تحقیق مقاله ساختمان های بلند

قبل از قرن نوزدهم ساختمانهای بلند بصورت معابد کوه مانند مطبق، اهرام، آمفی تئاترها قلعه ها، تالارهای شهر مساجد، کلیساهای جامع و ازاین قبیل وجود داشتند که طراحی آنها عموماً به انگیزه های سیاسی یا مذهبی صورت می گرفت و مصالح آنها الوارهای چوبی، سنگ، خشت های گلی و در مواردی ساروج بود و از سیستم دیوار باربر استفاده می کردند. و تا اوایل قرن نوزدهم که اسکلت فلزی کم کم جانشین ساخت وساز سنگین بنایی در ساختمانهای چندطبقه شد و آغاز ساخت وساز چندطبقه را باید آسیابها و انبارهای انگلیسی دراین دوره دانست که در آنها از اسکلت بندی داخلی تمام چدن اغلب همراه با مصالح بنایی برای نگهداشتن کفها استفاده می شد. تکامل فنی آسمانخراشها در نیمه دوم قرن نوزدهم تنها به یمن تکامل مستقل اجزای اصلی آن پیش از این تاریخ میسر شد این اجزا عبارت بودند از:

سازه: ساختمان با اسکلت تمام فلزی و توانایی تأمین پایداری جانبی

دیوارجداگر: جداسازی سازه تکیه گاه ساختمان از دیوار پیرامون آنکه بمنظور روکار بود.

ایمنی: مقاوم سازی در برابر آتش سوزی

آسانسور

سیستم های مکانیکی و بهداشتی: شامل لوله کشی، حرارت مرکزی، روشنایی مصنوعی، تهویه

تکامل آسمانخراش:

نخستین گام ها در تکوین آسمان خراش از حدود سال 1880 تا 1900 در شیکاگو برداشته شد که در آن ساختمانی با فرم جعبه ای صرفاً تا 20 طبقه بالا می رفت بعدها با برجهای سربه فلک کشیده نیویورک آسمانخراش راستین پدیدار شد و به مظهر شهرهای آمریکا بدل گشت.

دوره های بلند مرتبه سازی:

نخستین دوره: این دوره با احداث ساختمان شرکت بیمه عمر شروع شد و عمده این دوره در شیکاگو بوقوع پیوست.

دوره دوم: با ساخت ساختمان 21 طبقه «امریکن شورتی» در سال 1895 در نیویورک شروع شد و در همین دوره بود که عصر طلایی آسمانخراشها با ساختمان  102 طبقه« امپایراستیت» به ارتفاع 381 متر به اوج خود رسید در این دوره برجها را به دو سبک «ایستاده برقاعده یا خودایستا» و« برجهای پلکانی» تقسیم کردند.

دوره سوم: سومین دوره آسمانخراش را مدرنیسم تعیین می کند و از لحاظی ادامه سبک تجاری نخستین دوره آسمانخراش در شیکاگو است. برجهای مرکز تجارت جهانی جزو این دوره می باشد.

دوره چهارم: دوره چهارم که دوره فعلی آسمانخراشهاست در دهه 1970 همراه با پست مدرنیسم و مدرنیسم متأخر تحقق یافت.

تعریف ساختمان بلند و برج:

 بلندی خود یک حالت نسبی است و ساختمانها را نمی توان برحسب ارتفاع با تعداد طبقه دسته بندی و تعریف نمود. از نقطه نظر مهندسی، هنگامی می توان سازه را بلند نامید که ارتفاع آن باعث شود که نیروهای جانبی ناشی از باد و زلزله، بر طراحی آن تأثیر قابل توجهی گذارند.

ساختمانهای منفرد مرتفع که با فرم پلان مربع، دایره، باشد و از طرفی ارتفاع آن بلندتر از قطر دایره محاطی پلان باشد برج نامیده می شود. تناسب محیط و یا قطر ساختمان برجها با ارتفاع آن تعیین کننده نوع برج از نظر هندسی آن می‌باشد ( شکل 1)

1- در صورتیکه نسبت ارتفاع به قطر برج برابر باشد برجهای بسیار بلند نامیده می شود.

2- در صورتیکه نسبت ارتفاع به قطر برج برابر  باشد برجهای بلند نامیده می شود.

3- در صورتیکه نسبت ارتفاع به قطر برج برابر باشد برجهای متوسط نامیده می شود.

4- در صورتیکه نسبت ارتفاع به قطر برج برابر باشد برجهای کوتاه نامیده می شوند.

- توضیحات کلی و عمومی در مورد برجها و ساختمانهای بلند:

1- معماری برجها:

معمولاً در برجها سعی می شود که معماری آن به شکل متقارن و کلیه خطوط ارتباطی در هسته مرکزی قرار گیرند این عملکرد از لحاظ انتقال نیروهای افقی و بمنظور مقابله با زلزله و حفظ پایداری برج ارجح است. بمنظور صرفه جویی در استفاده از اراضی و حفظ فضای سبز و باز استفاده از ارتفاع برای ساختمانها در شهرهای بزرگ توصیه می شود. ضمناً با درنظر گرفتن عواملی مانند زلزله، مقاومت زمین و شرایط ایمنی ارتفاع مناسب ساختمانها را تعیین می کند. علاوه بر این در بسیاری از نقاط دنیا ساختمانهای بسیار بلند دارای کاربریهای چندمنظورهستند بطوریکه معمولاً در طبقه اول یا همکف روبه خیابان شامل فروشگاههای بزرگ هستند و در چند طبقه بالای آن دفاتر کار و تجارتی و در طبقات بالاتر آپارتمانهای مسکونی واقع می باشند.

این ساختمانها بسیار مشکل است تا تمامی نیازهای سازه ای، مکانیکی، وآسایشی را فراهم آورد. چرا که دفاتر تجاری- اداری نیاز به فضاهای باز بزرگ دارند تا برحسب سلیقه استفاده کنندگان توسط پانلهای سبک فضاسازی شوند.

همچنین تأسیسات در ساختمانهای بلند در زیر کف و روی سقف کاذب بصورت افقی توزیع می شوند در نتیجه فضای اضافی مورد نیاز برای این تأسیسات، ارتفاع طبقات این نوع ساختمانها را تا 5/3 متر یا بیشتر افزایش می دهند. از طرفی ساختمانهای تجاری – اداری دارای بار وارده عظیمی نا شی از سیستمهای الکتریکی و مکانیکی می باشند. حال در ساختمانهای مسکونی و هتلها معمولاً محیط داخلی محدودتر بود و فضاسازی بصورت دائم می باشد. و در طبقه تکرار می شود. در نتیجه فاصله ستونها کمتر و در تمام پلان و در محدوده تیغه بندی جایگزین می گردند. همچنین تأسیسات در این ساختمانها می توانند بصورت قائم د رکنار دیوارها، ستونها، و یا از بالای سقف کاذب راهروها به محل دلخواه هدایت شوند. ارتفاع طبقات در این نوع ساختمان حدود 7/2 متر خواهد شد. بنابراین یک ساختمان 40 طبقه مسکونی بسیار کوتاهتر از یک ساختمان 40 طبقه تجاری – اداری است. ضمناً از انجا که اتومبیل بخش مهمی از وسایل نقلیه است، پارکینگ در ساختمانهای بلندمرتبه از موارد بسیار مهم می باشد.

 2- اشکال ساختمانی:

 یک پلان باید سادگی، فشردگی و سختی پیچشی بالا داشته باشد. از نقطه نظر مقاومت دربرابرزلزله یک پلان ساده نظیر شکل مربع یا دایره مطلوب است. درساختمانهای چندقسمتی یا دارای بال نظیر L یا T باید درزهای زلزله( در انقطاع یا ژوئن) که از نظر سازه ای بالها را مجزا می سازد بکار روند.

3- تقارن و سختی پیچشی بالا:

 برای احتراز از تغییر شکل پیچشی لازم است مرکز سختی ساختمان برروی مرکز جرم آن منطبق باشد، برای ارضای این شرط لازم است هم شکل ظاهری ساختمان وهم سازه آن دارای تقارن باشد.