خوش آمدید ، مهمان ورورد اعضا
دوشنبه 29 مهر 1398

کانون مهندسین ساری

سامانه جامع اطلاع رسانی و خدمات آنلاین


فناوري سوپر فريم

                                                                            

 نویسنده: هادی صفری گرجی          

کارشناسی ارشد مهندسی عمران-گرایش سازه – دانشگاه سمنان                           

تکنولوژی سوپر فريم جديدترين تکنولوژی ژاپنی برای ساخت ساختمانهای بلند مرتبه است که پس از زلزله هيوگو (کوبه) در سال 1995 توسعه يافت. اين روش ساخت شامل چهار تکنيک می‌باشد که پيشتر به طور جداگانه در اين کشور در ساخت بعضی ساختمانها از آنها استفاده شده است. اين تکنيک‌ها بتن مقاومت بالا (HiRC)، قطعات پيش ساخته بتنی (R-PC) پس کشيدگی در کفهای با دهانه بزرگ (post-tensioning ) و استفاده از ميراگرهای ويسکوز مقاوم (Hi-Dampers) می‌باشند.

 در سازه سوپر فریم نیروهای زلزله بجای انتقال به اجزاء سازه ای آن در هر طبقه،‌به یک ابر سازه اصلی مشتمل بر یک هسته مرکزی، چهار سوپر بیم (تیرهای بزرگ) در بالا، دو ستون در هر وجه ساختمان و نهایتاً سیستم ترمز کننده میراگرها می گردد. این شرایط نه تنها موجب تقلیل نیروی زلزله گردیده، بلکه ایمنی بالای سازه ساختمان را تضمین می کند. 

 

اجزای اصلی سازه سوپرفریم R.C

با تشریح اسکلت یک ساختمان اجرا شده، به روش سوپرفریم، می‌توان به نحوه کارکرد آن پی برد.این اجزای را می‌توان به صورت زیر تشریح نمود:

1- سوپروال

سوپروال یا دیوار برشی مركزی هسته اصلی باربر نیروهای قائم و به خصوص نیروهای زلزله میباشد كه با مقطع I شكل اجرا میشود. این دیوار برشی، كه در هسته ساختمان قرار میگیرد، از بخش پایین بر روی فونداسیون قرار گرفته و در بخش بالای خود به سوپربیم منتهی میشود. دیوار برشی به‌ صورت بتن در جا، اجرا میگردد كه بتن آن در بخش‌های پایین بتن با مقاومت بالاست. با در نظر گرفتن شكل‌پذیری ساختمان، مقاومت بتن سوپروال از 60 نیوتن بر میلیمترمربع در بالای فونداسیون به مرور به مقدار 36 نیوتن بر میلیمتر‌مربع در بخش بالایی آن كاهش مییابد. آرایش میلگرد آن براساس انجام آزمایش‌هایی، بر روی قطعات مدل، طراحی شده است. از نظر اجرایی، سوپروال همیشه دو طبقه جلوتر از اجرای كف‌ها پیش میرود تا وقفه‌ای در كار ایجاد نشود. شبكة میلگردهای این بخش، به دلیل سنگینی زیاد در سطح زمین ساخته شده و به‌ وسیله جرثقیل برجی در محل خود نصب میشود. جرثقیل برجی باید حداقل قادر به جابجایی 10 تن بار باشد.

2- ستون‌های اتصالی

در طرح سوپرفریم، در هریك از نماهای ساختمان دو ستون اتصالی و جمعاً به تعداد هشت عدد، اجرا میگردد. این ستون‌ها كه بزرگ‌ترین مقطع (ستون) را در ساختمان دارند (مقطع 1/1 * 1/1 متر) به‌ دلیل قرار گرفتن در نمای ساختمان، فضای داخلی را اشغال نمیكنند. وظیفه اصلی این ستون‌ها، انتقال نیروی زلزله از بالای ساختمان بر روی پی میباشد. این ستون‌ها به صورت پیش‌ساخته در سطح كارگاه ساخته میشوند. با توجه به اهمیت آنها در محافظت ساختمان از تصادف اشیای خارجی در حین بهره‌برداری و با عنایت به كاركرد آنها، كنترل كاملاً دقیقی بر روی قطعات پیش‌ساخته انجام میشود و اگر بتن ستونی مناسب نبوده باشد آن ستون از رده خارج میشود. مقاومت بتن در این ستون‌ها نیز به‌ صورت هماهنگ با سوپروال از 60 تا 36 نیوتن بر میلیمترمربع متغیر است.

3-   لوازم جذب انرژی (میراگرها)

لوازم جذب انرژی که همانند یک کمک فنر بسیار بزرگ عمل می‌کنند رفتار ساختمان را کنترل کرده و سطح تنش‌ها را به میزان قابل ملاحظه‌ای کاهش می‌دهند. در ساختمان سوپرفریم با ارتفاع ۳۳ طبقه تعداد ۳۲ عدد از آنها که چهار عدد بر روی هر ستون اتصالی قرار می‌گیرد نصب خواهد شد. بنابراین در هنگام وقوع زلزله، نیروهای حاصل از زلزله بر دیافراگم‌های هر طبقه اثر کرده و نیروها به سوپروال منتقل می‌شود. سوپروال با جذب نیروها تغییر مکان‌ها را به بالاترین نقطه ساختمان منتقل می‌کند. تغییر مکان‌ها به چهار عدد سوپربیم که در بالای سوپروال قرار می‌گیرند منتقل شده و از طریق آنها به لوازم جذب انرژی انتقال می‌یابند. این لوازم هم به صورت فشاری و هم کششی عمل کرده و نیروهای زلزله را پس از کاهش دادن بر روی ستون‌های اتصالی منتقل می‌کنند و همان‌طور که ذکر شد، نیروها سپس از طریق ستون‌های اتصالی به صورت قائم بر روی پی منتقل می‌شوند.

4- سوپربیم

در بالاترین بخش اسکلت ساختمان چهار عدد تیر با مقطع بزرگ (۰۰/۱ * ۰۰/۴ متر) بر بالای سوپروال قرار می‌گیرند که تغییر مکان‌های آنرا به لوازم جذب انرژی منتقل می‌نمایند. این تیرها کارکرد بسیار حساسی را در هنگام وقوع زلزله و یا برخورد یک شیء خارجی به ساختمان از خود نشان می‌دهند.

5- ستون‌های ساده

ساختمان با سوپرفریم، فری پلان (Free Plan) نیز نامیده می‌شود واین بدان معنا است که به دلیل مسطح بودن کف‌ها و عدم وجود ستون‌های میانی زیاد (تنها یک ستون میانی در یک کاشانه ۲۳۵ مترمربع وجود دارد) می‌توان هر نوع پلان دلخواه را در هر طبقه پیاده نمود. درحقیقت نه تنها تکنیک سوپرفریم، از منظر سازه‌ای، آخرین دستاورد به شمار می‌رود بلکه این تکنیک، از نظر معماری، نیز به آخرین دستاوردها متکی است یعنی " ما باید خودمان را با سلیقه استفاده‌کنندگان تطبیق دهیم "

6- دیافراگم‌ها

کلیه کف‌سازی‌ها به صورت دال دیافراگمی اجرا شده و تنها یک تیر میانی از تقاطع دال‌ها در دو تراز مختلف و با اختلاف ۳۰ سانتی‌متر شکل می‌گیرد. این کف‌ها به صورت کاملا مشخص نیروهای زلزلة طبقات را به هسته مرکزی (سوپروال) منتقل می‌نمایند

برج تجارت جهانی تبریز(پردیسان) با همین سیستم ساخته شده است.

 

ویژگی های خاص برج سوپرفریم تبریز (پردیسان)

کنترل رفتار سازه در زمان وقوع زلزله توسط لوازم جذب انرژی (میرا گرها)

 پیش بینی بالاترین ضریب ایمنی روز جهان

 ایمن در مقابل برخورد شی ء خارجی با توجه به سیستم سوپر فریم و امکان عملکرد معکوس در قاب

پیش بینی باند فرود هلیکوپتر در پشت بام

استفاده از چشم انداز های چهار جهت

امکان دسترسی به سیستم تأسیسات داخلی از راهروها

فن آوری پلان آزاد (Plan Free technology )

با توجه به اجرای سقف های تخت (بدون تیر) و تعداد بسیار اندک ستون در داخل ساختمان ، امکان تقسیم یک طبقه کامل ، از یک واحد تا یازده واحد بدون هیچ گونه محدویتی عملی است .

علاوه بر آن تغییر در پلان ، در هر زمان نیز بدون محدودیت مقدور است .

فن آوری پلان آزاد به عنوان یک فن آوری پیشرفته قابلیت انعطاف پذیری در معماری را به ساختمان سوپر فریم داده است.

فن آوری بتن پر مقاوم (  technology Hi RC )

به منظور جلوگیری از ابعاد بزرگ و تعداد زیاد ستون ها، برای اولین بار در کشور از بتن آرمه پرمقاوم (Hi RC ) در سازه ساختمان برج سوم فریم پردیسان استفاده شده است.

از نظر آیین نامه های ویژه ساختمان های بلند در کشورهای پیشرفته ، استفاده از بتن با مقاومت MPA 60  در ساختمان های اداری و تجاری مورد قبول میباشد.

استفاده از بتن پر مقاوم از نظر ترکیب ، استفاده از شبکه های آرماتور گذاری خاصی را می طلبد. به زبان دیگر نمی توان تنها از روش های آرماتور گذاری معمول در این نوع قطعات استفاده نمود. بر این اساس، انجام آزمایش های متعدد، فن آوری  (Hi  RC ) را به وجود آورده است که در ساختمان های بلند و آسمان خراش ها مورد استفاده قرار گرفته است .

کلمات کلیدی : -
نوشته شده در تاریخ 4 / 6 / 1398 - 9:28 , تعداد بازدید 51 , آخرین ویرایش 4 / 6 / 1398 - 9:32