامه‌ریزی و طراحی‬ ‫پروژه پردیس‌تجارت منتهی ب ‌ه یک تکنولوژی قدیمی در مرحله‌ی بهره‌برداری شود‪ .‬بنابراین‬ ‫تکنولوژیها� که امروزه کمی قدیمی به‌حساب می‌آیند‪ ،‬قطعاً پس از پایان پروژ‌ه یک‬ ‫استفاده از‬ ‫ی‬ ‫تکنولوژی کامال ً قدیمی به‌حساب می‌آید‪.‬‬ ‫ن‬ ‫‌ها� درمرحله‌ی انتخاب به‌جا و هوشمندانه‌ی‬ ‫امروزه تنوع بسیار باالی مصالح ساختما� دشواری ی‬ ‫آن‌ها پیش پای مهندسان پروژه قرار می‌دهد‪.‬‬ ‫مناس� برای مقابله با آتش‌سوزی و زلزله ‌ایجاد نموده که‬ ‫تکنولوژی‪ ،‬ابزار و شیوه‌های نوین‬ ‫ب‬ ‫به‌رسعت در حال ش‬ ‫‌کارگ�ی از تکنولوژی‌های به‌روز دنیا‬ ‫پی�فت هستند‪ .‬ولیکن استقرار و به ی‬ ‫در‌ایران با دو تهدید عمده مواجه است‪ ‌.‬ییک‌این‌که به‌دلیل مسائل اقتصادی‪،‬سیایس و‪ ...‬ورود‬ ‫‌ها� مواجه است‪ .‬و دیگری کمبود‬ ‫ین�وهای ماهر خارجی برای همکاری در پروژه با محدودیت ی‬ ‫ین�وهای ماهر داخیل برای استفاده و اجرای تکولوژی‌های به‌روز وارد شده از خارج از‌ایران‪.‬‬

‫ساخت‬

‫گرما�‬ ‫‪ .‬کاهش تلفات انرژی ی‬ ‫‪ .‬کاهش خطر میعان در سیستم عایق‌بندی‬ ‫‪ .‬شفافیت در مراحل نصب و اجرای سیستم‌های عایق‌کاری‬ ‫‪ .‬نفوذ و تبادل رطوبت (بخار آب) محدود‬ ‫‪ .‬نفوذ‌ناپذیری در برابر هوا و آب‬ ‫‪ .‬بازده باال‬ ‫‪ .‬وزن سبک‪ ،‬مرحله‌ی نصب و اجرا را آسان‌تر می‌کند‬ ‫درزگ�های ت‬ ‫کن�ل رطوبت از جنس پالستیک مرغوب‬ ‫‪ .‬ی‬ ‫‪ .‬امتیاز ضدحریق ‪Euroclass E‬‬

‫‪145‬‬

Building Data Building height: Number of stories: Gross Floor Area: Treated Floor Area3: Delivered energy consumption: Weight of structural steel: Weight of steel decking in floors: Weight of concrete in foundations: Weight of concrete in basement / ground floor level: Weight of concrete in floors: Area of external curtain walling:

This study compares the primary operating energy of a tall, steel-structure oﬃce building in London with the primary embodied energy contained within some of its elements / materials. Operating energy data and building material quantities are based on both published and calculated data for 30 St Mary Axe, or 'Swiss Re' as it is more commonly known - a 180 meter-tall tower completed in the City of London in 2004. The operating energy of a typical 'good practice, air-conditioned, prestige' UK oﬃce building is also considered. For each material, three options regarding recycled content are examined to determine the potential energy savings through recycled material usage.

Initial Embodied Energy1: Steel, Concrete, Aluminum and Glass Figures above the bars in red refer to the number of years of equivalent primary operating energy for 30 St Mary Axe embodied within each building element.

Primary operating energy4

12,940 tonnes 13,538 tonnes 24,000m²

Cradle-to-site7 initial embodied energy Structural steel and steel ﬂoor decking 7.3 GJ/m² 5.1 years

180m 41 64,469m² 54,799m² 215kWh/m²/Annum 11,000 tonnes 738 tonnes 14,778 tonnes

Reinforced concrete8 in the foundations, basement, ground and upper ﬂoors

Aluminum and glass within external facade9

Primary energy (GJ/m²GFA)

7 5.2 GJ/m² 3.6 years

6 5 4 3 2

2.2 GJ/m² 1.5 years

2.3 GJ/m²

1.8 GJ/m² 1.2 years

1.9 GJ/m² 1.3 years

1.6 GJ/m² 1.1 years

1.4 GJ/m²

1.3 GJ/m² 0.9 years

1 0

Annual primary Annual operating primary energy (30 operating energy St Mary (’good practice’ Axe)5 oﬃce, UK)6

0% recycled steel

Structural steel

Recurring Embodied Energy10 Oﬃce ﬁt-out

Primary energy (GJ/m²GFA)

7 6 5 4 3

3.4 GJ/m² 2.4 years 2.3 GJ/m² 1.6 years 1.7 GJ/m² 1.2 years

2 1 0

10 years 10 years 10 years frequent 'top frequent 'me- frequent 'basic grade' office grade' office dium grade' fit-out11 fit-out11 office fit-out11

The recurring embodied energy needed for typical ‘top grade’ office fit-out over the building's life is equivalent to almost a quarter of the lifetime primary operating energy requirements of 30 St Mary Axe

CTBUH Journal | 2009 Issue III

47.2% recycled 100% recycled steel (UK steel typical) Steel ﬂoor decking

0% ﬂy ash cement replacement

25% ﬂy ash cement replacement

Foundations & basement

50% ﬂy ash cement replacement

Ground and upper ﬂoors

0% recycled aluminum Glass

1.1 GJ/m² 0.7 years

0.5 GJ/m² 0.3 years

33% recycled 100% recycled aluminum aluminum (UK typical) Aluminum

1. Initial embodied energy is the energy required to initially create the building and all its materials / components. 2. Cradle-to-gate refers to all the primary energy used until the product leaves the factory gate (e.g. excluding final transportation to site & construction). 3. Treated floor area is gross floor area less plant rooms and other ancillary areas (e.g. stores, covered car parking, and roof spaces) not directly heated. In this analysis treated floor area is estimated at 85% of gross floor area (BRECSU, 2000). 4. Primary energy is the energy embodied in natural resources (e.g. coal, crude oil, natural gas, uranium) that has not undergone any anthropogenic conversion. 5. 30 St Mary Axe is predicted by mechanical engineers Hilson Moran to use 215 kWh/m²/Annum (Buchanan, 2007). This is assumed per unit treated floor area. Delivered electricty is assumed at 63% of the total, with delivered gas at 37% - the percentages outlined in a 'good practice' scenario for an 'air-conditioned prestige' office building in ECON19 (BRECSU, 2000). 6. The energy used by a 'good practice, air-conditioned, prestige' office building is 348 kWh/m²treated floor area/Annum (BRECSU, 2000). See also (5) 7. Cradle-to-site refers to all the primary energy used until the product reaches the building site (e.g. excluding construction). 8. Concrete is assumed to be RC30 foundations, RC35 basement and R40 floor slabs. Reinforcement is assumed at 150Kg/m³. 9. Assumes 31.7Kg glass/m² and 12.2Kg aluminum/m² of facade (figures courtesy of Harmon Inc / Viracon). Only includes the external double-glazed facade, not glazed inner screens. Excludes the energy required to fabricate the facade off-site. 10. Recurring embodied energy is the energy required to maintain, repair and refurbish the building over its effective life. 11. Office fit-out figures are taken from Cole & Kernan, 1996 and are equivalent to 0.17, 0.23 and 0.34 GJ/m²/annum for basic grade, medium grade and top grade office fit-out respectively. All embodied energy coefficients are taken from Hammond & Jones, 2008, unless otherwise noted. Credit: Philip Oldfield, CTBUH Research Coordinator. A full list of references can be found at: http://embodiedenergy.ctbuh.org

60% 40%

For R30 concrete with 150Kg of steel reinforcement per cubic meter, the steel reinforcement makes up approx 60% of the total embodied energy and 40% of the total embodied carbon.

Using 100% recycled steel in the structure and decking, and recycled aluminum in the façade, instead of virgin metals, would save 5.9GJ/ m²GFA, the equivalent of over four years primary operating energy for 30 St Mary Axe. Tall Buildings in Numbers | 51

‫ساخت‬

Embodied Energy and Operating Energy: A Comparison Parameters of the Study

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

146

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

147

Tall Buildings In Numbers Tall Buildings and Embodied Energy 60

Graph Showing Relationship Between Initial Embodied Energy1 and Height: An Analysis of Published Studies

Above Ground Story Count

‫ساخت‬

Tall buildings generally require a greater investment of initial embodied energy per unit gross ﬂoor area compared to low-rise buildings. Many published studies examining initial embodied energy in taller buildings exclude elements from the analysis, in particular the building services. As such, some of these studies will be underestimating embodied energy, and the pattern of increasing initial embodied energy with height may in fact be more extreme.

Total initial embodied energy Initial embodied energy of structure only Denotes a study where signiﬁcant building elements are excluded from the embodied energy analysis (e.g. services, ﬁnishes)

Trendline: total initial embodied energy Trendline: initial embodied energy of structure only

Note: only published studies examining buildings three stories and greater in height included. For further information on these studies, including a full list of references, deﬁnitions and expanded notes, see:

0 0

http://embodiedenergy.ctbuh.org

Initial Embodied Energy (GJ/m²GFA)

Typical Embodied Energy / Carbon Coeﬃcients for Building Materials

Embodied Energy and Materials in Tall Buildings

Cradle-to-Gate , UK. Source: Hammond & Jones, 2008 2

Material

General Aluminum (typical % recycled content): Plastic, General (inc. feedstock energy): General Carpet: General Paint: Stainless Steel: Copper: Steel Section (typical % recycled content): Toughened Glass: Mineral Wool Insulation: General Ceramics: Facing Bricks: Plasterboard: Cement (General): Concrete (Reinforced RC30 with 100Kg rebar per m³): Sand:

Embodied Energy (MJ/Kg)

155

Embodied Carbon (Kg CO2/Kg)

8.24

80.5 74.4 68 56.7 40 - 55

2.53 3.89 3.56 6.15 2.19 - 3.83

25.4 23.5 16.6 10 8.2 6.75 4.6

1.78 1.27 1.2 0.65 0.52 0.38 0.83

2.12 0.1

0.241 0.005

The embodied energy of virgin aluminum (218MJ/Kg) is over seven and a half times greater than recycled aluminum (28.8MJ/Kg).

50 | Tall Buildings in Numbers

Plastics 1.2%

Glass 0.4%

Carpet 1.7%

Plaster 0.4% Ceramics 0.2%

Copper 2%

Insulation 0.1% Paint 0.1%

Aluminium 3.6%

Ceramics 3.3%

Plaster 2.1%

Granite 1.5%

Bricks 2.2%

Timber 0.4%

Glass 8.9%

Timber 0.1%

Aluminium 2.4%

Concrete 18%

Steel 42.4% Steel 72% Concrete 35.4%

15-story office tower, steel structure, Australia (analysis includes services, ﬁnishes, ﬁttings and external elements) Source: Treloar et al., 2001a

Every tonne of cement requires res es about 1.5 tonnes of raw materials, and about 4000 to 7500 MJ of energy for production. The cement industry is estimated to contribute 5% of all global anthropogenic CO2 emissions.

38-story office tower, concrete structure, Thailand (analysis includes only major construction elements) Source: Kofoworola & Gheewala, 2009

TThe global production of cconcrete increased from 40 m million m3 in 1900 to 6.4 billion m m3 in 1997, making it the most w widely used construction material in the world, with only m ffresh water utilized in larger quantities. CTBUH Journal | 2009 Issue III

‫‪148‬‬

‫برای پردیس‌تجارت‪...‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬ ‫ساخت‬

‫تجه�ات و ی ن‬ ‫ استفاده از تکنولوژی‌های روز دنیا در مبحث ساخت و ی ز‬‫ماش�‌آالت ش‬ ‫پی�فته‬ ‫باالرف� ن‬ ‫ایم� کارگاه در ی ن‬ ‫تن‬ ‫ح� مراحل ساخت را نتیجه‬ ‫در کنار افزایش رسعت ساخت‪،‬‬ ‫می‌دهد‪.‬‬ ‫ مهم‌ترین و مؤثرترین نقش تکنولوژی در بلندمرتبه‌سازی در تولید مصالح نوین‬‫ن‬ ‫ساختما� است‪ .‬از ی ن‬ ‫ب� دسته‌بندی کاربردی مصالح(مصالح سازه‪ ،‬داخیل و نازک‌کاری و‬ ‫مصالح نما) مصالح نوین نما نقش اسایس در افزایش پایداری ساختمان از لحاظ انرژی‬ ‫زیبا� شناسانه در کاهش بار‬ ‫را دارد و مصالح نوین داخیل و نازک‌کاری عالوه‌بر نقش ی‬ ‫مرده‌ی ساختمان و کاهش هزینه‌های نگهداری در طول عمر مفید ساختمان نقش مؤثری‬ ‫را ایفا می‌کند‪.‬‬ ‫ن‬ ‫ همانطور که هر ساله در نمایشگاه‌های ی ن‬‫ساختما� در‬ ‫ب�‌الملیل مصالح نوین‬ ‫رسارس دنیا افزایش بازه‌ی تنوع مصالح نوین قابل مشاهده‌است‪ ،‬هوشمندی و دقت‬ ‫در انتخاب مناسب‌ترین مصالح در پروژه‌ی پردیس تجارت‪ ،‬از نظر ن‬ ‫ایم�‪ ،‬بازده‬ ‫باال�‬ ‫انرژی‪ ،‬طول عمر مفید و مناسب بودن هزینه‌ی نصب و نگهداری از اهمیت ی‬ ‫برخوردار‌است‪.‬‬ ‫ تکنولوژی بر کاهش هزینه‌ی تولید‪ ،‬نصب و نگهداری مصالح نوین نسبت به مصالح‬‫تأث�ی نداشته‪ ،‬بلکه باعث افزایش ن‬ ‫ایم� و بازده انرژی این مصالح‬ ‫متداول قدیمی ی‬ ‫شده‌است‪ .‬بنابراین در مرحله‌ی انتخاب مصالح در پروژه‌ی پردیس تجارت‪ ،‬باال بودن‬ ‫ن‬ ‫ین‬ ‫همچن� افزایش بازده انرژی آن‬ ‫ایم� و تحمل مصالح در برابر آتش‌سوزی و زلزله و‬ ‫نقش ی ن‬ ‫تعی� کننده دارد و نه هزینه‌ی تمام شده مصالح‪.‬‬ ‫ به دلیل پیچیده بودن مراحل بلند مرتبه‌سازی‪ ،‬تداخل مراحل مختلف طراحی‪ ،‬ساخت‬‫و بهره‌برداری و حجم باالی اطالعات ورودی پروژه‪ ،‬بکاربردن روش "طراحی اطالعات‬ ‫ی ِام بسیار الزم می‌نماید‪ .‬با توجه به روند رو به رشد استفاده از این روش‬ ‫ساختمان یا ب�‌آ ‌‬ ‫ین‬ ‫همچن� ایران و وجود ین�وهای متخصص داخیل استفاده از‬ ‫طراحی و ساخت در دنیا‪،‬‬ ‫مزیت‌های آن در پروژه‌ی پردیس تجارت توصیه می‌شود‪.‬‬ ‫ از دیگر مواردی که در مبحث تکنولوژی ساخت مورد بحث است و الزم است در پروژه‬‫پردیس تجارت به آن توجه ویژه شود تکنولوژی‌های مکانییک است که در فصل تأسیسات‬ ‫به آن پرداخته شده است‪.‬‬

‫منابع و سایت‌های ت‬ ‫‌این� تن�‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬ ‫ساخت‬

‫ت‬ ‫بیدخ�‪ ،‬ستوده‪ ،1393 ،‬برریس عملکردی مدلسازی اطالعات ساختمان (‪ ،)BIM‬فصنامه‬ ‫]‪[1‬‬ ‫صنعت مقاوم‌سازی و بهسازی‪ ،‬شماره ‪ ،30‬زمستان ‪ 93‬و بهار ‪ ،94‬صفحه ‪85-82‬‬ ‫]‪B.J. Jackson، “Construction Management Jumpstart”، 2nd Edition، Wiley [2‬‬ ‫‪Publishing Inc.، 2010‬‬ ‫]‪ [3‬عدل‌پرور‪ ،‬محمدرضا‪ ،1387 ،‬عملکرد مصالح نوین سبک در صنعت ساختمان برای‬ ‫تخری� زلزله‪ ،‬فصنامه صنعت مقاوم‌سازی و بهسازی‪ ،‬شماره ‪،5‬بهار ‪،87‬‬ ‫کاهش اثرات‬ ‫ب‬ ‫صفحه ‪63-58‬‬

‫‪149‬‬

‫تأسیـــــــــــــــــــسات‬

‫‪4‬‬

‫‪152‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫تأسیسات ساختمان‌های بلندمرتبه‬

‫تأسیسات‬

‫سیستم‌های تأسیسات مکانییک و ت‬ ‫الک�ییک در ساختمان‌های بلند از اهمیت ویژه‌ای برخوردارند‪.‬‬ ‫ت‬ ‫ن‬ ‫تأسیسا�‪ ،‬ی ن‬ ‫تأم�‌ایم� ساختمان‌های بلند نسبت به سایر ساختمان‌ها دارای‬ ‫در کار سیستم‌های‬ ‫ابعاد وسیع‌تر و پیچیده‌تری است‪.‬‬ ‫ارزیا� از هزینه‌های ساخت (رسمایه‌گذاری اولیه) ساختمان‌های بلند‪ ،‬ی ن‬ ‫ب� ‪ 25‬تا ‪45‬‬ ‫در‌یک ب‬ ‫ت‬ ‫درصد هزینه‌ها به تأسیسات مکانییک و الک�ییک آن‌ها اختصاص دارد‪ ‌.‬این نسبت‪ ،‬اهمیت‬ ‫تأسیسات را در‌این ساختمان‌ها نشان‌می‌دهد‪ .‬هزینه‌های دوره‌ی بهره‌برداری شامل مصارف‬ ‫ن� به تأسیسات مکانییک و ت‬ ‫تعم� و تعویض و تنظیم‪ ،‬ی ز‬ ‫الک�ییک‬ ‫(آب‪-‬برق‪-‬سوخت)‪ ،‬نگهداری‪ ،‬ی‬ ‫مربوط می‌شود‪.‬‬ ‫ت یا یس‬ ‫در حقیقت ‌‪ ،‬یک ساختمان بیست‌ یا یس طبقه‪ ،‬از نظر تأسیسات‪ ،‬حاصل ترکیب بیس ‌‬ ‫ساختمان‌یک طبقه نیست‪ .‬در ساختمان‌های بلند‪ ،‬انبوهی از مسائل جدید با کیفیت متفاوت‬ ‫در برابر طراح تأسیسات مکانییک و ت‬ ‫‌گ�د که راه‌حل‌های جدید نیاز دارند و‬ ‫الک�ییک قرار می ی‬ ‫هزینه‌های بسیاری چه در زمان ساخت و چه در دوره‌ی بهره‌برداری‪ ،‬به رسمایه‌گذار تحمیل‬ ‫می‌کند‪ .‬بسیاری از‌این مشکالت را می‌توان با کمک فناوری مدرن پاسخ گفت‪ .‬هدایت و شا�اف‬ ‫ت‬ ‫نها� آن‌ها را کاهش‌داده‌است‪.‬‬ ‫بر سیستم‌های تاسیسا�‪ ،‬هزینه ی‬

‫سیستم‌های گرمایش و رسمایش فضاهای داخیل‬

‫در ساختمان‌های بلند‪ ،‬طراح تأسیسات اغلب از سیستم‌های پیچیده و متیک بر فناوری‬ ‫پی�فته استفاده می‌کند و در مواردی ی ز‬ ‫ش‬ ‫ن� سیستم‌های مرکزی از قبیل فن کوئل ‌یا هواساز‬ ‫ت‬ ‫تأسیسا�‪ ،‬بسیاری از مسائل از قبیل‬ ‫را به‌کارمی‌برد‪ .‬او ناگزیر است در انتخاب سیستم‌های‬ ‫تفاوت فضاهای پوسته‌ی خارجی و داخیل ساختمان‪ ،‬اثر دودکش در ارتباطات قائم (پله‪،‬‬ ‫آسانسور و شفت‌ها)‪ ،‬اثر باد که استفاده از پنجره‌های بازشو را در ساختمان‌های بلند محدود‬ ‫ت‬ ‫نس� واحدها و‬ ‫می‌کند‪ ،‬انعطاف‌پذیری کاربری فضاها‪ ،‬امکانات کن�ل آتش و دود‪ ،‬استقالل ب‬ ‫گ‬ ‫یغ�ه را ی ز‬ ‫ن� مد‌نظر قرار‌دهد‪ ،‬اموری که در ساختمان‌های متداول مطرح نیست و ‌یا به‌ساد�‬ ‫قابل حل است‪.‬‬

‫مشکالت توزیع انرژی در ساختمان‌های بلند‬

‫‪ .‬استفاده از سیستم‌های متیک بر فناوری مدرن‪ ،‬ت‬ ‫ح� سیستم‌های متداویل مانند فن‌کوئل‬ ‫ک یا چند‬ ‫و هواساز متداول‪ ،‬مستلزم تولید آب (یا بخار) گرم‌کننده‪ ،‬آب ‌رسد‌کننده در ‌ی ‌‬ ‫مرکز و توزیع آن تا نقاط مرصف (فن‌کوئل‌ها و هوارسان‌ها) است‪.‬‬ ‫‪ .‬تولید و توزیع قائم‌این سیاالت در ساختمان بلند که غالباً به راه‌حل‌های پیچیده و‬ ‫پرهزینه منجر می‌شود‪.‬‬ ‫سنگ�ن‬ ‫‪ .‬حمل و نقل دستگاه‌های ی‬ ‫‪ .‬ت‬ ‫دس�یس مناسب به مرکز‌ یا مراکز تولید انرژی‬ ‫‪ .‬فشار و دمای سیستم‌های توزیع‬ ‫‪ .‬ت‬ ‫دس�یس به لوله‌ها‬ ‫ش� و سایر اجزای لوله ش‬ ‫‌ک�‬ ‫‪ .‬انتخاب مصالح مناسب از قبیل پمپ‪ ،‬لوله‪ ،‬ی‬ ‫نس� واحد‌ها‬ ‫‪ .‬انعطاف‌پذیری و استقالل ب‬ ‫ف‬ ‫مرص�‬ ‫‪ .‬توزیع قائم آب رسد و آب گرم‬ ‫ت‬ ‫ث‬ ‫بهداش�‬ ‫ش�های برداشت لوازم‬ ‫‪ .‬رعایت مقررات مربوط به‬ ‫حداک� فشار آب ی‬

‫تداب� متداول در سیستم‌های تأسیسات ت‬ ‫الک�ییک و مکانییک‬ ‫ی‬

‫منبع گرمایش‬ ‫سیستم دوره‌ای‬ ‫سیستم داخیل‬

‫سیستم‬ ‫تهویه هوا‬

‫سیستم دفع زباله‬

‫ذخ�ه‌ انرژی و‬ ‫تکنولوژی ی‬ ‫منابع‬ ‫سایر ی ز‬ ‫تجه�ات ویژه‬

‫تأسیسات‬

‫‌جو� در مرصف انرژی‬ ‫رصفه ی‬

‫‪ .‬پوسته‌ی ساختمان شامل عایق دیوارها‪ ،‬نوع شیشه و بام‬ ‫روشنا� شامل نوع چراغ‌ها و شبکه‌ی توزیع‬ ‫‪.‬‬ ‫ی‬ ‫‪ .‬تأسیسات گرمایش‪ ،‬تعویض هوا و تهویه مطبوع شامل سیستم‌ها و دستگاه‌ها‪.‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫ن‬ ‫ن‬ ‫آبرسا�‬ ‫آشامید� (منطقه‌بندی سیستم‌های‬ ‫‪ .‬رعایت مقررات اکید مربوط به حفاظت آب‬ ‫در ارتفاع)‬ ‫ت‬ ‫تأسیسا� در طبقات‪ ،‬شفت‌های متعدد قابل ت‬ ‫‪ .‬پیش ن‬ ‫دس�یس و شبکه‌ی‬ ‫‌بی� فضاهای‬ ‫پیچیده‌ای از لوله ش‬ ‫‌ک�‬ ‫‪ .‬اختصاص ناگزیر سطح قابل توجهی از زیربنا و حجم مفید ساختمان به فضاهای‬ ‫ت‬ ‫تأسیسا�‬

‫‪153‬‬

‫‪154‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫ارزیا� اقتصادی سیستم تولید هم‌زمان بــرق‪ ،‬حــرارت و‬ ‫برریس و‬ ‫ب‬ ‫‪]1[ 1‬‬ ‫تبــرید(یس اچ پ� )‬

‫تأسیسات‬ ‫‪CCHP|Combine Cooling, Heating and .1‬‬ ‫‪power‬‬ ‫‪BCHP|Building combined heating .2‬‬ ‫‪and power systems‬‬ ‫‪IES|Intelligent Energy Systems .3‬‬ ‫‪CHP|Combined Heat & Power .4‬‬ ‫‪Natural Gas .5‬‬

‫ییک از ت‬ ‫به�ین روش‌های توسعۀ پایدار برای مرصف بهینه انـرژی حرارتـی حاصـل از‬ ‫تركی� تولید هم‌زمان توان‪،‬‬ ‫سـوخت‌های فسـییل‪ ،‬اسـتفاده از فناوری سیستم‌های ب‬ ‫‪2‬‬ ‫گرما و بت�ید (یس‌یس‌اچپ‌�) است كه به تولید سه‌گانه رسمایش‪ ،‬گرمایش و برق ساختمان‬ ‫(�یس‌اچپ‌�) برای كاربرد در یك ساختمان‪ ،‬یا سیستم انرژی یك‌پارچه‪( 3‬آی ی‌ا�‌اس) ی ز‬ ‫ن� مشهور‬ ‫ب‌‬ ‫است‪.‬‬ ‫نا� از گازهـای داغ حاصل از ت‬ ‫‌رفـت ش‬ ‫اح�اق و‬ ‫ر‬ ‫هـد‬ ‫ارت‬ ‫ر‬ ‫ح‬ ‫بازیافت‬ ‫با‬ ‫‌ها‬ ‫م‬ ‫سیست‬ ‫‌گونه‬ ‫در‌این‬ ‫ِ‬ ‫ِ‬ ‫ت‬ ‫یز‬ ‫ن� آب و روغن خنک‌کننده در سیستم‌های تولید الک�یسته‪ ،‬راندمان کل سیستم می‌تواند‬ ‫به بـیش از ‪ 85‬درصد افزایش‌یابد‪ .‬از جمله مزیت‌های مهم سیستم یس‌یس‌اچپ‌�‪ ،‬عـالوه بر‬ ‫راندمان باالی (شامل ‪ 40‬درصد راندمان ت‬ ‫الک�ییک و ‪ 45‬درصد رانـدمان حرارتـی و در مجمـوع‬ ‫رانـدمان ‪ 85‬درصد)‪ ،‬استفاده و مرصف انرژی های تولیدی در محل است که باعث حذف‬ ‫‌جو� بدست آمده از کاهش مرصف‬ ‫هزینه‌ایجـاد شـبکه توزیـع و تلفات آن شده‌است‪ .‬رصفه ی‬ ‫ز‬ ‫سوخت‪ ،‬باعـث کـاهش قابـل توجـه آالینـده‌هـای زیست‌محیطی ین� می‌شود‪.‬‬ ‫تركی� رسمایش‪ ،‬گرمایش و برق (یس‌یس‌اچپ‌�)‬ ‫یك روش برای توسعۀ پایدار‪ ،‬اتخاذ فناوری ب‬ ‫‪2‬‬ ‫(�یس‌اچ‌ پ�) برای كاربرد در‬ ‫است كه به تولیدسه گانه یا رسمایش‪ ،‬گرمایش و برق ساختمان ب ‌‬ ‫یك ساختمان‪ ،‬یا سیستم انرژی یكپارچه‪( 3‬آی ی‌ا�‌اس) ی ز‬ ‫ن� مشهور است‪.‬‬ ‫ت‬ ‫تركی� رسمایش‪ ،‬گرمایش و برق‪ ،‬تولید هم‌زمان توان مكانییك (اغلب به الك�یسیته‬ ‫فناوری ب‬ ‫تبدیل می‌شود) و گرمایش و یا رسمایش از یك منبع سوخت اولیه است و یك توسعه از‬ ‫ش‬ ‫رسمای� حرارت‪ -‬فعال‬ ‫تولید هم‌زمان برق و گرما‪( 4‬یس‌اچپ‌�) می‌شود كه با فناوری‌های‬ ‫کوپل می‌شوند و حرارت ف‬ ‫اتال� را از یس‌اچپ‌� برای تولید رسمایش در‌یافت می‌کنند‪ .‬در حایل‌كه‬ ‫‌خو� جا افتاده است اما توسعه‌ی‬ ‫منفعت‌بردن از یس‌اچپ‌� به بیش از ‪ 100‬سال برمی‌گرددو به ب‬ ‫تركی� با سیستم‌های تولید توان‬ ‫یس‌یس‌اچپ‌� كامال ً كند است و اغلب به چیلرهای ب‬ ‫جذ� ب‬ ‫ت‬ ‫مقیاس بزرگ‪ ،‬محدود می‌شود (تا اواسط سال ‪ .)1980‬توسعه و گس�ش رسیع فناوری‌های‬ ‫ش‬ ‫رسمای� حرارت‪-‬فعال به‌همراه كاهش قیمت آن‌ها در بازار و موفقیت تجاری فناوری‌های‬ ‫ت‬ ‫اخ�‪ ،‬در تقویت و گس�ش كاربرد (استفاده) "در‬ ‫منابع انرژی پراکنده (زیر ‪ )MW 10‬در دو دهۀ ی‬ ‫یسیس‌اچپ‌� یك فناوری نویدبخش است كه برای‬ ‫محل" فناوری یس‌یس‌اچپ‌�‪ ،‬ش�یك بوده‌اند‪‌ .‬‬ ‫تولید محیل رسمایش‪ ،‬گرمایش و برق در حال اقتصادی‌شدنیست‪ .‬بسیاری از مؤلفان نشان‌‬ ‫‌‌جو� در انرژی‪ ،‬راندمان باال‪ ،‬رشد‌یافته‬ ‫داده‌اند كه سیستم یس‌یس‌اچپ‌� دارای پتانسیل رصفه ی‬ ‫و خصوصیات انتشار كم گازهای آالینده است‪.‬‬ ‫رسمایش حرارت‪-‬فعال كه در سیستم‌های یس‌یس‌اچپ‌� به‌كار می‌رود‪ ،‬عمدتاً به رسمایش‬ ‫یع� حرارت ف‬ ‫جذ� ارجاع داده‌می‌شود‪ .‬ن‬ ‫اتال� كه در فرآیند تولید برق (توان) ایجاد می‌شود‪،‬‬ ‫ب‬ ‫ش‬ ‫جذ� به‌کار گرفته‌می‌شود‪ .‬بنابراین‬ ‫رسمای�‬ ‫دستگاه‬ ‫یك‬ ‫اندن‬ ‫ر‬ ‫ای‬ ‫ر‬ ‫ب‬ ‫محرك‬ ‫وی‬ ‫ن�‬ ‫‌عنوان‬ ‫به‬ ‫ی‬ ‫ب‬ ‫ت‬ ‫ت‬ ‫تغی� می‌كند و مرصف انرژی‬ ‫مقداری از تقاضای انرژی از تقاضای الك�ییك به تقاضای حرار� ی‬ ‫اولیه كاهش پیدا می‌كند‪ .‬یك سیستم یس‌یس‌اچپ‌� شامل‌یک محرک اولیه‪ ،‬ژنراتور‪ ،‬مبدل‬ ‫جذ� و دستگاه هواساز است‪ .‬واحد تولید توان با گاز‌طبیعی‪ 5‬فعالیت‬ ‫بازیافت حرارت‪ ،‬چیلر ب‬ ‫ت‬ ‫ن‬ ‫جذ�‬ ‫می‌کند و كار مكانییك توسط ژنراتور به توان الك�ییك تبدیل می‌شود‪ .‬در یع� حال چیلر ب‬ ‫ش‬ ‫رسمای� در‬ ‫و دستگاه هواساز‪ ،‬توسط حرارت بازیافت شده از واحد تولید توان‪ ،‬توان‬ ‫ش‬ ‫ش‬ ‫گرمای� در زمستان تولید‌می‌كند‪ .‬بنابراین تقاضای انرژی برای توان رسمای�‬ ‫تابستان و توان‬

‫مشخصات کیل سیستم یس‌یس‌اچ‌�‬

‫‪Payback .1‬‬ ‫‪IRR|Internat Rate of Return .2‬‬

‫[‪]2‬‬

‫پ‬ ‫گ‬ ‫انتخاب‌ یک سیستم یس‌یس‌اچ‌� برای ف‬ ‫هد� خاص‪ ،‬به فاکتورهای زیادی بست� دارد‪ ‌.‬این‬ ‫پ‬ ‫فاکتورهـا شـامل میـزان بـرق مـورد نیـاز در دوره کـار‪ ،‬محدودیت‌های مکان‪ ،‬احتیاجات‬ ‫گ‬ ‫ار� و ت‬ ‫حر ت‬ ‫م�ان در ت‬ ‫برود�‪ ،‬ی ز‬ ‫دس�س بودن سوخت‪ ،‬منفعت و به‌هم‌پیوست� مکان‌های مرصف‬ ‫است‪.‬‬ ‫یز‬ ‫تجه�ات مورد نیاز طرح یس‌یس‌اچپ‌� را می‌توان به سه بخش عمده تقسیم‌بندی نمود‪ .‬بخش‬ ‫ت‬ ‫ز‬ ‫ز‬ ‫تجه�ات‬ ‫تجه�ات سیستم یس‌اچپ‌� شامل موتور‪-‬ژنراتور و مبدل‌های حرار� و ی‬ ‫اول شامل ی‬ ‫ت‬ ‫جذ� و ملحقات آن که شامل برج‬ ‫کن�یل مربوط به آن است‪ .‬بخش دوم مربوط به چیلر ب‬ ‫ت‬ ‫ز‬ ‫‌گ�‪،‬‬ ‫تجه�ات مورد نیاز از قبیل پمپ‌ها‪ ،‬سخ� ی‬ ‫خنک‌کن است‪ .‬بخش سوم مربوط به سایر ی‬ ‫دی ارتور‪ ،‬ت‬ ‫ش�آالت‪ ،‬اتصالت و لوله‌های مورد نیاز‪ ،‬ترانس‪ ،‬دژنکتور و یغ�ه است‪.‬‬ ‫فیل�‪ ،‬ی‬

‫تأسیسات‬

‫فن‌آوری تولید هم‌زمان انرژی‌های مورد نیاز در صنایع‪‌،‬ییک ازفن‌آوری‌های توسعه‌یافته برای‬ ‫گ‬ ‫آالینـد� محـیط‌زیست است‪ .‬سازگاری واضح موجود ی ن‬ ‫ب�‬ ‫افزایش راندمان و نیـز کـاهش‬ ‫فن‌آوری تولید هم‌زمان و ت‬ ‫‌ها� که به انرژی مرتبط شده‌اند‪ ،‬باعث توجه ویژه‬ ‫بیش� تکنولوژی ی‬ ‫ث‬ ‫اک� کشورها به‌این صنعت شده‌است‪ .‬رشد تقاضا برای مرصف انرژی و افزایش مشکالت‬ ‫زیست‌محیطی‪ ‌،‬یک چالش اسایس برای توسعه و ش‬ ‫پی�فت‌های اقتصـادی است‪ .‬استفاده از‬ ‫فن‌آوری تولید هم‌زمان از جهت بهینه‌سازی مرصف سوخت ی ز‬ ‫ن� اهمیت شایان توجهی دارد‪.‬‬ ‫فن‌آوری تولید پراکنده و هم‌زمان برق و حرارت‪ ،‬برق را به‌صورت محیل و در ناحیه مرصف‬ ‫تولید نموده و حرارت ف‬ ‫اضا� که توسط گازهای خروجی اگزوز و ‌یا روغن و آب خنک‌کننده‬ ‫جذ�‪ ،‬به‌صورت‬ ‫مولد تولید برق هدر‌می‌رود را جهت گرمایش و با به ی‬ ‫‌کارگ�ی چیلرهای ب‬ ‫ت‬ ‫‌گ�د ‌‪ .‬این سیستم‌ها را می‌توان برای مصارف تجاری‪ ،‬صنع�‪ ،‬عمومی ‌و یا‬ ‫رسمایش به‌کار می ی‬ ‫گ‬ ‫ت‬ ‫خان� ی ز‬ ‫‌ها� که عمدتا‬ ‫ح�‬ ‫ن� به‌کار‌برد‪ .‬در روش‌های معمول برق به‌صورت متمرکز در ین�وگاه ی‬ ‫ث‬ ‫راندمان کم و در حد ‪ %30‬تا حداک� ‪ %50‬دارند‪ ،‬تولید‌شده و پس از توزیع و انتقال‪ ،‬در‬ ‫‌گ�د‪ .‬افت توان و ولتاژ و در‌حقیقت هدر‌رفت انرژی ت‬ ‫الک�ییک در‬ ‫اختیار مرصف‌کننده قرار می ی‬ ‫ن� از معایب دیگ ‌ر این سیستم‌ها است‪ .‬در ت‬ ‫مس� انتقال ی ز‬ ‫‌صور�‌که از فن‌آوری تولید هم‌زمان‬ ‫ی‬ ‫استفاده شود‪ ،‬عالوه بر‌این‌که امکان افزایش بازده سیستم‌ها تا ‪ %90‬وجود دارد‪ ،‬با توجه به‬ ‫مس� انتقال ی ز‬ ‫ن� تقریبا حذف می‌شود‪ .‬لذا‌‬ ‫مرصف انرژی در محل تولید آن‪ ،‬افت توان و ولتاژ ی‬ ‫این فناوری استفاده‌‌ی بهینه از مرصف سوخت را تحقق می‌بخشد‪ .‬در ‌ایران اگرچه مواردی‬ ‫از بازیافت حرارت انجام شده‌است‪ ،‬اما استفاده از سیستم‌های یس‌اچپ‌� چندان عمومیت‬ ‫نیافته است‪ .‬با کمک فن‌آوری تولید هم‌زمان‪ ،‬حر ت‬ ‫ار� که از گازهای اگزوز و آب خنک‌کاری‬ ‫موتور و روغن در حال چرخش در موتور به هدر می‌رود‪ ،‬با استفاده از مبدل‌های حر ت‬ ‫ار�‬ ‫تام� آب گرم‪ ،‬آب داغ و‌ یا ت‬ ‫ح� بخار آب ی ز‬ ‫مناسب بازیافت‌می‌شود‪ .‬بازیافت حرارت برای ی ن‬ ‫ن�‬ ‫ن‬ ‫تام� آب‌گرم‬ ‫می‌تواند به‌کار‌گرفته‌شود‪ .‬حرارت بازیافت‌شده برای کاربری‌های مختلفی مانند ی‬ ‫ف‬ ‫جذ� و تولید رسمایش می‌تواند مورد‬ ‫مرص�‪ ،‬جهت گرمایش ناحیه‌ای و‌یا استفاده در چیلر ب‬ ‫‌گ�د‪ .‬انتخاب سیایل که جهت گرمایش ناحیه‌ای و ‌یا رسمایش ناحیه‌ای مورد‬ ‫استفاده قرار ی‬ ‫ش‬ ‫‌گ�د‪ ،‬خود تابع �ایطی است که می‌تواند آب گرم‪ ،‬بخار پر‌فشار‌یا کم‌فشار‬ ‫استفاده قرار‌می ی‬ ‫و‌یا ت‬ ‫ح� هوا باشد‪.‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫ش‬ ‫گرمای� و برق در یك ساختمان (یا یك منطقه)‪ ،‬می‌تواند به‌صورت هم‌زمان توسط این‬ ‫و‬ ‫سیستم برآورده شود‪ .‬مزیت‌های اقتصادی ‌این سیستم را می‌توان در دو قالب بازگشت‬ ‫رسمایه‪ 1‬و نـرخ بازگشـت سـرمایه‪ 2‬برریس کرد‪.‬‬

‫‪155‬‬

‫‪156‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬ ‫تأسیسات‬

‫نمودار‌یک سیستم تولید هم‌زمان‬ ‫یس‌یس‌اچپ‌�‬ ‫در بخش اول شامل ی ز‬ ‫تجه�ات سیستم یس‌اچپ‌�‪ ،‬محرك گازسوز ژنراتور‪ ،‬سیستم‌های بازیافت‬ ‫ت‬ ‫تجه�ات ت‬ ‫حرارت و ی ز‬ ‫برگش� است‬ ‫کن�یل آن است‪ .‬منبع تولید انرژی مکانییک‌ یک موتور رفت و‬ ‫ت‬ ‫که با سوخت گاز کار‌می‌کند‪ .‬سیستم بازیافت حرارت شامل دو مبدل حرار� است‪ ‌.‬یک مبدل‬ ‫ار� از نوع مبدل حر ت‬ ‫حر ت‬ ‫‪1‬‬ ‫ار� صفحه‌ای برای بازیافت حرارت از روغن و آب خنک‌کننده موتور‬ ‫و مبدل دیگر از نوع لوله‪-‬پوسته و برای بازیافت حرارت از گازهای داغ خروجی از اگزوز موتور‬ ‫ژنراتور است‪ .‬با توجه به نیازهای موجود و طراحی‌های انجام‌شده‪ ،‬سیایل که حرارت گازهای‬ ‫داغ حاصل از ت‬ ‫اح�اق و ی ز‬ ‫ن� آب خنک‌کننده موتور را بازیافت می‌کند‪ ،‬آب گرم است‪ .‬آب با‬ ‫ِ‬ ‫ت‬ ‫ت‬ ‫دمای ‪ 70‬درجه سان�‌گراد‪ ،‬ابتدا وارد مبدل حرار� صفحه‌ای شده و بازیافت حرارت را از آب‬ ‫خنک‌کننده موتور انجام می‌دهد‪ .‬سپس آب وارد مبدل حر ت‬ ‫ار� لوله پوسته شده و بازیافت‬ ‫نها� ‪ 90‬درجه ت‬ ‫سان�‌گراد می‌رسد‪.‬‬ ‫حرارت از گازهای داغ خروجی اگزوز را انجام داده و به دمای ی‬

‫مزایای تولید هم‌زمان برق و حرارت در محل مرصف‬

‫[‪]2‬‬

‫دریاف� به برق تحوییل از ت‬ ‫ت‬ ‫كم� از ‪ ۳۰‬درصد به ‪ ۸۰‬تا ‪ ۹۵‬درصد‬ ‫‪ .‬افزایش بازده سوخت‬ ‫ت‬ ‫ن‬ ‫تام� مایل‬ ‫‪ .‬امكان حضور طیف گس�ده بخش خصویص به‌دلیل سهولت ی‬ ‫‪ .‬حذف تلفات توان پیك‬ ‫‪ .‬توسعه پدافند یغ�عامل‬ ‫‪ .‬كاهش نیاز به احداث ظرفیت های جدید انتقال و توزیع‬ ‫‪2‬‬ ‫‪ .‬كاهش پرباری شبكه‬ ‫‪ .‬تملك ت‬ ‫كم� ی ن‬ ‫زم� برای توسعه شبكه و كاهش تبعات مایل‪ ،‬اجتماعی و زیست محیطی‬ ‫‪ .‬افزایش پایداری و امنیت نف� سیستم قدرت در روش متمركز‬ ‫‪ .‬افزایش ‪ ۳۰‬درصدی بار پیك نسبت به متوسط بار شبكه‬ ‫ج�ان می‌سازد‪ ،‬در حایل كه در روش تولید هم‌زمان در محل مرصف‬ ‫‪ .‬تلفات انتقال و توزیع را ب‬ ‫این تلفات نزدیك به صفر است‪.‬‬

‫‪Jacket Water .1‬‬ ‫‪Congestion .2‬‬

‫گاز طبیعی توسط سیستم اجرا شده‪ ،‬انتظار کاهش مقدار متنابهی گاز آالینده و حدود ‪ 1800‬تن‬ ‫در‌یک سال می‌رود که حدود ‪ %99.8‬آن کربن‌دی‌اکسید است‪.‬‬

‫تأسیسات‬

‫همان‌گونه که توضیح داده شد‪ ،‬تولید انرژی ت‬ ‫الک�ییک در اغلب ین�وگاه‌های گازی (بدون سیکل‬ ‫ف‬ ‫مرص�‬ ‫‌گ�د و بخش زیادی از انرژی سوخت‬ ‫ترکی�) با راندمان حدود ‪ 30‬تا ‪ 35‬درصد انجام می ی‬ ‫ب‬ ‫به‌هدر می‌رود‪ .‬هم ی ن‬ ‫‌چن� انتقال برق تولیدی به محل مرصف‪ ،‬نیازمند زیرساختهای الزم شبکه‬ ‫توزیع است که عالوه بر هزینه رسمایه‌گذاری اولیه‪ ،‬تلفات انرژی ت‬ ‫الک�ییک در سیستم توزیع‬ ‫را ی ز‬ ‫ن� به‌همراه خواهد داشت‪.‬‬ ‫ت‬ ‫ز‬ ‫آنال� اقتصادی‌این سیستم به� است موارد زیر تعریف و لحاظ شود‪ .‬هزینه اولیه شامل‬ ‫برای ی‬ ‫ز‬ ‫تجه�ات‪ ،‬طراحی‪،‬‬ ‫تمامی هزینه‌های مورد نیاز برای خرید‪ ،‬نصب و راه‌اندازی سیستم ازقبیل ی‬ ‫مدیریت پروژه‪ ،‬ین�وی کار‪ ،‬هزینه‌های گمریک و دیگر موارد مرتبط است‪ .‬راندمان کل سیستم‬ ‫ف‬ ‫مرص�‬ ‫بیان‌گر نسبت انرژی خروجی مفید (به‌صورت برق و حرارت و بت�ید) به انرژی سوخت‬ ‫الک�ییک تولیدی به تفاضل انرژی سوخت مرص�ف‬ ‫الک�ییک موثر‪ ،‬نسبت انرژی ت‬ ‫است‪ .‬راندمان ت‬ ‫تعم�ات‬ ‫تعم� و نگهداری شامل بازریس‌های دوره‌ای‪ ،‬ی‬ ‫و حرارت مفید تولید شده‌است‪ .‬هزینه ی‬ ‫اسایس و هزینه ین�وی ن‬ ‫انسا� است‪.‬‬ ‫ن‬ ‫�ض‬ ‫جها� به‌سوی توسعه پایدار‪ ،‬توجه به م ات زیست‌محیطی ش‬ ‫نا� از‬ ‫مس� حرکت‬ ‫در ی‬ ‫ض‬ ‫ز‬ ‫‌م�ان انتشار گازهای‬ ‫سوخت‌های فسییل امری �وری و مهم است‪ .‬در ‌این راستا‪ ،‬توجه به ی‬ ‫ن‬ ‫آالینده و گل‌خانه‌ای از منظر اثرات محیل‪ ،‬منطقه‌ای و ن‬ ‫جها� از اهمیت شایا� برخوردار‬ ‫است‪ .‬همان‌طور که توضیح داده‌شد‪ ،‬از جمله مزایای سیستم یس‌یس‌اچپ‌�‪ ،‬کاهش گازهای‬ ‫آالینده محیط و به تبع آن کاهش هزینه‌های اجتماعی است‪ .‬کاهش مقدار آالینده‌ها به ازا هر‬ ‫تم�مکعب گاز طبیعی‪ ،‬حدود ‪ 2.16‬کیلوگرم است‪ .‬با توجه به کاهش سالیانه ‪ 843750‬تم�مکعب‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫ارزیا� اقتصادی‬ ‫ب‬

‫[‪]2‬‬

‫‪157‬‬

‫‪158‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬ ‫تأسیسات‬

‫طرح مولدهای مقیاس کوچک‬

‫گ‬ ‫الک�ییک در جامعه ن‬ ‫ت‬ ‫نیاز به انرژی ت‬ ‫صنع� و‬ ‫کنو� با توجه به انواع مصارف (خان�‪ ،‬تجاری‪،‬‬ ‫کشاورزی) نیازی روزافزون است که‌این نیاز دارای رشدی سالیانه حدود ‪ %7‬به‌طور متوسط‬ ‫در کشور است‪ .‬در چرخه انرژی ت‬ ‫الک�ییک سه بخش اسایس فعالیت می‌نمایند که عبارتند از‪:‬‬ ‫‪ .1‬بخش تولید که وظیفه تولید انرژی را بر‌عهده دارد و ین�وگاه‌های برق را شامل می‌شود‪.‬‬ ‫(ن�وگاه‌ها) به مراکز‬ ‫‪ .2‬بخش انتقال و فوق توزیع که وظیفه انتقال انرژی از مراکز تولید ی‬ ‫مرصف (شبکه توزیع) را بر عهده دارد‪.‬‬ ‫گ‬ ‫‪ .3‬بخش توزیع که وظیفه پخش انرژی به انواع مصارف به‌خصوص خان�‪ ،‬تجاری و کشاورزی‬ ‫تأم� انرژی نقاط مرصف می‌بایست انرژی ت‬ ‫را بر عهده دارد‪ .‬جهت ی ن‬ ‫الک�ییک در ین�وگاه‌ها تولید‬ ‫و توسط خطوط انتقال و فوق توزیع و در نهایت توزیع به نقاط مرصف رسانده شود‪ .‬اما‬ ‫بخ� از بار شبکه بتوانیم انرژی ت‬ ‫اگر جهت ی ن‬ ‫تام� ش‬ ‫الک�ییک را در محل مرصف تولید کنیم‪،‬‬ ‫‌جو� قابل توجهی را در بخش تولید‪ ،‬انتقال و فوق توزیع شاهد باشیم‪.‬‬ ‫می‌توانیم رصفه ی‬

‫سابا و توسعه مولدهای مقیاس کوچک‬

‫اهنما� رسمایه‌گذاران برای‬ ‫سازمان بهره‌وری انرژی ‌ایران (سابا)‪ ،‬افزون بر حمایت و ر ی‬ ‫آماده‌سازی و اجرای طرح‌های رسمایه‌گذاری در احداث مولدهای مقیاس کوچک (به‌ویژه‬ ‫برای مولد تولید هم‌زمان)‪ ،‬عهده‌دار نظارت بر عملکرد واحدهای جلب مشارکت‪ ،‬تدوین‬ ‫گ‬ ‫پیش‌نویس دستورالعمل‌های اجر یا� و‌ایجاد هماهن�‌های الزم برای توسعه‌ی‌این مولدها و‬ ‫هم ی ن‬ ‫‌چن� انجام اقدامات الزم برای فرهنگ‌سازی‪ ،‬توسعه‌ی پژوهش‌های کاربردی‪ ،‬توسعه‌ی‬ ‫ن‬ ‫منابع انسا� و انتشار اطالعات کاربردی است‪.‬‬ ‫تبرصه‌ی ‪ :1‬سازمان بهره‌وری انرژی‌ایران (سابا) گزارش عملکرد واحد(های) جلب مشارکت را‬ ‫به وزارت ین�و ارائه می‌دهد و هم ی ن‬ ‫‌چن� در مورد عملکرد آن‌ها برای تهیه فهرست مناطق و‌یا‬ ‫پست‌های مناسب برای نصب مولد‪ ،‬تهیه بسته‌های رسمایه‌گذاری احداث مولد‪ ،‬ظرفیت در‬ ‫حال احداث و ظرفیت به بهره‌برداری رسیده گزارش ادواری ش‬ ‫منت� می‌نماید‪.‬‬

‫‪159‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫تأسیسات‬

‫‪160‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫شناخت تاسیسات در ساختمان‌های بلندمرتبه‬

‫تأسیسات‬

‫ت مکانییک و ت‬ ‫یز‬ ‫ساختمان‌های بلند‌مرتبه دارای سیستم‌های ش‬ ‫الک�ییک متنوع‬ ‫تجه�ا ‌‬ ‫پی�فته‪،‬‬ ‫گس�ده‌ای هستند‪ .‬به‌این‌دلیل ت‬ ‫و ت‬ ‫کن�ل و شناخت دقیق این سیستم‌ها از جمله گرمایش‪،‬‬ ‫ن‬ ‫ض‬ ‫ز‬ ‫تجه�ات آب‌رسا� و پمپ‌ها �وری ‌است‪ .‬با‬ ‫رسمایش‪ ،‬تهویه‌مطبوع‪ ،‬سیستم‌های مکانییک‪ ،‬ی‬ ‫ذخ�ه و نگه‌داشت انرژی برداشت‪.‬‬ ‫طراحی و استفاده درست از تاسیسات‪ ،‬می‌توان گامی جهت ی‬ ‫ت‬ ‫کلیا� درباره تاسیسات ساختمان‌های بلند‌مرتبه‬ ‫‌سازی تاسیسات و تهویه‬ ‫ساختمان‌های ‌بلند در معرض چالش‌های منحرص‌به‌فردی برای مدل ِ‬ ‫مطبوع قرار‌دارند‪ .‬دما و رسعت باد در ارتفاع‌های مختلف و عوامل دیگری از جمله سایه و‬ ‫بازتاب از ساختمان‌های اطراف ی ز‬ ‫ن� از عوامل موث ‌ر هستند‪ .‬ش�ایط‌محیطی‪ ،‬اثرات قابل‌توجهی‬ ‫ش‬ ‫ش‬ ‫‌سازی دقیق یک واحد در اواسط‬ ‫رسمای� و‬ ‫در بارهای‬ ‫گرمای� ساختمان‌های بلند دارد‪ .‬شبیه ِ‬ ‫ز‬ ‫آنال� انرژی ساختمان‪ ،‬توسط‬ ‫ارتفاع سازه می‌تواند برای کل ساختمان به‌کار‌گرفته‌شود‪ .‬امروزه ی‬ ‫نرم‌افزارها انجام می‌شود‪ .‬کمیت ‌ه نف� شا�ی (‪ )ashrae‬ساختمان‌های بیش از ت‬ ‫‪9‬م� را ساختمان‬ ‫‌ها� میان طبقات ایجاد‌می‌کند‬ ‫بلند به‌حساب می‌آورد‪ .‬ش�ایط اتمسفر با افزایش ارتفاع‪ ،‬تفاوت ی‬ ‫که شامل تفاوت دما‪ ،‬فشار و رسعت هواست‪ .‬این ‌امر باعث‌می‌شود که هر ساختمان بلند‪،‬‬ ‫سیستم تهویه‌مطبوع مخصوص به‌خود را داشته‌باشد‪.‬‬ ‫پای�‌ترین الیه اتمسفر قرار‌گرفته‌اند‪ .‬کل این الیه ی ز‬ ‫اتمسفر ‪ :‬ساختمان‌ها در ی ن‬ ‫چ�ی در حدود‬ ‫ت‬ ‫‪11‬کیلوم� باالی سطح ی ن‬ ‫تقری� به‌ازای هر‬ ‫زم� را در‌بر‌گرفته‌است‪.‬با افزایش ارتفاع‪ ،‬به‌طور ب‬ ‫ت‬ ‫ت‬ ‫باروم�یک ی ز‬ ‫ن� به‌آرامی کاهش‌می‌یابد‪ .‬رسعت‬ ‫‪150‬م�‪ ،‬دما یک درجه سلسیوس کم‌شده و فشار‬ ‫ت‬ ‫ن‬ ‫زم� در جدول زیر به‬ ‫باد اما بیش�‌می‌شود‪ .‬تفاوت اتمسفر در دو ارتفاع مختلف باالی سطح ی‬ ‫نمایش در آمده ‪:‬‬

‫�ش ایط محیطی‬

‫ساختمان‌ها در شهرهای بزرگ در ش�ایط‌‌محیطی‌‌ خاص قرار‌دارند‪ .‬بسیاری از آن‌ها تحت‬ ‫سایه‌های ساختمان‌های مجاور و برخی دیگر‪ ،‬تحت بازتاب‌های شیشه‌ای واقع‌اند‪ .‬خیابان‌های‬ ‫محصور‌شده با ساختمان‌های بلند ی ز‬ ‫تولید باد می‌کنند‪ .‬حجم‬ ‫ن� مانند کانال عمل کرده و ِ‌‬ ‫انبوه ت ن‬ ‫ش‬ ‫ب� و آسفالت دمای محیل را باال می‌برد‪ .‬دماهای محیل مانند �ایط اتمسفر با هم‬ ‫پایی� ساختمان‌ها سایه ت‬ ‫متفاوت‌اند‪ .‬طبقات ن‬ ‫بیش�ی دریافت می‌کنند‪ ،‬در حایل‌که طبقات‬ ‫نگ�ند‪ .‬اثرات سایه از اطراف ساختمان‌های بلند‪ ،‬باید به‌دقت‬ ‫انتها� ممکن‌است هرگز سایه ی‬ ‫ی‬ ‫و به‌طور هندیس محاسبه‌شود‪ .‬سطوحی که در سایه قرار‌دارند می‌توانند‪ ،‬تابش را جذب و یا‬ ‫منت�‌کنند‪ .‬بازتابش شیشه‌ها بسته به سطوح آن‌ها ن‬ ‫ش‬ ‫یع� نوع آینه‌کاری و لعاب‌کاری‪ ،‬با‌هم‬ ‫ت‬ ‫ار� باز بتا� را با استفاده از اشعه ایکس محاسبه‌می‌کنند و‬ ‫فرق‌دارد‪ .‬امروزه افزایش انرژی حر ِ‬ ‫رسعت و جهت باد از جداول خوانده‌می‌شود‪.‬‬

‫مالحظات هیدرواستاتییک‬

‫گ‬ ‫ویژ� اصیل در طراحی سیستم لوله ش‬ ‫‌ک� در ‌یک ساختمان بلند‪ ،‬فشار هیدرواستاتییک است‬ ‫که به‌واسطه ارتفاع ساختمان به‌وجود‌می‌آید‪‌.‬این فشار هیدرواستاتیک نه‌تنها روی لوله ش‬ ‫‌ک�‪،‬‬ ‫تجه�ات نصب‌شده در ساختمان ی ز‬ ‫ش�های مربوط به آن‪ ،‬بلکه روی ی ز‬ ‫تاث�‌می‌گذارد‪.‬‬ ‫ن� ی‬ ‫اسباب و ی‬ ‫در مورد سیستم آب‌رسد از دستگاهی استفاده‌می‌شود که شامل قطعات خنک‌کننده‪ ،‬لوله ش‬ ‫‌ک�‬ ‫مخصوص به پمپ‌های آب‌رسد‪ ،‬رادیاتورهای خنک‌کننده نصب‌شده در سیستم‌های رسمایش‬ ‫هوا و مبدل‌های حر ت‬ ‫ش�ها و لوازم را ی ز‬ ‫ن� می‌توان برای‬ ‫ار� است‪ .‬فهرست مشابهی از لوله‌ها‪ ،‬ی‬ ‫هر سیستم پمپاژ موجود در پروژه (مثل سیستم آب مخزن‌یا هر نوع سیستم‌آب‌گرم) در نظر‬ ‫گرفت‪.‬‬

‫تأسیسات‬

‫‌ک� سیستم‌های آب ن‬ ‫طراحی و نقشه لوله ش‬ ‫‌رسا� برای ساختمان‌های بلند تجاری مختلف عمدتا‬ ‫متاثر از فشار هیدرواستاتیک روی سیستم لوله ش‬ ‫‌ک� و در‌نتیجه ارتفاع‌ ساختمان ‌است‪‌ .‬این‬ ‫‌وضعیت روی طراحی سیستم‌های لوله ش‬ ‫‌ک� آب‌رسد‪ ،‬آب‌گرم و آب مخزن بخار در ساختمان‬ ‫‌ک� آب داخیل و لوله آب‌پاش به‌خاطر جزییات دقیق طراحی‪ ،‬ت‬ ‫اثر‌می‌گذارد‪ .‬لوله ش‬ ‫کم� با مشکالت‬ ‫هیدرواستاتیک مواجه می‌شود‪.‬‬ ‫سیستم‌های آب ‌رسد و گرم همیشه سیستم‌های رسپوشیده و بسته هستند‪ ،‬در حایل‌که‬ ‫سیستم‌های آب مخزن معموال‌ یک سیستم بآ� باز است‪‌.‬یک سیستم بآ� بسته‪ ،‬سیستمی‌است‬ ‫نگ�د‪ .‬نمونه سیستم‌های‬ ‫که جریان پمپاژ‌شده آن در هیچ نقطه‌ای در معرض اتمسفر قرار ی‬ ‫بآ� رسپوشیده و بسته در ساختمان می‌تواند سیستم‌های بآ� رسد و گرم باشد که آب را‬ ‫به‌دستگاه‌های انتقال حرارت مختلفی می‌فرستند و وظیفه‌این دستگاه‌ها تهیه هوای مطبوع برای‬ ‫گ‬ ‫ساختمان است‪ ‌.‬این سیستم‌ها همیشه حاوی مخزن بزر� هستند که می‌تواند‌یک مخزن بزرگ‬ ‫رو�‬ ‫باز‌ یا بسته باشد‪ .‬مخزن بزرگ باز‪ ،‬همیشه در باالترین نقطه سیستم‌ قرار‌می ی‬ ‫‌گ�د و سطح ی‬ ‫مخزن رو به جو باز است اما ی ز‬ ‫م�ان آب در مخزن دارای اهمیت است‪.‬‬ ‫سیستم باز سیستمی است که در آن جریان پمپاژ شده و در‌یک‌یا چند نقطه از سیستم‪ ،‬لوله‌ها‬ ‫‌گ�د‪ .‬در‌ یک ساختمان اداری و تجاری بزرگ‪ ،‬به‌ندرت از کولرهای‬ ‫در معرض فشار هوا قرار‌می ی‬ ‫‌جا� حرارت از سیستم‌های رسمایش‬ ‫ی‬ ‫تبخ�ی ‌یا خشک استفاده‌می‌شود‪ .‬اما معموال برای جابه ی‬ ‫‌ها� از ساختمان‌‪ ،‬از آن‌ها استفاده‌می‌شود و ت‬ ‫بیش� در فضاهای مخزن خنک‌کننده‬ ‫ش‬ ‫بخ‬ ‫در‬ ‫فرعی‬ ‫ی‬ ‫ت‬ ‫عملیا� بزرگ مثل‌ یک مرکز اطالعات نصب‌می‌شوند‪ .‬همان‌طور‬ ‫اضا�ف‌ یا روی‌ یک‌ ایستگاه‬ ‫تجه�ات کتاب ‪ Ashrae‬آمده‌‪ ،‬تفاوت اصیل ی ن‬ ‫که در بخش ی ز‬ ‫ب� هیدرولیک سیستم‌های باز و‬ ‫گ‬ ‫بسته‪‌،‬این‌است‌که ویژ�‌های خاص هیدرولییک سیستم‌های باز نمی‌توانند در سیستم‌های‌بسته‬ ‫نمایان‌شوند‪.‬‬ ‫گ‬ ‫برخالف ویژ�‌های هیدرولییک سیستم‌باز‪ ،‬خصوصیات سیستم‌بسته عبارتند‌از‪:‬‬ ‫• جریان با تفاوت‌های فشاری استاتیک‪ ،‬تحریک نمی‌شود‪.‬‬ ‫• پمپ‌های فشار‪ ،‬باالبرنده استاتییک را ی ن‬ ‫تام� نمی‌کنند‪.‬‬ ‫• کل سیستم‌های لوله‌ای همیشه پر از آب است‪.‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫‌ک� سیستم‌های آب ن‬ ‫لوله ش‬ ‫‌رسا� ساختمان‌های بلند‬

‫‪161‬‬

‫‪162‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬ ‫تأسیسات‬ ‫لوله ش‬ ‫‌ک� آب‌گرم در ساختمان‌های بلندمرتبه‬

‫عالوه ‌بر افزایش فشار استاتییک که به‌واسطه ارتفاع هیدرواستاتیک‪ ،‬به‌وجود آمده‌است‪،‬‬ ‫فشارهای دینامییک هم وجود‌دارند که لزوما از طریق پمپ‌ها به‌وجود می‌آیند و‌این فشارها را‬ ‫باید به فشار استاتییک اضافه کرد تا بتوان فشار کاری موجود در هر بخش از سیستم لوله ش‬ ‫‌ک�‬ ‫ساختمان را برآورد کرد‪.‬‬ ‫فشار دینامیک موجود در پمپ تلفیق‪ ،‬عنارص زیر خواهد‌بود‪:‬‬ ‫• افت حاصل از لوله ش‬ ‫‌ک� و اجزای مربوط به آن‪.‬‬ ‫ز‬ ‫تجه�ات که الزمه‌ی حرکت و کارکرد دستگاه است‪.‬‬ ‫• فشار در دورترین ی‬ ‫ت‬ ‫ش� کن�ل دستگاه و افت حاصل از اصطکاک‌یا افت‬ ‫• این مقوله می‌تواند شامل افت فشار در ی‬ ‫فشار در رستارس دستگاه باشد‪.‬‬ ‫ن‬ ‫افزایش فشار حاصل از پمپ‌ها زما� به‌وجود می‌آید که آن‌ها با جریان کم و نزدیک به خروجی‬ ‫بسته پمپ کار‌می‌کنند‪ .‬ی ن‬ ‫تعی� فشار کاری لوله و دستگاهی که در ارتفاعات مختلف ساختمان‬ ‫ض‬ ‫ث‬ ‫به سیستم لوله ش‬ ‫‌ک� وصل‌شده‌‪ ،‬امری �وری‌است ‌‪ .‬این‌کار به‌واسطه افزودن حداک� فشار‬ ‫ث‬ ‫حداک� فشار دینامییک است که می‌تواند از طریق پمپ‌ها‬ ‫هیدرواستاتییک در‌یک محل خاص به‬ ‫ن‬ ‫ث‬ ‫حداک� فشار دینامیک در نظر‌گرفته‌شده باید به ی ز‬ ‫‌م�ا� باشد که‬ ‫در آن محل خاص به‌وجود‌آید‪.‬‬ ‫ت‬ ‫ث‬ ‫حداک� رسعت در نزدییک نازل پمپ به‌وجود‌آید‪ .‬ح� اگر از رسعت‌های مختلف‬ ‫توسط پمپ و با‬ ‫ت‬ ‫ن‬ ‫چن� حال� در‌‌نظر‌گرفته‌شود‪ .‬چون‌این امکان وجود‌دارد که‬ ‫پم� هم استفاده‌شود‪ ،‬باز باید ی‬ ‫پ‬ ‫ث‬ ‫حداک� رسعت‪ ،‬کار خود را انجام‌دهند‪.‬‬ ‫نها� هم با‬ ‫نقطه‬ ‫در‬ ‫‌ها‬ ‫پ‬ ‫پم‬ ‫ی‬

‫چیدمان‌های لوله ش‬ ‫‌ک� آب‌رسد‬

‫چیدمان لوله‌های آب‌رسد با‌ توجه به تجربه مهندس طراح تاسیسات‪ ،‬محل استقرار پروژه و‬ ‫نیازهای پروژه با فرضیات مختلفی روبه‌رو می‌شود‪ .‬اساساً دو روش وجود‌دارد که دارای کاربرد‬ ‫تغی�ات شود و‬ ‫مناس� هستند‪ .‬هر دو راه‌کار ممکن ‌است توسط مهندس طراح دست‌خوش ی‬ ‫ب‬ ‫ن‬ ‫منجر ‌به اصالح مفاهیم پایه شود‪ .‬ی ن‬ ‫چیدما� است که در آن پمپ‌های مربوط به‬ ‫اول� روش‪،‬‬ ‫قطعات چیلر آب‌رسد را به حلقه‌های خنک‌کننده آب‌رسد و‌ییک دیگر از رادیاتورهای نصب‌شده‬ ‫در پروژه منتقل می‌کند و نیازمند آب‌رسد است‪.‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫ین‬ ‫دوم� چیدمان شامل پمپ‌های اولیه و ثانویه است‪ .‬در‌این چیدمان‪ ،‬برخالف چیدمان اول‪،‬‬ ‫هر چیلر به‌همراه ‌یک پمپ اولیه اختصایص کار می‌کند که ‌این پمپ ب‌ا یک رسعت و جریان‬ ‫ثابت کار‌خواهد‌کرد‪ .‬لوله ش‬ ‫‌ک� موازی خنک‌کننده‌ها و پمپ‌ها و افزودن‌یک قطعه ‌یدک‪،‬‬ ‫امکان‌پذیر است‪ .‬با‌ این طراحی‪ ،‬جریان در‌یک حالت متناسب با فشار قرار خواهد‌گرفت و نیاز‬ ‫مس� فرعی ی ز‬ ‫متغ�‬ ‫‌ها� با رسعت ی‬ ‫به‌یک ی‬ ‫ن� به‌وجود خواهد‌آمد‪ .‬در هر دو روش اگر از پمپ ی‬ ‫مس� فرعی الزم نیست‪.‬‬ ‫استفاده شود‪ ،‬وجود ی‬

‫‪163‬‬

‫تأسیسات‬

‫لوله ش‬ ‫‌ک� آب‌رسد و اتصال آن با سیستم‌مرکزی‌شهری‬

‫لوله ش‬ ‫ش�ها و اتصاالت‬ ‫‌ک�‪ ،‬ی‬

‫ش�ها و اتصاالت در سطوح مختلف ممکن باید ی ن‬ ‫تعی� شود تا مشخصات‬ ‫فشار کاری لوله‌ها‪ ،‬ی‬ ‫ش‬ ‫دقیق جنس لوله انتخاب‌شود‪ .‬تنش مجاز بسیاری از ابعاد لوله‌ها را می‌توان در مرجع منت�‬ ‫ش�ها‬ ‫شده توسط ‪ asme‬و شن�یه‌های بسیاری از سازندگان لوله پیدا‌کرد‪ ،‬اما برای استفاده از ی‬ ‫ش� برای ی ن‬ ‫تام� نیازهای پروژه اطمینان‬ ‫توانا� ی‬ ‫باید توضیحات تولید‌کننده ی‬ ‫ش� را برریس کرد تا از ی‬ ‫گ‬ ‫ش‬ ‫حاصل‌شود‪ .‬برای لوله ش‬ ‫جا�‌که موضوع خورد�‬ ‫‌ک� میعان بخار و لوله‌ک� آب کندانسور‪ ،‬ی‬ ‫‌ها� با ضخامت ت‬ ‫بیش�ی نیاز‌است‪ .‬برای اندازه‌های زیر ‪ 100‬مییل ت‌م� در‬ ‫مطرح است به لوله ی‬ ‫گ‬ ‫لوله ش‬ ‫جا�‌که خورد� مطرح‌است‪ ،‬معموال از مس استفاده‌می‌شود‪.‬‬ ‫‌ک� کندانسور باز آب در ی‬ ‫استفاده از لوله‌های میس متداول نیست و معموال از تیوپ‌های میس استفاده‌می‌شود‪ .‬معموال‬ ‫توانا� کار در فشار باالتری‬ ‫‌جا�‌که ی‬ ‫اتصاالت‪ ،‬فاکتوری هستند که استفاده از تیوپ‌ها را در ی‬ ‫الزم است‪ ،‬محدود می‌کنند‪.‬‬

‫مالحظات طراحی لوله ش‬ ‫‌ک�‬

‫‌ک� باید فاکتورهای دیگری را ی ز‬ ‫برای طراحی لوله ش‬ ‫ن� در نظر گرفت که شامل انقباض و انبساط‬ ‫در لوله ش‬ ‫‌ک� و بارهای استاتیک و دینامیک است که به‌سازه فوالدی ساختمان منتقل‌می‌شود‪.‬‬ ‫ملزومات دیگری ی ز‬ ‫ن� در لوله ش‬ ‫‌ک� مانند اتصاالت انبساطی‪ ،‬تکیه‌گاه‌ها و راهنماها وجود‌دارد‬ ‫که باید به‌صورت دوره‌ای پس از ساخته‌شدن ساختمان بازریس‌شوند‪ .‬هم ی ن‬ ‫‌چن� فراهم‌کردن‬ ‫گ‬ ‫سیستم خاموش‌کننده آتش که ی ن‬ ‫ب� لوله و غالف در تمام فرورفت�‌های مجاز دال‌های‬ ‫ن‬ ‫‌گ�د و محدودیت‌های مربوط به زلزله ی ز‬ ‫ن�‪ ،‬باید در‬ ‫بت�‪ ،‬دیوارها‪ ،‬دیوارهای کاذب جای‌می ی‬ ‫نظر‌گرفته‌شود‪.‬‬

‫‪164‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫تغی� دمای سیال‬ ‫تغی� دمای محیط‌ یا ی‬ ‫در مجموع انبساط و انقباض لوله‌ها به‌دلیل ی‬ ‫جاری‪ ،‬می‌تواند در ساختمان‌های ن‬ ‫بت� مشکل‌ساز باشد‪ .‬سازه‌های قالب‌بندی‌شده ت ن‬ ‫ب� در‬ ‫زمان انقباض ‌یا خزش‪ ،‬به‌ازای هر طبقه حدود ‪3‬مییل ت‬ ‫‌م� کوتاه می‌شود ‌‪ .‬این مقدار بسیار‬ ‫ت‬ ‫ناچ�ز‌است‪ ،‬اما برای ‌یک ساختمان ‪70‬طبقه مقداری در حدود ‪225‬مییل‌م� خواهد‌داشت‪.‬‬ ‫ی‬ ‫در‌این ش�ایط طراح باید انعطاف‌پذیری ف‬ ‫کا� را برای باال و ی ن‬ ‫پای� نقاط اتصال لوله ش‬ ‫‌ک� به‌سازه‬ ‫‌بگ�د‪ .‬برای طراحی مناسب در‌این ش�ایط‪ ،‬طراح تاسیسات باید مقدار‬ ‫برای حرکت لوله در نظر ی‬ ‫دقیق ت‬ ‫حرک� را که سیستم لوله ش‬ ‫‌ک� در طول انقباض سازه تجربه می‌کند‪ ،‬از مهندسان عمران‬ ‫جویا‌شود‪.‬‬

‫تأسیسات‬

‫انبساط و انقباض‬

‫ث‬ ‫حداک� برد حرکت لوله ش‬ ‫‌ک� را در طول ش�ایط گوناگون‬ ‫مهندسان طراح تاسیسات باید‬ ‫ت‬ ‫عملیا� پیش ن‬ ‫ز‬ ‫ش‬ ‫‌جا� لوله‌ک� در فاز ساخت ین� باید‬ ‫ه‬ ‫جاب‬ ‫کنند‪.‬‬ ‫محاسبه‬ ‫‌بی� و‬ ‫دوره‌های‬ ‫ی‬ ‫محاسبه شود‪.‬‬ ‫‌ک� روی سازه اهمیت به‌سز یا� دارد‪ ،‬در نظر ت ن‬ ‫‌جا� لوله ش‬ ‫گرف�‬ ‫ه‬ ‫جاب‬ ‫از‬ ‫حاصل‬ ‫از آن‌جا‌که بار‬ ‫ی‬ ‫ت‬ ‫ش‬ ‫‌جا� لوله‌ک� در طراحی سازه‪ ،‬مهم است‪‌.‬این‌‌بار ح� در زمان ساخت می‌تواند بزرگ‌تر‬ ‫جابه ی‬ ‫ن‬ ‫ش‬ ‫تغی�ات بلند مدت دوره‌ای دمای هوا قرار‌دارد‪.‬‬ ‫تاث� ی‬ ‫باشد‪ ،‬خصوصا زما�‌که لوله‌ک� تحت ی‬ ‫مهندسان طراح تاسیسات باید بارهای دینامیک و بارهای استاتیک حاصل از وزن لوله‌های‬ ‫پر از سیال را به مهندسان عمران ارائه کنند تا سازه مناسب با‌توجه به بارهای موجود‪ ،‬برای‬ ‫مهار لوله ش‬ ‫‌ک� را طراحی کنند‪.‬‬

‫مالحظات اقتصادی مربوط به اختالف دما‬

‫بنابر ی ن‬ ‫قوان� گذشته‌ایاالت متحده آمریکا‪ ،‬برای انتخاب دستگاه‌های رسماساز‪ ،‬اختالف دمای‬ ‫آب ورودی و خروجی ‪ 10‬درجه فارنهایت‌یا ‪ 12‬درجه فارنهایت برای چیلر و اختالف دمای ‪10‬‬ ‫درجه فارنهایت برای هر تن از طرفیت کندانسور در نظر گرفته می‌شد‪‌ .‬این رهنمودها برای‬ ‫تاث� کوچیک بر هزینه پروژه دارد مناسب است‪ ،‬اما برای پروژه‌های‬ ‫ساختمان‌های کوچک که ی‬ ‫‌ها� از‌این‌دست؛‬ ‫بزرگ به‌خصوص پروژه‌های بلند تجاری دیدگاه دیگری وجود‌دارد‪ .‬در پروژه ی‬ ‫هزینه اصیل لوله ش‬ ‫ش�ها و اتصاالت می‌تواند به‌صورت موثری با استفاده از اختالف‬ ‫‌ک�‪ ،‬ی‬ ‫ت‬ ‫عملیا� دستگاه کم‌شود‪ ،‬در‌این صورت بد� آب ت‬ ‫دمای ت‬ ‫کم�ی‬ ‫بیش� و با تاوان افزایش هزینه‬ ‫وجود خواهد‌داشت که باعث کاهش اندازه لوله‌ها خواهد شد‪.‬‬ ‫مالحظات اختالف دمای ورودی و خروجی در چیلر و کندانسور در تاسیسات کندانسور‬ ‫ارزیا� هر‌ساختمان بلند تجاری می‌تواند‬ ‫در تاسیسات رسماساز موضوع قابل‌توجهی است‪ .‬ب‬ ‫‌جو� اسایس در هزینه‌های لوله ش‬ ‫ش�ها اعمال کند و تمام‌این عوامل‪،‬‬ ‫‌ک�‪ ،‬اتصاالت و ی‬ ‫رصفه ی‬ ‫اجزای تاسیسات رسماساز پروژه هستند‪.‬‬

‫تاسیسات گرمایش و رسمایش مرکزی ساختمان‌های بلند‬

‫ساختمان بسیاری از ت‬ ‫دف�های تجاری بلند‪ ،‬جهت ی ن‬ ‫تام� آب‌رسد و گرم و بخار مورد نیاز برای‬ ‫ز‬ ‫تجه�ات پکیج کولر گازی بر‬ ‫رسمایش و گرمایش به تاسیسات مرکزی نیاز‌خواهند‌داشت‪ .‬اگر ی‬ ‫اساس روش طبقه‌ای استفاده‌شود‪ ،‬نیاز به تاسیسات آب‌رسد نخواهد‌داشت‪ .‬به‌صورت مشابه‬ ‫فضا� که گرمایش الزم‌است‪ ،‬اگر در طول پایه دیوار خارجی‌یا پیش از‬ ‫در هوای رسد‪ ،‬برای ی‬ ‫مدار قدرت دمنده رسمایش که گوشه‌های خارجی ساختمان را تغذیه می‌کند‪ ،‬مقاومت حرار�ت‬ ‫ت‬ ‫الک�ییک استفاده شود‪ ،‬دیگر به بویلر آب‌گرم‌ یا بخار نیاز‌نیست‪.‬‬ ‫برای تاسیسات ساختمان‌های دیگر‪ ،‬تاسیسات آب‌رسد مرکزی (برای دستگاه‌های رسماساز و‬ ‫تاسیسات بویلر) نیاز خواهد‌بود‪.‬‬

‫مالحظات اقتصادی تاسیسات‬

‫برای ی ن‬ ‫تعی� نوع سیستم‪ ‌،‬یک تحلیل دقیق رسمایش پروژه الزم‌است‪ .‬معموال انتخاب‌ها‬ ‫ت‬ ‫ماش�‌های رسمایش سان�یفیوژ ‌یا ی ن‬ ‫به ی ن‬ ‫جذ� محدود‌هستند‪ .‬عموما راه‌اندازی‬ ‫ماش�‌های ب‬ ‫ت‬ ‫ت‬ ‫ین‬ ‫ماش�‌های سان�یفیوژ با انرژی الک�ییک‌یا بخار است‪ .‬سیال خنک‌کننده در‌این سیستم‌ها آب‬ ‫جذ� می‌توانند ی ن‬ ‫است‪ .‬ی ن‬ ‫‌کارگ�ی‬ ‫تاث� دوگانه باشند‪ .‬برای به ی‬ ‫تاث� ساده‌ یا ی‬ ‫‌ها� با ی‬ ‫ماش� ی‬ ‫ماش�‌های ب‬ ‫ین‬ ‫تاث� دوگانه‪ ،‬به بخار با فشار باال نیاز است که تولی ‌د این بخار‪ ،‬هزینه زیادی در‬ ‫ماش�‌های ی‬ ‫بر خواهد داشت؛ بنابراین ن‬ ‫زما� از‌این سیستم استفاده می‌شود که قبال‌این بخار از تاسیسات‬ ‫حرارت مرکزی مهیا شده‌باشد‪.‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫توزیع لوله آب و اتصاالت‬

‫تأسیسات‬

‫نس� در مورد نوع و موقعیت تاسیسات گرمایش و رسمایش باید‬ ‫عوامیل که برای تصمیم ی‬ ‫‌گ�ی ب‬ ‫در نظر گرفت شامل موارد زیر است‪:‬‬ ‫• وزن‪ ،‬فضای مورد نیاز و فشار روی سازه سیستم‪.‬‬ ‫تاث� روی برنامه‌ریزی ساخت‬ ‫• ی‬ ‫ن‬ ‫ز‬ ‫ز‬ ‫تجه�ات داخل آن‬ ‫تجه�ات مکانییک و ساختار دال‌بت� که ی‬ ‫تغی�ات خاص در جزییات اتاق ی‬ ‫• ی‬ ‫قرار دارند‪.‬‬ ‫صدا�‬ ‫• مالحظات ی‬ ‫گ‬ ‫• ساد� و هزینه استفاده و نگهداری‪.‬‬ ‫• مالحظات مربوط به منابع انرژی در ت‬ ‫دس�س‪.‬‬ ‫• هزینه‌های استفاده ساالنه و در‌صورت ممکن ی ن‬ ‫تعی� هزینه دوره عمر هر‌یک از روش‌های‬ ‫مورد استفاده‪.‬‬ ‫• مالحظات فضا و هزینه طول دودکش عمودی از بویلری که با سوخت فسییل کار می‌کند‪.‬‬

‫‪165‬‬

‫‪166‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬ ‫تأسیسات‬

‫استفاده از ی ن‬ ‫هوا� به چندین دلیل در ساختمان‌های بلند خییل مرسوم‬ ‫ماش�‌های رسمایش ی‬ ‫نیست‪ .‬دلیل بسیار مهم‪ ،‬اندازه‌های نسبتا بزرگ ی ن‬ ‫هوا� و نیاز به فضا‬ ‫ماش�‌های رسمایش ی‬ ‫ض‬ ‫تجه�ات است‪ .‬بزرگ‌ترین ی ن‬ ‫برای خنک‌کاری ‌این نوع ی ز‬ ‫هوا� که در‌حال‌حا�‬ ‫ماش� رسمایش ی‬ ‫گ‬ ‫ت‬ ‫می‌توان انتخاب کرد ‪ 400‬تن است‪ .‬ساختمان‌های بلند به‌طور ذا� ساختمان‌های بزر� هستند‬ ‫وتعداد زیادی از ی ن‬ ‫هوا� در آن‌ها استفاده می‌شود؛ اما به‌دلیل‬ ‫ماش�‌های رسمایش با چگالنده ی‬ ‫نیاز به فضای بزرگ در آینده با مشکل مواجه می‌شوند‪.‬‬ ‫در صورت فقدان وجود انرژی ت‬ ‫ش‬ ‫الک�ییک‪ ،‬انتخاب تاسیسات گرمای� برای ساختمان‌های‬ ‫ش‬ ‫گرمای� در انواع ساختمان‌ها است‪ .‬انتخاب‬ ‫بلند‌مرتبه‪ ،‬مانند دیگر پروژه‌های تاسیسات‬ ‫ش‬ ‫گرمای� مناسب برای‌یک ساختمان در‌یک تحلیل خوب اقتصادی به فضای مورد‬ ‫تاسیسات‬ ‫انتخا� و تفاوت‌های‬ ‫ابتدا� و هزینه عملکرد به‌عنوان تابعی از هزینه سوخت‬ ‫ب‬ ‫نیاز‪ ،‬هزینه ی‬ ‫گ‬ ‫تعم�ات نگهداری بست� دارد‪.‬‬ ‫‌های‬ ‫ممکن در هزینه‬ ‫ی‬

‫موقعیت تاسیسات مرکزی‬

‫گرف� ن‬ ‫مکا� در ساختمان جهت نصب ی ز‬ ‫شامل در نظر ت ن‬ ‫تجه�ات است‪ .‬مکان‌های موجود روی‬ ‫تاث� گرمایش ‌یا رسمایش در‬ ‫هزینه‌های سازه‪ ،‬طراحی معماری‪ ،‬زمان ساخت و آشکار بودن ی‬ ‫پای�‌تر از سطح ی ن‬ ‫تاث� خواهند‌داشت‪ .‬در نهایت سطحی ی ن‬ ‫زم� برای‬ ‫رابطه با نیازهای ساکنان ی‬ ‫ن‬ ‫ت‬ ‫نصب تاسیسات حرارت مرکزی و رسمایش انتخاب می‌شود‪ .‬به� است زما�‌که اتصال داخیل‬ ‫مستقیم ی ن‬ ‫ب�‌این دو تاسیسات وجود ندارد‪ ،‬از نصب آن در‌یک سطح از ساختمان‪ ،‬خودداری‬ ‫ن‬ ‫ماش�‌های خنک‌کننده نمی‌توان‌یافت‪.‬‬ ‫شود‪ .‬د ‌ر یک ساختمان جایگاهی برای دیگ بخار ‌یا ی‬ ‫ن‬ ‫تعی�‌شده‌ی قبیل مشخص‌شود‪.‬‬ ‫محل تاسیسات دیگ بخار باید به‌وسیله تحلیل مولفه‌های ی‬ ‫صدا� و‬ ‫‌بندی‬ ‫ق‬ ‫عای‬ ‫احی‬ ‫ر‬ ‫ط‬ ‫مالحظات‬ ‫رصف‌نظر از محل نصب‪ ،‬جزییات طراحی باید شامل‬ ‫ی‬ ‫تعا� مناسب باشد‪ .‬ی ن‬ ‫ش‬ ‫ار ش‬ ‫رسمای� بسیار پیچیده‌تر است‪ ،‬زیرا آب‌رسد و‬ ‫تعی� محل تاسیسات‬ ‫تجه�ات ی ن‬ ‫رسمای� و ی ز‬ ‫ش‬ ‫تام� رسمایش ساختمان که به آب‌رسد‬ ‫آب چگالنده باید به‌محل تاسیسات‬ ‫‌چن�ن‬ ‫ن‬ ‫ماش�‌های رسمایش هم ی‬ ‫نیاز دارند‪ ،‬پمپ شود‪ .‬به‌عالوه‪ ،‬برج خنک‌کن و فشار کاری ی‬ ‫ت‬ ‫اصول لوله ش‬ ‫ش�ها باید بر طبق اصول باشد‪ .‬به‌عالوه الک�یسیت ‌ه یا بخار برای‬ ‫‌ک�‪ ،‬اتصاالت و ی‬ ‫ز‬ ‫تجه�ات باید مهیا شده‌باشد‪ .‬رس‌و‌صدا و ارتعاشات ش‬ ‫نا�‬ ‫تولید انرژی به‌منظور راه‌اندازی ی‬ ‫از ی ز‬ ‫تجه�ات را باید مدنظر داشت‪ .‬اگر مهندسان معماری‪ ،‬سازه و طراح‌های مکانییک کامال به‬ ‫گ‬ ‫م�ان رس‌و‌صدای به‌وجود آمده از‌این ی ز‬ ‫ارتعاشات و ی ز‬ ‫تجه�ات رسید�‌کنند ‌‪ ،‬این مورد‌ یک مشکل‬ ‫به‌حساب نمی‌آید‪.‬‬

‫رسمای� اتاق ی ز‬ ‫ش‬ ‫تجه�ات مکانییک‬ ‫صدا� در تاسیسات‬ ‫مالحظات ی‬

‫برای کاهش انتقال رس‌و‌صدا و ارتعاشات به‌وجود آمده باید به‌ ساختار دال‌های کف و سقف و‬ ‫ب�‌ این فضاها وجود‌دارد‪ ،‬توجه ویژ‌ه‌ای کرد‪ .‬ضخامت ساختار ت ن‬ ‫هر دیوار عمودی که ی ن‬ ‫ب� دال‬ ‫ز‬ ‫باال و ی ن‬ ‫تجه�ات باید ابتدا محل را از همه نظر برریس کرد‪.‬‬ ‫پای� تاسیسات برای نصب ی‬ ‫پای�‌تر از سطح ی ن‬ ‫رسمای� می‌تواند در سطح‌های ی ن‬ ‫ش‬ ‫زم�‪،‬‬ ‫تاسیسات دیگ‌های بخار و تاسیسات‬ ‫ن‬ ‫فضاها� را که در‬ ‫‌باشند‪.‬‬ ‫ه‬ ‫داشت‬ ‫ار‬ ‫ر‬ ‫ق‬ ‫دو‪،‬‬ ‫این‬ ‫‌‬ ‫ب�‬ ‫جا�‬ ‫هر‬ ‫در‌یک اتاق مکانییک باالی سقف‌یا‬ ‫ی ی‬ ‫ی‬ ‫مجاورت اتاق ی ز‬ ‫دیوارها� از جنس‬ ‫تجه�ات مکانییک تاسیسات رسمایش قرار دارد می‌توان با‬ ‫ی‬ ‫ن‬ ‫استاندارد آجر سیما� سبک پوشش داد‪ .‬ساختا ‌ر این دیوارها به‌گونه‌ای است که ت‬ ‫سان�یفیوژ‬ ‫جذ�‪ ،‬دیگ‌های بخار ‌یا پمپ‌ها و دیگر ی ز‬ ‫تجه� تا� که در ‌یک پروژه تولید‌می‌کنند‪ ،‬برطرف‬ ‫ب‬ ‫خواهد کرد‪.‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫تجه�ات‪ ،‬باالی‌یک محل بسیار بحر نا� نصب‌شده‌باشد‪ ،‬ممکنیست‌یک کف شناور ن‬ ‫اما اگر ی ز‬ ‫بت�‬ ‫مورد نیاز باشد‪‌.‬این روش پرهزینه‌ای است و تنها در صورت اجبار باید به‌کار رود‪.‬‬

‫‪167‬‬

‫تأسیسات‬

‫انواع عایق‌های ار ش‬ ‫تعا� جهت نصب شایس‌های‬ ‫ش‬ ‫ش‬ ‫رسمای� مرکزی‬ ‫گرمای� و‬

‫یز‬ ‫ش‬ ‫عایق‌کاری جهت کم‌کردن اثرات ارتعا�ش‬ ‫رسمای�‬ ‫تجه�ات‬

‫دوم� راه برای انتقال ارتعاش از ی ز‬ ‫همان‌طور که اشاره شد‪ ،‬ی ن‬ ‫تجه�ات به ساختمان از طریق‬ ‫اسکلت و ارتعاش در طول دال ن‬ ‫بت� است‪ .‬برای عایق کردن اختالل‌های به‌وجود آمده از سازه‪،‬‬ ‫ز‬ ‫ض�وری‌است که تمام ی ز‬ ‫ش‬ ‫تجه�ات مکانییک روی الیه عایق ارتعا� قرار داده‬ ‫تجه�ات دوار در اتاق ی‬ ‫گ‬ ‫ن� بست�‌دارد‪ .‬برای نصب ی ن‬ ‫تجه�ات ی ز‬ ‫شود و‌این انتخاب به نوع ی ز‬ ‫ش‬ ‫رسمای� در طبقات باال‪،‬‬ ‫ماش�‬ ‫ن‬ ‫باید ی ن‬ ‫تغی� شکل‬ ‫ماش� را به چارچوب ساز‌ه‌ای‌یک‌پارچه مجهز و روی ف�های پایدار سوار کرد‪ .‬ی‬ ‫ها� که به‌کار گرفته می‌شوند‪ ،‬تابعی از ساختار دال کف است که نه‌تنها به وزن دستگاه‪ ،‬بلکه‬ ‫نف� ی‬ ‫گ‬ ‫به فرکانس طبیعی‪ ،‬دهانه کف و اندازه سازه فوالدی ی ز‬ ‫ن� بست�‌دارد‪.‬‬ ‫ن‬ ‫ک ن‬ ‫ای�یس مهار‌شده و به ف� مجهز شوند‪ .‬ضخامت‌‬ ‫پمپ‌های بزرگ چیلرها باید با پایه‌های بلو ‌‬ ‫ن‬ ‫تغی� می‌کند‪ .‬پایه‌های بت� باید پمپ‌های انشعاب افقی‪ ،‬تکیه‌گاه‌ها‪،‬‬ ‫این پایه‌ها با توان موتور ی‬ ‫انو�‌ها و اتصاالت مکش و خروجی را شامل‌شود‪.‬‬ ‫ز ی‬ ‫ن‬ ‫ت‬ ‫ن‬ ‫زم� نصب شود‪ ،‬نیازی به استفاده از‬ ‫وق� تاسیسات خنک‌کننده و دیگ بخار دال بت� روی ی‬ ‫ن‬ ‫نف�های یب�و� نیست‪ .‬نف�ها می‌توانند با‌توجه به فاصله فضاها با ی ز‬ ‫تجه�ات مرکزی حذف شوند‪.‬‬ ‫تجه�ات در ی ن‬ ‫اگر ی ز‬ ‫پای�‌ یک فضای مورد استفاده‌یا سطوح راهرو ورودی ساختمان نصب‌شوند‪،‬‬ ‫ق‬ ‫ت‬ ‫قسم� از خصوصیات استاندارد با� بماند‪ .‬سیستم لوله ش‬ ‫‌ک�‬ ‫عایق‌بندی نف� باید به‌عنوان‬ ‫ن‬ ‫اتاق تاسیسات مرکزی باید به نگهدارنده‌های ف�ی‌یا تکیه‌گاه‌ها مجهز شود‪‌ .‬این سیستم با‬ ‫نگهدارنده‌های عایق‌بندی خود باید از طرف اسکلت ساختمان ی ز‬ ‫ن� مهار شوند‪ .‬بنابراین احتمال‬ ‫‌ک� نباید از دال ن‬ ‫نصب اعضای کمیک ی ن‬ ‫ب� اعضای سازه وجود‌دارد‪ .‬لوله ش‬ ‫بت� آویخته باشد‪ .‬برای‬ ‫ز‬ ‫ش‬ ‫ش‬ ‫تجه�ات مکانییک را باید‬ ‫مس� لوله‌ک� در اتاق ی‬ ‫به حداقل رساندن انتقال ارتعا� به سازه ی‬ ‫تعی�ن‬ ‫با نف� عایق‌بندی کرد‪ .‬مهندس صدای پروژه ‌این مساله را با ‌یک تحلیل دقیق از نصب ی‬ ‫می‌کند‪.‬‬

‫‪168‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫مورد تاسیسات خنک‌کننده از‌این نظر بسیار ت‬ ‫حیا� است که دارای نصب پیچیده به‌خاطر نیاز‬ ‫‌ک� بخار احتمایل همانند نیازهای ت‬ ‫به تکمیل قسمت آب‌رسد شده‪ ،‬آب چگالنده و لوله ش‬ ‫الک�ییک‬ ‫ماش�‌ها‌است‪ .‬ی ن‬ ‫ین‬ ‫ش‬ ‫‌ک� در ساختمان‪ ،‬لوله ش‬ ‫سنگ�‌ترین بخش لوله ش‬ ‫رسمای� است‪.‬‬ ‫‌ک� تاسیسات‬ ‫ن‬ ‫‌هم� دلیل اگر هدف وجود تاسیسات رسمایش روی سطح باالی ساختمان باشد‪ ،‬نصب‬ ‫به ی‬ ‫ین‬ ‫ش‬ ‫تاخ� بیاندازد‪.‬‬ ‫به‬ ‫ساختمان‬ ‫کردن‬ ‫کامل‬ ‫ای‬ ‫ر‬ ‫ب‬ ‫ا‬ ‫ر‬ ‫کیل‬ ‫نامه‬ ‫ر‬ ‫ب‬ ‫‌تواند‬ ‫ی‬ ‫م‬ ‫مربوط‬ ‫‌ک�‬ ‫ه‬ ‫لول‬ ‫و‬ ‫‌ها‬ ‫ماش�‬ ‫ی‬ ‫ن‬ ‫ن‬ ‫ز‬ ‫زم� نصب نشده باشند‪ ،‬شاید‬ ‫پای�‌تر از سطح ی‬ ‫تجه�ات خنک‌کننده در ی‬ ‫ب ‌ر این اساس اگر ی‬ ‫ت‬ ‫ن‬ ‫پای� ساختمان قرار داده شوند‪ .‬به‌عالوه ممکن‌است اگر‬ ‫به� باشد که در باالی سطح دال و ی‬ ‫ز‬ ‫باال� نصب شوند‪ ،‬باعث اشغال زودرس‌این‬ ‫ی‬ ‫تجه�ات خنک‌کنند ‌ه یا دیگ بخار روی سطوح ی‬ ‫ن‬ ‫جلوگ�ی کنند‪.‬‬ ‫طبقات شده و از تکمیل طبقات پایی� ساختمان‬ ‫ی‬

‫تأسیسات‬ ‫عایق ‌نگهدارنده‌ی ‌لوله‌های عبوری‬

‫مسایل صداشنایس مربوط به سیستم اتاق‌های دمنده طبقه‌ای ساختمان‌های بلند‬ ‫طراحی‌های مربوط به سیستم‌های نوع دوم و سوم به‌مواردی از قبیل نزدییک واحدهای‬ ‫ن‬ ‫مسکو�‪ ،‬نحوه ترکیب‌بندی واحدهای تهویه‪ ،‬نوع دمنده استفاده‌شده و‬ ‫تهویه به فضاهای‬ ‫گ‬ ‫آرایش کانال ش‬ ‫‌ک�‌های رفت و برگشت بست� دارد‪ .‬مقدار دقیق محدوده‌های معیار به انتخاب‬ ‫گ‬ ‫ن‬ ‫‌چن� ساخت خود اتاق بست� دارد‪ .‬برای‬ ‫دمنده‪ ،‬طرح کانال در اتاق دمنده محیل و هم ی‬ ‫فضاهای اداری معمویل‪ ،‬باال بودن ی ز‬ ‫م�ان صدا مشکل جدی برای انتخاب سیستم مورد نظر‬ ‫به‌وجود نمی‌آورد؛ اما باید به‌وسیله تیم طراحی و به‌خصوص مالک هنگام تهیه اجاره‌نامه در‬ ‫نظر گرفته‌شود‪.‬‬ ‫تاث� محل نصب روی‬ ‫نها� در راستای محل تاسیسات دیگ بخار و تاسیسات چیلر‪ ،‬ی‬ ‫برریس ی‬ ‫ض‬ ‫ت‬ ‫برنامه‌ریزی ساخت است‪‌.‬این مالحظه به‌خصوص در‌حال‌حا� در تمام پروژه‌ها‪ ،‬برای کن�ل‬ ‫متغ� ورودی استفاده‬ ‫رسعت دمنده از‌یک درایو با فرکانس قابل تنظیم به‌جای تیغه‌های ی‬ ‫می‌شود‪.‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬ ‫تأسیسات‬

‫صدا� واحدهای تهویه را بهبود می‌بخشد؛ از‌این‌رو‪ ،‬اغتشاش احتمایل ش‬ ‫نا� از‬ ‫این‌کار محدوده ی‬ ‫تیغه‌ها ی ز‬ ‫جز� کاهش‬ ‫ن� برطرف می‌شود‪ .‬به‌عالوه به‌خاطر‌ این‌که رسعت دمنده در مواقع بار ی‬ ‫ت‬ ‫صدا� به‌وجود آمده نسبت به آن‌چه که‬ ‫می‌یابد‪ ،‬انرژی امواج صو� و در نتیجه سطوح‬ ‫ی‬ ‫ت‬ ‫در موارد بار کامل به‌وجود می‌آید‪ ،‬ت‬ ‫ن‬ ‫‌گرف� این واقعیت که‬ ‫کم�‌خواهد‌بود‪‌ .‬این‌مورد با در‌نظر ‌‬ ‫سیستم عمال در ش�ایطی ی ن‬ ‫پای�‌تر از ش�ایط طراحی کار‌می‌کند‪ ،‬منجر‌به کاهش سطوح صدا‬ ‫نسبت‌به حالت‌پیش ن‬ ‫‌بی� شده می‌شود‪.‬‬ ‫ترکیب‌بندی که در سیستم‌های طبقه‌ای کاربرد پیدا کرده‌است‪ ،‬آرایش ش‬ ‫وز� با دمنده قبل از‬ ‫ش‬ ‫رسمای� است‪ .‬مزیت ‌این ترکیب‌بندی‌ این است که حرارت ‌ایجادشده در دمنده‬ ‫کالف‌های‬ ‫ش‬ ‫رسمای� که بعد‌از دمنده قرار‌دارند‪ ،‬دفع خواهد‌شد ‌‪ .‬این ترکیب‌بندی‬ ‫به‌وسیله کالف‌های‬ ‫به‌طور ت‬ ‫ت‬ ‫برگش� پر‌رس‌و‌صداتر از حالت جریان پایدار خواهد‌بود‪ ‌.‬این نوع‬ ‫ذا� درسمت هوای‬ ‫تدب�ی برای برگشت بدون رس‌و‌صدای هوا به اتاق دمنده محیل‪ ،‬نیاز خواهد‌داشت‪.‬‬ ‫آرایش به ی‬ ‫ت‬ ‫صدا� برای منفذ هوای برگشت است‪‌ .‬این‌کار‬ ‫‌یا� به ‌این هدف استفاده از آس� ی‬ ‫گزینه دست ب‬ ‫ت‬ ‫ت‬ ‫مس� برگشت هوا را‌ ایجاد‌‌می‌کند‪.‬‬ ‫ای‬ ‫ر‬ ‫ب‬ ‫صو�‬ ‫‌شده‬ ‫آس�‬ ‫حداقل‬ ‫‌ی‬ ‫ه‬ ‫امکان استفاد‬ ‫ی‬ ‫آر ش‬ ‫ای� که به‌صورت بسیار متداول برای سیستم طبقه‌ای استفاده‌می‌شود‪ ،‬آرایش جریان پایدار‬ ‫ن‬ ‫است که نگرا�‌های مربوط به پوسته دمند ‌ه یا صدای قسمت ورودی را برطرف‌می‌کند‪ .‬در‌این‬ ‫ت‬ ‫نوع آرایش‪ ،‬هم ی ن‬ ‫‌چن� اتصاالت مربوط به کانال ش‬ ‫برگش� نسبت به آرایش قبیل‪،‬‬ ‫‌ک� هوای‬ ‫راحت‌تر است‪ .‬عالوه‌بر نوع آرایش واحدهای تهویه‪ ،‬نوع دمنده استفاده شده بر‌مشخصه‌های‬ ‫ت‬ ‫تاث�‌خواهد‌گذاشت‪ .‬سه‌نوع انتخاب در‌این زمینه وجود‌دارد‪.‬‬ ‫کن�ل صدا‪ ،‬ی‬ ‫ت‬ ‫به�ین دمنده‪ ،‬دمنده جریان مختلط است‪‌.‬این دمنده باالترین سطح صدای خود را در فرکانیس‬ ‫باالتر از دو‌نوع‌دیگر‪‌ ،‬ایجاد‌می‌کند‪ .‬صداهای ‌ایجاد‌شده در ‌این‌محدوده فرکانس‪ ،‬ساده‌تر از‬ ‫محدوده‌های ی ن‬ ‫پای�‌تر تضعیف می‌شود‪.‬‬ ‫ین‬ ‫ش‬ ‫‌جا�‌ک ‌ه یک منفذ باز را ف�ده می‌کند‬ ‫دوم� انتخاب دمنده دیافراگمی است‪‌.‬این دمنده از آن ی‬ ‫به�ی دارد‪ ،‬نسبت به دمنده نوع گریز از مرکز ت‬ ‫‌چن� عایق‌بندی ت‬ ‫و هم ی ن‬ ‫(سان�یفوژ) کم‌صداتر‬ ‫عمل‌می‌کند‪ .‬منفذی که در‌این نوع دمنده استفاده می‌شود‪‌ ،‬این امکان را فراهم‌می‌کند که‬ ‫کانال‌های رفت با چند انشعاب به‌جهات مختلف فرستاده‌شود‪‌ .‬این امکان از ‌این جهت مورد‬ ‫توجه است که کانال‌ها می‌توانند از طریق‌یک منفذ ت‬ ‫مش�ک اما در جهات مختلف توزیع شوند‬ ‫که‌این حالت‪ ،‬عمل تضعیف صدا را ت‬ ‫آسان� می‌کند‪.‬‬ ‫ین‬ ‫سوم� نوع دمنده که با موفقیت کامل به‌کار گرفته‌شده‌است‪ ،‬دمنده گریز از مرکز است‪‌ .‬این‬ ‫نوع دمنده‌ها فضای کمی اشغال می‌کنند؛ ویل کانال رفت باید به اندا ‌زه‌ای ادامه‌یابد تا حرکت‬ ‫هوا به‌صورت آرام درآید‪ .‬صدای‌ایجاد‌شده از‌یک دمنده گریز از مرکز نسبت به دو دمنده دیگر‬ ‫آس� کردن ت‬ ‫بیش� است و عالوه‌بر ت‬ ‫ت‬ ‫صو�‌یا افزودن طول کانال تغذیه به‌دلیل نفوذ آن به سقف‬ ‫ن‬ ‫ز‬ ‫مسکو�‪ ،‬باید از‌یک تضعیف‌کننده صدا ین� استفاده کرد‪.‬‬ ‫ن‬ ‫ارگ�ی آن‌ها نسبت‌به فضاهای مسکو� و ترتیب‬ ‫جزییات مربوط به در‌ها می‌تواند با‌توجه به قر ی‬ ‫تغی� کند ‌‪ .‬یک واحد ش‬ ‫وز� که پر رس‌و‌صداتر از واحد جریان‬ ‫نصب هواسازهای هر طبقه ی‬ ‫صدا� باالتری نیاز خواهد‌داشت‪‌ .‬ییک از گزینه‌های موجود برای‬ ‫پایدار است به معیارهای‬ ‫ی‬ ‫در اتاق دمنده‪ ،‬در فلزی توخایل است که داخل آن با مواد خایص پر شده‌است‪‌ .‬این در‪ ،‬با‬ ‫ِ‬ ‫ش‬ ‫وا�های محیطی و درزبندهای اتصال خودکار همراه است‪ .‬گزینه دیگر درهای پشت به پشت با‬ ‫صدا�‪ ،‬آخرین گزینه است‪.‬‬ ‫درزبندهای‬ ‫در درجه‌بندی‌شده از لحاظ ی‬ ‫ب‬ ‫چارچو� است و در‌نهایت‪ِ ،‬‬

‫‪169‬‬

‫‪170‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬ ‫تأسیسات‬ ‫عایق ش‬ ‫لرز�‌نگهدارنده‌ی‌تاسیسات سیستم گرمایش‬ ‫مرکزی‬

‫نا� از حرکت هوا در طول سیستم کانال ش‬ ‫برای به حداقل‌رساندن انتقال صدای ش‬ ‫‌ک� رفت‬ ‫مس� تا قبل از نفوذ کانال به داخل سقف‬ ‫باید کانال درون اتاق دمنده عایق شود‪‌ .‬این ی‬ ‫ن‬ ‫مسکو� است ‌‪ .‬این‌کار دست‌کم به اندازه انتخاب واحد تهویه مهم‌است‪ .‬در مواقعی‬ ‫فضاهای‬ ‫‌ها� همراه است‪ ،‬انتخاب واحد تهویه اهمیت ویژه‌ای پیدا‬ ‫که اجرای‌این ی‬ ‫مس� با محدودیت ی‬ ‫مس� ا ‌ز این جهت اهمیت دارد که نه‌تنها صدای دمنده را ضعیف می‌کند‪ ،‬بلکه‬ ‫می‌کند‪‌.‬این ی‬ ‫ز‬ ‫اغتشاشات هوا را ین� کاهش‌می‌دهد‪ .‬با‌توجه به فضای موجود در اتاق دمنده و نوع دمنده‬ ‫به‌کار‌رفته‪ ،‬دو شاخه کردن کانال تغذیه ی ز‬ ‫صدا� به‌جای ‌یک‬ ‫ن� سودمند است؛ چرا‌که انرژی ی‬ ‫‌کانال‪ ،‬در دو کانال انتقال خواهد‌یافت‪ .‬اگر فضای اتاق دمنده‪ ،‬اجازه اجرای سیستم دو کاناله‬ ‫مس� رفت نداد‪ ،‬دو شاخه کردن کانال رفت دقیقا پس از خروج از اتاق دمنده در کاهش‬ ‫را در ی‬ ‫تاث� زیادی دارد‪.‬‬ ‫انرژی صدا ی‬ ‫ز‬ ‫صدا�‬ ‫عایق‬ ‫باید‬ ‫‪،‬‬ ‫ن�‬ ‫هستند‬ ‫متصل‬ ‫سقف‬ ‫در‬ ‫موجود‬ ‫منافذ‬ ‫به‬ ‫که‬ ‫هوا‬ ‫برگشت‬ ‫کانال‌های‬ ‫ی‬ ‫ی‬ ‫شده‌باشند‪ .‬برای ‌این‌منظور کانال عایق‌شده برگشت هوا به اتاق دمنده تا کف اتاق دمنده‬ ‫انو�‬ ‫ادامه داده‌می‌شود‪ .‬با انجام ‌این‌کار‪ ،‬کانال برگشت در اتاق دمنده‪ ،‬به‌صورت‌ یک ز ی‬ ‫انو�‌شکل‪ ،‬طول عایق‌شده در منفذهای سقف را کاهش‌خواهد‌داد‪.‬‬ ‫در‌می‌آید‪‌ .‬این مقطع ز ی‬ ‫گزینه‌ی بعدی‪ ،‬عبور دادن هوای برگشت از درون دیوارهای عریض شده اتاق دمنده است‪‌.‬‬ ‫این‌کار هم ی ن‬ ‫‌چن� کانال ش‬ ‫‌ک� برگشت هوا را حذف می‌کند‪ .‬در ساخت کانال رفت و برگشت باید‬ ‫پای�ن‬ ‫ش‬ ‫از ورق فلزی به‌مقدار مناسب استفاده‌شود تا صدای نا� از دمنده در فرکانس‌های ی‬ ‫ن� ت‬ ‫یز‬ ‫کن�ل شود‪ .‬اندازه ورق فلزی مورد استفاده در کانال ممک ‌ن است نسبت به آن‌چه که برای‬ ‫ن‬ ‫ابتدا�‬ ‫صلبیت ورق فلزی نیاز‌است‪ ،‬ی‬ ‫سنگ�‌تر باشد و‌ای ‌ن ییک از مسائل مهم در قسمت‌های ی‬ ‫ن‬ ‫مسکو� است‪.‬‬ ‫کانال‌های باالی فضاهای‬

‫موتورخانـه مرکزی‌یا پکیج حرارتـی در ساختمان‌های بلند‬

‫ن‬ ‫مسکو� به‌ویژه بلندمرتبه‌ها‬ ‫روش‌های مختلف طراحی و اجرای تاسیسات گرمایش مجتمع‌های‬ ‫و مقایسه آن‌ها از جنبه‌های مختلف دارای اهمیت است‪.‬‬ ‫تاث� انتخاب محل نصب تاسیسات مرکزی روی برنامه‌ریزی ساخت‬ ‫ی‬ ‫در خصوص ی ن‬ ‫تأم� رسمایش و گرمایش محیط دو روش اصیل وجود‌‌دارد‪:‬‬ ‫الف – ی ن‬ ‫تأم� رسمایش و گرمایش به‌صورت متمرکز و تحت مدیریت واحد‬ ‫ب‪ -‬ی ن‬ ‫تأم� رسمایش و گرمایش به‌صورت یغ�متمرکز و در هر واحد‬

‫استفاده از سیستم پکیج حر ت‬ ‫ار�‬

‫استفاده از سیستم موتورخانه مرکزی‬ ‫تام� هوای ت‬ ‫ین‬ ‫ین‬ ‫ک یا در محوطه اجرا کرد‬ ‫زیرزم�‌ یا پیلوت بلو ‌‬ ‫اح�اق ‪ :‬موتورخانه را می‌توان در‬ ‫ت‬ ‫ز‬ ‫ز‬ ‫و چندین بلوک ین� از ‌یک موتورخانه مرکزی تغذیه‌ شود‪ .‬هوای اح�اق را ین� می‌توان به‌طور‬ ‫طبیعی‌یا به‌صورت اجباری توسط سیستم تهویه رسی‌شده با دستگاه مشعل از هوای آزاد‬

‫تأسیسات‬

‫تام� هوای ت‬ ‫ ین‬‫اح�اق‬ ‫برای ساختمان‌های بیش از ‪ 10‬واحد‪ ،‬نصب وسایل گازسوز ظرفیت باال ممنوع است‪ ،‬مگر آن‌که‬ ‫هوای مورد نیاز برای ت‬ ‫اح�اق را از محیط یب�ون ی ن‬ ‫تام� کند‪.‬‬ ‫ اجرای دودکش‬‫جای تعجب است در اغلب طراحی ساختمان‌ها محل عبور لوله‌ها‪ ،‬دودکش‌ها‪ ،‬رایزرها و ‌یا‬ ‫داکت‌های در ابعاد مناسب و در محل مناسب در نظر گرفته‌نمی‌شود و معماران در طراحی‬ ‫واحدها� که پکیج‪ ،‬بخاری‌یا شومینه‬ ‫با مهندسان تاسیسات در‌این‌باره مشورت نمی‌کنند‪ .‬در‬ ‫ی‬ ‫نصب می‌شود‪ ،‬ساکنان آن واحد عموما باید به نکات ن‬ ‫‌ایم� مبحث هفدهم مقررات میل‬ ‫آشنا� کامل داشته و رعایت نمایند‪.‬‬ ‫ساختمان ی‬ ‫ارگ�ی دودکش‌ها نسبت به عنارص سازه‌ای مانند یت�ها ی ز‬ ‫ن� بحث مهم و جداگانه‌ای‬ ‫البته محل قر ی‬ ‫ت‬ ‫ت‬ ‫تدب� مش�ک مهندسان طراح معمار‪ ،‬عمران و‬ ‫است که مشکال� را به‌وجود می‌آورد و مستلزم ی‬ ‫مکانیک پروژه است‪.‬‬ ‫ نصب پکیج حر ت‬‫ار�‬ ‫ت‬ ‫صور�‌که تمامی معضالت برطرف‌شود‪ ،‬حال باید دستگاه پکیج با رعایت دقیق مشخصات‬ ‫در‬ ‫نف� و اطمینان از کامل بودن دودکش دستگاه مربوطه‪ ،‬توسط شخص دارای صالحیت ف�ن‬ ‫نصب‌شود‪ .‬به‌گونه‌ای که ‌یا در فضای خارج ساختمان باشد ‌یا به‌نحوی از فضای ساختمان‬ ‫منفک شود‪.‬‬ ‫ الزامات ساختمان‌های عمومی‬‫چنان‌چه تعداد واحدها بیش از ‪ 10‬واحد باشد‪ ،‬طبق مقررات میل ساختمان جزو گروه‬ ‫ش‬ ‫گرمای� گازسوز در فضای‬ ‫ساختمان‌های عمومی محسوب‌می‌شود‪ .‬لذا ممنوعیت نصب وسایل‬ ‫داخیل اماکن عمومی وجود‌دارد‪ ،‬مگر آن‌که هوای مورد نیاز ت‬ ‫اح�اق آن‌ها از فضای خارج از‬ ‫ساختمان ی ن‬ ‫تام� شود‪.‬‬ ‫‌جا�‌که پکیج‪ ،‬خود نوعی موتورخانه کوچک محسوب می‌شود‪ ،‬الزم‌است دستگاه نشت‌یاب‌‬ ‫از آن ی‬ ‫گاز نصب‌شود‪ ،‬که به‌ندرت‌این امر رعایت می‌شود‪.‬‬ ‫دستگاه رزرو ی ن‬ ‫تام� گرمایش در زمان قطع برق و‌یا قطع گاز‬ ‫تعم� دستگاه گرمایش واحد باید مجهز به‌یک دستگاه رزرو باشد‪ .‬با قطع برق راه حل‌این‬ ‫برای ی‬ ‫است که به فکر انتقال خط اضطراری مشاعات به واحدها بود‪ .‬در این صورت باید عالوه‌بر‬ ‫باال‌بردن ظرفیت ‪ KVA‬دستگاه مولد اضطراری برق‪ ،‬به فکر تمهیدی جهت استفاده مناسب برق‬ ‫اضطراری در برخی از واحدها بود و ‌یا واحد دارای ‌یک دستگاه کوچک مولد برق اضطراری‬ ‫باشد‪.‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫ین‬ ‫تأم� ش�ایط الزم طبق الزامات مباحث مقررات میل ساختمان از نظر طراحی‪ ،‬اجرا و‬ ‫بهره‌برداری‪:‬‬

‫‪171‬‬

‫نصب موتورخانه ‪ :‬طبق الزامات مبحث ‪ 14‬مقررات میل ساختمان حداقل حجم موتورخانه‬ ‫‌رسا� و آتش ن‬ ‫‪16‬برابر حجم دیگ آب‌گرم است‪ .‬مجموعه پمپ‌های سیستم‌های آب ن‬ ‫‌نشا� را‬ ‫می‌توان در داخل مجموعه فوق قرار‌داد که بالطبع امکان دارد که فضای مورد نظر فقط چند‬ ‫درصد اضافه شود‪.‬‬ ‫ن‬ ‫الزامات ساختمان‌های عمومی‪ :‬با‌توجه به خارج‌بودن موتورخانه از فضای مسکو�‪ ،‬الزام‬ ‫ساختما ‌ن عمومی رعایت‌شده و نصب‌یک دستگاه نشت‌یاب گاز کا�ف‌است‪ .‬با اجرای خط لوله‬ ‫ش� مرصف تا دستگاه‬ ‫گاز جهت مرصف مشعل‌ها و اجرای سیستم استابالیزر‪ ،‬حد فاصل ی‬ ‫جلوگ�ی می‌شود‪.‬‬ ‫مشعل از نوسانات تحمیل‌شده گاز به مشعل‌ها‬ ‫ی‬ ‫مسئولیت بهره‌بردار‪ :‬با‌توجه به استقالل سیستم‪ ،‬بهره‌بردار می‌تواند نگهداری مجموعه را‬ ‫ق‬ ‫ش‬ ‫واجد‌�ایط واگذار‌نماید و با وجود موتورخانه‌های سیستم‬ ‫حقو�‬ ‫به اشخاص حقیقی ‌یا‬ ‫‌رسا�‪ ،‬سیستم برق اضطراری جهت مشاعات آتش ن‬ ‫‌نشا�‪ ،‬آب ن‬ ‫رسمایش‪ ،‬آتش ن‬ ‫‌نشا�‪ ،‬آسانسورها‬ ‫و‪ ..‬الزام گروه نگهداری جهت سیستم‌های اشاره‌شده‪ ،‬هزینه‌ی قابل‌توجهی را به سیستم‬ ‫نگهداری تحمیل نمی‌کند‪.‬‬ ‫دستگاه رزرو ی ن‬ ‫تعم� ییک از‬ ‫ق یا قطع گاز ‪:‬در صورت نیاز به ی ‌‬ ‫تام� گرمایش در زمان قطع بر ‌‬ ‫ف‬ ‫دیگ‌ها‪ ،‬مجتمع با مشکیل مواجه نمی‌شود‪ .‬از طر� با قطع برق به‌دلیل بهره‌برداری مشاعات‬ ‫از برق اضطراری‪ ،‬سیستم هم‌چنان به‌کار خود ادامه می‌دهد‪.‬‬

‫‪172‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬ ‫تأسیسات‬

‫سیستم‌های مورد بحث از نظر کارکرد به نفع مالکان ساختمان‬

‫در مجتمع‌های بلند‌مرتبه‪ ،‬امکان استفاده از کنتور‌های آب مجزا برای هر واحد با حل‬ ‫تداب� خاص و‬ ‫مشکل تنظیم رسعت آب ورودی که در اثر اختالف فشار به‌وجود می‌آید‪ ،‬با ی‬ ‫فن‌آوری‌های روز امکان‌پذیر است و در مساله نگهداری تاسیسات مشاع مانند آسانسورها‪،‬‬ ‫س�‪ ،‬آتش ن‬ ‫‌نشا�‪ ،‬نظافت‪ ،‬مدیریت و‪ ...‬ساکنان ی ن‬ ‫فضای ب ز‬ ‫‌ها� الزام به پرداخت‬ ‫چن� مجتمع ی‬ ‫ت‬ ‫ن‬ ‫تام� نمود‪.‬‬ ‫‌ها� تحت عنوان شارژ‌یا هزینه‌های مش�ک دارند‪ .‬ی‬ ‫هزینه ی‬

‫عایق صدابندی‌تاسیسات لوله ش‬ ‫‌ک�‬

‫سالم� جسم و روح و روان ساکنان در ارجحیت است‪ .‬بردن پکیج حر ت‬ ‫ت‬ ‫تام�‌ ن‬ ‫ین‬ ‫ار�‬ ‫ایم�‪ ،‬رفاه‪،‬‬ ‫به داخل واحدها در مجتمع‌های بلند‌مرتبه‪ ،‬مستلزم اجرای لوله ش‬ ‫ش� قطع‬ ‫‌ک� گاز‪ ،‬نصب ی‬ ‫و وصل کنتورهای مستقل در پیلوت‪ ،‬پارکینگ‪ ،‬نمای ساختمان‪ ،‬راه‌پله‌ها‪ ،‬راهرو طبقات و‬ ‫‌ک� محتاج نصب وسایل گازسوز‪ ،‬ت‬ ‫هم ی ن‬ ‫‌چن� در داخل واحدها است که عالوه‌بر لوله ش‬ ‫کن�ل‌ها‬ ‫و دودکش‌ها ی ز‬ ‫ن� خواهد‌بود‪ .‬در واقع در‌این‌حالت اغلب فضای عمومی و اختصایص ساختمان‬ ‫به تاسیسات گاز تبدیل‌می‌شود و اغراق نخواهد‌بود که بگوییم ساختمان به‌یک پاالیشگاه‬ ‫شباهت پیدا‌می‌کند‪.‬‬ ‫ن‬ ‫ساکن� در‬ ‫‌جا�‌که راهروها و راه‌پله‌ها در ساختمان‌های بلندمرتبه‪ ،‬به‌منظور تخلیه‬ ‫ی‬ ‫از آن ی‬ ‫مواقع اضطراری و حساس پیش ن‬ ‫‌بی� شده است‌‪ ،‬نصب هرگونه وسایل مخاطره ی ز‬ ‫شزا‬ ‫آم� و آت ‌‬ ‫و اشغال فضا در مواقع اضطراری مانع خروج افراد است‪ .‬عالوه‌بر‌این‌ها سازمان آتش ن‬ ‫‌نشا�‬ ‫تجه�ات کامل برای ت‬ ‫ین‬ ‫شهرهای ما فاقد ی ز‬ ‫ساکن� و‬ ‫دس�یس رسیع به طبقات باال‪ ،‬جهت نجات‬ ‫ت‬ ‫ت‬ ‫ت‬ ‫کن�ل حریق و‪ ...‬است‪ ،‬لذا سیستم حرار� از قبیل پکیج حرار�‪ ،‬شومینه و بخاری موجب‬ ‫ت‬ ‫گس�ش لوله ش‬ ‫‌ک� گاز در ساختمان و نصب دودکش‌ها درتمام واحدها شده است و ض�یب‬ ‫پای� می‌آورد‪ .‬گازهای حاصل از ت‬ ‫ن‬ ‫‌ایم� ساختمان را به‌شدت ی ن‬ ‫اح�اق سوخت وسایل‌ گازسوز فوق‬ ‫جان� و در کنار پنجره‌های‬ ‫از طریق دودکش‌ها که حاوی منوکسید‌کربن است‪ ،‬در سطوح ب‬ ‫گ‬ ‫ن‬ ‫مسکو� تخلیه و در اطراف محوطه پخش‌شده و موجب آلود� زیست‌محیطی‬ ‫واحد‌های‬ ‫می‌شود‪.‬‬

‫سیستم لوله ش‬ ‫‌ک� گرمایش و رسمایش مرکزی‬

‫تأسیسات‬

‫ن‬ ‫ایم� و بهداشت در واحدها مسکن جای امن و آرامش انسان‌هاست‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫اختالف هزینه اجرا‬

‫هزینه رسمایه‌گذاری اولیه اجرای سیستم پکیج حر ت‬ ‫ار�‪ ،‬نسبت ‌به سیستم موتورخانه مرکزی‬ ‫جاگ�ی دودکش‌ها و‬ ‫حدود ‪20‬درصد باالتر خواهد‌بود‪ .‬در سیستم موتورخانه مرکزی عدم ی‬ ‫پکیج در داخل واحد‌ها خود به‌نوعی حجم واحد را کاهش‌می‌دهد و تنها قسمت رایزرها در‬ ‫داخل قسمت مشاع اضافه ‌می‌شود‪ .‬حجم فضای اشغال‌شده رایزرهای مشاعات به‌مراتب‬ ‫گ‬ ‫کم� از استفاده از سیستم پکیج حر ت‬ ‫ت‬ ‫ار� است و ضمنا با هماهن� طراح ساختمان می‌توان‬ ‫تمام لوله‌ها و دودکش‌ها را از یب�ون به‌طرف طبقات باال و پشت‌بام هدایت داده و با نظر‬ ‫مناس� روی لوله‌ها را پوشش داد‪.‬‬ ‫مهندس معمار با دیتیل و مصالح ب‬

‫‪173‬‬

‫‪174‬‬

‫برای پردیس‌تجارت‪...‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬ ‫تأسیسات‬

‫ت‬ ‫‌س یا� در ش‬ ‫• تکنولوژی نقش به ز‬ ‫تأسیسا� در ساختمان‌های‬ ‫پی�فت تدریجی سیستم‌های‬ ‫بلند‪ ،‬ت‬ ‫دس�یس به انرژی ارزان‌تر‪ ،‬افزایش پایداری و بازده ساختمان به‌لحاظ انرژی‪،‬‬ ‫تأث�ات زیست‌محیطی ساختمان بلند دارد‪.‬‬ ‫کاهش ی‬ ‫ت‬ ‫احی مناسب و هدفمند تمهیدات و سیستم‌های تأسیسا� که بیش از‬ ‫• انتخاب و طر ِ‬ ‫‌یک‌چهارم کل هزینه‌های ساخت را شامل‌می‌شود‪ ،‬مهم‌ترین و پرچالش‌ترین بخش‬ ‫‌کارگ�ی نوین‌ترین سیستم‌های‬ ‫‌کردن آن با به ی‬ ‫ساختمان‌های بلند محسوب‌می‌شود و لحاظ ِ‬ ‫ت‬ ‫تأسیسا� منجر به افزایش ن‬ ‫‌ایم�‪ ،‬کاهش هزینه‌های بهره‌برداری و نگهداری و افزایش‬ ‫عمر مفید ساختمان‌های بلندمی‌شود‪ .‬توصیه می‌شود‌این نکات در پروژه‌ی پردیس‌تجارت‬ ‫مدنظر قرار یگ�د‪.‬‬ ‫• به‌دلیل مرصف باال و اجتناب‌ناپذیر انرژی در ساختمان‌های بلند‪ ،‬تعبی ‌ه سیستم مستقل‬ ‫تولید انرژی و به‌ویژه سیستم مستقل هم‌زمان برق‪ ،‬حرارت و بت�ید در پروژه‌ی پردیس‌تجارت‬ ‫از تمامی جهات ن‬ ‫(ایم�‪ ،‬هزینه و‪ )...‬توصیه‌می‌شود‪.‬‬ ‫• برریس‌های صورت‌گرفته روی چند ساختمان ‌بلند (برخی دارای سیستم تولید‬ ‫انرژی‌های پاک هم‌چون باد و برخی دارای سیستم‌های "مستقل تولید هم‌زمان‬ ‫برق‪ ،‬حرارت و بت�ید") مشخص می‌کند که بازده سیستم‌های مستقل تولید هم‌زمان‬ ‫برق‪ ،‬حرارت و بت�ید از سیستم‌های تولید انرژی‌های پاک به ی ز‬ ‫‌م�ان قابل توجهی‬ ‫باالتر‌است‪.‬‬ ‫• تمهیدات مربوط به اطفاءحریق ساختمان‌های بلند در دو بخش قابل بحث است‪.‬‬ ‫قسمت مربوط ‌به ی ز‬ ‫مس� فرار ساختمان در هنگام وقوع سانحه‬ ‫تجه�ات خروجی و ی‬ ‫ِ‬ ‫ن‬ ‫قسمت انتخاب مناسب و هوشمندانه‌ی مصالح و جزئیات ساختما� که منجر به‬ ‫و‬ ‫ِ‬ ‫ن‬ ‫اطفاحریق در دقایق اولیه می‌شود و خسارات جا� و مایل را ب ‌ه حداقل ممکن‌‬ ‫می‌رساند‪.‬‬

‫تأسیسات‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

175

‫منابع و سایت‌های ت‬ �‫‌این� تن‬

Donald Ross. HVAC Design Guide for Tall Commercial Buildings. ASHRAE. 2004 ‫ن‬ ‫ز‬ ‫جذ� در سیستم‬ ‫ به ی‬.�‫ام‬ ‫ ر ی‬،‫ کرمی‬.�‫کامب‬ ‫ ی‬،‫ رضاپور‬.1389 ‫ سعید‬،‫کریمی‬ ‫‌کارگ�ی چیلر ب‬ ‫ گرما و ت‬،‫تولید هم‌زمان رسما‬. ‫ همایش ی ن‬.‫الک�یسیته‬ ‫ب�‌الملیل چیلر و خنک‌کن‌ایران‬ Kawase. Takaharu. Report on the Mechanical and Electrical Technology of the Latest Tall Buildings in Japan. CTBUH Seoul Conference, 2004 Tzempelikos,A. Athienitis,A.K. Integration of Dynamic Facades with other Building Systems. CABA Journal, 2008 Shite, Peter. Plumbing System Design. Society of Public Health Engineers. 2011 Seismic Design Guidelines for Tall Buildings. Peer Report. 2010

[1]

[2] [3] [4] [5] [6]

‫نگهـــــداری ساخـــــتـامن‬

‫‪5‬‬

‫‪178‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫نگهداری ساختمان‌های بلند‬ ‫نگهداری و مقاوم‌سازی نما‬

‫نگهداری ساختمان‬ ‫‪IGUs/Insulated Glazed Units .1‬‬ ‫‪Curtain Wall .2‬‬

‫ن‬ ‫ناهمخوا� ی ن‬ ‫ب� مصالح نما و مصالح‬ ‫در طراحی و اجرای ساختمان‌های بلند معموال گونه‌ای از‬ ‫ن‬ ‫ترکی� از‌این‌دو‌است‪ ،‬در حایل‌که‬ ‫سازه وجود دارد‪ .‬زیرا که مصالح سازه عمدتاً فوالدی‪ ،‬بت�‌یا ب‬ ‫بیش� و استفاده از شیشه‌ی ت‬ ‫بیش� به سمت شفافیت ت‬ ‫نما همواره جهت جذب نور ت‬ ‫بیش� پیش‬ ‫ن‬ ‫تداب� را‬ ‫می‌رود‪ ‌.‬این‬ ‫ناهمگو� از جمله عوامیل است که مسأله طراحی‪ ،‬انتخاب مصالح نما و ی‬ ‫همواره با چالش رو‌به‌رو می‌کند‪.‬‬ ‫بنا� ی ن‬ ‫سنگ� و حجیم با‬ ‫مصالح‬ ‫جنس‬ ‫از‬ ‫‪)19‬‬ ‫قرن‬ ‫(اواخر‬ ‫‌سازی‬ ‫نما در ابتدای تاریخ بلندمرتبه‬ ‫ی‬ ‫‪1‬‬ ‫بازشوهای نسبتاً کوچک بوده و‌این متد در اواسط قرن ‪ 20‬جایگزین سیستم دیوارهای پرده‌ای‬ ‫(نمای بسیار سبک و شفاف) شد‪ .‬ش�وع تکنولوژی نما در ساختمان‌های بلند را می‌توان به‬ ‫ابتدا�‌ترین سیستم دیوارهای پرده‌ای نسبت داد‪ .‬گرچه‪ ،‬ش�وع‬ ‫بیش از ‪ 50‬سال پیش با اجرای ی‬ ‫ن‬ ‫ت‬ ‫موفقی نبود اما راه را برای ش‬ ‫پی�فت‌های آ� باز کرد‪ .‬در‌این مدت نسبتاً طوال� نیاز بم�م به‬ ‫ق‬ ‫ت‬ ‫سیستم‌های مقاوم‌سازی نما‌ایجاد شده‌است که‌این نیاز‪ ،‬ش‬ ‫چال� برای تر� هر چه بیش�‌این‬ ‫سیستم‌ایجاد کرد که اثرات مثبت آن بر مراحل رشد و توسعه‌ این سیستم تا به امروز ادامه‬ ‫دارد‪.‬‬ ‫ییک از عوامیل که تکنولوژی نما و سازه را در مبحث بلندمرتبه‌سازی از هم متمایز می‌کند‪،‬‬ ‫گ‬ ‫ارتباط تنگاتنگ نما با ش�ایط اقلیمی ت‬ ‫بس� طراحی است که به‌صورت مستقیم بر ویژ�‌های‬ ‫تأث� می‌گذارد‪ .‬ی ن‬ ‫هم� امر باعث می‌شود که طول عمر مفید‬ ‫سطح نما و طول عمر مفید آن ی‬ ‫نماها بسیار کم‌تر از طول عمر مفید ساختمان‌های بلند‌مرتبه باشد‪ .‬برای مثال سیستم‬ ‫دیوارهای پرده‌ای نوین (یونیت‌های شیشه‌ای عایق‌بندی شده‪ )2‬که امروزه در صنعت ساختمان‬ ‫ن‬ ‫پشتیبا� می‌شوند و تنها ‪ 20‬تا ‪30‬‬ ‫بسیار متداول است‪ ،‬تنها ‪ 5‬تا ‪ 10‬سال از سوی تولیدکننده‬ ‫سال عمر مفید پیش ن‬ ‫‌بی� شده‌ی آن‌هاست‪ .‬در مدت ‪ 30‬سال شاید ظاهرا ‌این‌گونه نما دوام‬ ‫داشته‌باشد اما کار یا� اولیه خود را بسیار پیش از‌این زمان از دست می‌دهد ‌‪ .‬این عامل لزوم‬ ‫ابتدا�‌ترین مراحل طراحی ساختمان‌های بلند به‌عنوان‬ ‫توجه به مسأله مقاوم‌سازی نما در ی‬ ‫عامیل مؤثر در مبحث نگهداری ساختمان‌های بلند روشن می‌کند‪.‬‬ ‫ش‬ ‫فاح� میان عمر مفید ‌یک ساختمان بلند و نمای آن وجود دارد‬ ‫با توجه‌به ‌این‌که تفاوت‬ ‫تعم�‪ ،‬تعویض و مقاوم‌سازی‬ ‫همواره نیاز به مقاوم‌سازی و تعویض قطعات آن وجود دارد‪ .‬ی‬ ‫تن‬ ‫نظرگرف� و‬ ‫نما بسیار پرهزینه است و باعث اختالل در عملکرد ساختمان می‌شود‪ .‬بنابراین در‬ ‫طراحی سیستمی که بتواند با ش�ایط موجود مطابقت پیدا‌ کند و قابلیت تعویض قطعات‬ ‫تداب� پرهزینه‬ ‫باال� برخوردار است‪ .‬برای مثال در قرن ‪ 20‬ی‬ ‫و اجزا را داشته باشد‪ ،‬از اهمیت ی‬ ‫و بسیار پیچیده‌ای برای تعویض و مقاوم‌سازی نماهای برج‌های ساخته‌شده‌ی قدیمی به‬ ‫تعم�‬ ‫تداب�ی برای نگهداری و ی‬ ‫‌کارگرفته‌شد‪ .‬به ‌دلی ‌ل این‌که در هنگام طراحی و اجرای آن ی‬ ‫نماها در نظر گرفته نشده بود‪.‬‬ ‫در برج پردیس‌تجارت‪ ،‬چنان‌چه تصمیم به استفاده از‌یونیت‌های عایق شیشه‌ایست‪ ،‬توصیه‬ ‫می‌شود که در هنگام سفارش و نصب به‌این مساله دقت شود که‌این قطعات باید به‌گونه‌ای‬ ‫باشند تا قابلیت جدا کردن قطعه‌ای از آن‌ها وجود داشته‌باشد‪ .‬زیرا گاهی نیاز‌است تنها‬ ‫‌ها� از نما برای بازده ت‬ ‫بیش� تعویض شود‪ ،‬بنابراین‌این قطعات نباید به‌طور دائمی به‬ ‫قسمت ی‬ ‫قاب پشتیبان‌شان متصل باشند و باید قابلیت جداسازی و اتصال مجدد را داشته باشند‪ .‬گاهی‬ ‫ت‬ ‫یز‬ ‫قسم� از‬ ‫ن� در همان مراحل اولیه نصب قطعات نما در پروسه‌ی اجرای ساختمان نیاز است‬

‫مقاوم‌سازی نما با هدف باال بردن عمر مفید مصالح به‌کاررفته در آن و بهینه‌سازی مرصف‬ ‫‌گ�د‪ .‬نیاز است از ی ن‬ ‫انرژی و در نهایت کم‌ترین ی ز‬ ‫اول� و‬ ‫تأث� بر محیط صورت می ی‬ ‫م�ان ی‬ ‫ابتدا�‌ترین مراحل‪ ،‬طراحی مسأله دوام مصالح نما را مورد توجه قرارداد‪ .‬عمر مفید تمامی‬ ‫ی‬ ‫شناسا� و پیش ن‬ ‫‌بی� شود و آن را تا حد امکان به عمر مفید‌‬ ‫‌خو�‬ ‫ه‬ ‫ب‬ ‫باید‬ ‫قطعات‬ ‫و‬ ‫ا‬ ‫ز‬ ‫اج‬ ‫مصالح‪،‬‬ ‫ی‬ ‫ب‬ ‫بیش� به ت‬ ‫ایده‌آل نزدیک کرد و هرچه ت‬ ‫اس�اتژی‌های توسعه پایدار نزدیک شد‪.‬‬ ‫امروزه سیستم‌های موجود طراحی و اجرای نما نیازهای مقاوم‌سازی را به‌طور کامل پوشش‬ ‫ت‬ ‫نمی‌دهد‪ .‬بنابراین سیستم‌های آینده باید تا حد امکان قابل پیش ن‬ ‫امکانا� که‬ ‫‌بی� باشند و با‬ ‫در آینده صنعت ساختمان به‌وجود می‌آید‪ ،‬قابل تلفیق و تطبیق باشند‪ .‬امروزه ت‬ ‫بیش�ین‬ ‫مطالعات صنعت ساختمان در دنیا با هدف پوشش نیازهای موجود در امر مقاوم‌سازی و‬ ‫‌گ�د‪.‬‬ ‫بهینه‌سازی نماهای موجود (با تولید ابزار‪ ،‬سیستم‌ها و مصالح نوین) صورت می ی‬

‫‪Cassette-Type System .1‬‬

‫نگهداری ساختمان‬

‫تعم�ات و نگهداری نما می‌شود و توصیه می‌شود در هنگام‬ ‫عوامیل که باعث کاهش هزینه‌ی ی‬ ‫انتخاب و طراحی نما به آن توجه شود؛‬ ‫‪ .‬نزدیک بودن هرچه ت‬ ‫بیش� عمر مفید نما (مصالح و جزئیات) در مقایسه با عمر مفید ساختمان‬ ‫‪ .‬دوام باال جزئیات و اتصاالت نما (به‌خصوص جزئیات نمایان که در معرض هوا قرار دارند)‬ ‫درزگ�ها و ش‬ ‫وا�ها‬ ‫فلزات قاب‪ ،‬چفت و بست‌ها‪ ،‬ی‬ ‫تعم� و تعویض نما و انتخاب مناسب نوع و جنس آن‌ها با توجه به‬ ‫‪.‬‬ ‫شناسا� قطعات قابل ی‬ ‫ی‬ ‫دوام و طول عمر کیل ساختمان‬ ‫‪ .‬عایق کردن و روکش کردن مصالح و جزئیات نمایان برای باال بردن عمر مفید کل سیستم‬ ‫‪ .‬پیش ن‬ ‫‌بی� پتانسیل‌های تکنولوژی ساخت و سیستم‌های آینده برای باال بردن بازده نمای‬ ‫طراحی شده‌ی فعیل در پروسه‌ی نگهداری ساختمان‪ .‬به‌طوری‌که بتوان در آینده کل نما‌ یا‬ ‫‌ها� از آن را به‌منظور باال بردن بازده با سیستم‌های نوین تعویض و جایگزین کرد‪.‬‬ ‫قسمت ی‬ ‫ت‬ ‫‪ .‬طراحی قاب‌ها و تکیه‌گاه‌ها باید به‌گونه‌ای باشد که بیش�ین دوام را داشته باشد و نیاز به‬ ‫کم‌ترین هزینه‌ی نگهداری در طول عمر مفید آن باشد‪.‬‬ ‫ت‬ ‫‪‌.‬یونیت و پانل‌های نما به‌گونه‌ای طراحی و اجرا شوند که به‌راح� از داخل‌ یا خارج ساختمان‬ ‫قابل تعویض و جایگزین باشد (بر اساس سیستم پیش ن‬ ‫‌بی�‌شده‌ی مقاوم‌سازی برای آینده‌ی‬ ‫ت‬ ‫ن‬ ‫تن‬ ‫کاس ت� (‪ )Cassette-Type‬جهت کاس� از نیاز به‬ ‫ساختمان)‪ .‬ازین رو در‬ ‫نظرگرف� سیستم ِ‬ ‫ابتدا�‪.‬‬ ‫سیستم پانل‌های شیشه‌ای با اتصاالت دائمی و قاب‌بندی‌های ی‬ ‫تن‬ ‫جلوگ�ی از استهالک‬ ‫ای‬ ‫ر‬ ‫(ب‬ ‫نظرگرف� امکان اضافه کردن پوشش برای مصالح نمایان نما‬ ‫‪ .‬در‬ ‫ی‬ ‫ن‬ ‫ش‬ ‫‌چن� امکان جایگزین‌کردن آن با پوشش‬ ‫ارگ�ی در مجاورت هوا) و هم ی‬ ‫زودهنگام نا� از قر ی‬ ‫جدید‪.‬‬ ‫‪ .‬پس از جمع‌آوری اطالعات فوق از سیستم‌های مختلف نمای موجود و قابل اجرا‪ ،‬می‌توان‬ ‫‌گ�ی‌های‬ ‫آن‌ها را د ‌ر یک جدول مقایسه‌ای‬ ‫ارزشیا� کرد و بنابراین قسمت عمده‌ای از تصمیم ی‬ ‫ب‬ ‫نها� را انجام‌داد‪.‬‬ ‫طراحی ی‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

‫نما به‌گونه‌ای دیگر (تحت زاویه‌ای دیگر و با اندیک تفاوت در نوع اتصاالت) نصب شود‪.‬‬ ‫از‌این‌رو نباید در کارخانه‌ی تولید‌کننده‪ ،‬به هم متصل شده باشند‪.‬‬

‫‪179‬‬

‫‪180‬‬

‫برای پردیس‌تجارت‪...‬‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬ ‫نگهداری ساختمان‬

‫متغ�‌های زیادی دخیل است که از ی ن‬ ‫ب�‬ ‫ •در مبحث نگهداری ساختمان‌های بلند عوامل و ی‬ ‫ت‬ ‫نظرگرف�ن‬ ‫اهمیت در‬ ‫آن‌ها می‌توان به نگهداری نما به‌عنوان‌یک عامل مهم اشاره‌کرد‪.‬‬ ‫ِ‬ ‫تداب� مربوط به نگهداری نما در پروژه‌ی پردیس‌تجارت از آن جهت است که همواره‬ ‫ی‬ ‫ش‬ ‫تفاوت فاح� میان عمر مفید سازه و عمر مفید نما در ساختمان‌های بلند وجود دارد‬ ‫ن‬ ‫جایگزی� با قطعات جدید باشد‪.‬‬ ‫و الزم است عنارص و جزئیات نما قابل تعویض و‬ ‫هم ی ن‬ ‫‌چن� توصیه‌می‌‍شود طراحی و انتخاب سیستم نم‌ا این قابلیت را‌ ایجاد کند که‬ ‫پس از گذشت مدت زمان ‪ 20-15‬سال‪ ،‬امکان تعویض کلیت نما با سیستم‌های نوین‬ ‫وجود داشته باشد‪.‬‬

‫نگهداری ساختمان‬

‫مطالعات محیط تکنولوژیک‬

181

‫منابع و سایت‌های ت‬ �‫‌این� تن‬

‫ ن‬.)1392( ‫ محمدرضا‬،‫ گالبچی‬.‫ محمود‬،‫[ گالبچی‬1] ‫ انتشارات‬.‫مبا� طراحی ساختمان‌های بلند‬ .‫دانشگاه تهران‬ Tunned Mass Damper System. ConCh04v2.fm. 2002 [2] New Skin For Skyscrapers, Anticipating Façade Retrofit [3] Authors: Mic Patterson, Andrea Martinez, Jeffrey Vaglio, Douglas Noble CTBUH 2012 9th World Congress, Shanghai

‫یادداشت‪:‬‬

A T