• تهران، میرداماد، بعد از بانک مرکزی، پلاک 188، واحد اول

بهینه سازی ساختمان های بلند مرتبه

بهینه سازی وزن ساختمان بلند مرتبه

تاریخچه ساختمان های بلند نشان می دهد، وزن واحد اعضای سازه ای که بر حسب وزن میانگین بر فوت مربع سطح پلان محاسبه می شود؛ با گذشت سال ها رو به کاهش بوده است. برای مثال یک بررسی کلی از ساختمان های بلند فولادی ساخته شده در ۴۰سال گذشته، تصدق خواهد کرد که امروزه ساخت یک ساختمان صد طبقه با کمتر از ۳۰پوند بر فوت مربع (۴۱۳۷ پاسگال ) فولاد ، در مقایسه با۴۲ پوند بر فوت مربع (۲۰۱۱ پاسگال ) فولاد به کار رفته در ساختمان امپایر استیت در دهه ۱۹۳۰ ممکن می باشد دلایل این کاهش تدریجی بسیارند.

برخی از راهکار های مناسب برای کاهش وزن در سازه های فولادی در زیر ذکر شده اند:

۱– مفاهیم نوین طراحی :برای ساختمان های میان مرتبه(متوسط) در حدود ۳۰ تا ۴۰ طبقه در حالی که فاکتور های دیگر مساوی باشند،روش طراحی بار جانبی اگر چه مهم است اما تاثیر چندانی بر وزن مصالح سازه ای نخواهد داشت .اما برای ساختمان های بلندتر طراحی جانبی تفاوت زیادی در مقدار مصالح ایجاد می کند. بنابراین مهندسین سازه دائما در جستجوی روش های کارآمدتر برای مهار بارهای جانبی هستند. برخی روش های رایج عبارتند از:

الف- افزایش پهنای موثر سیستم های زرین برای مهار کردن لنگر واژگونی.

ب- طراحی سیستم هایی که اجزای آنها در کارآمدترین حالت بر هم کنش دارند.

پ- استفاده از مهاربندهای داخلی یا خارجی برای کل پهنای ساختمان .

ت- سازماندهی قاب های سازه ای به گونه ای که بیشتر بارهای ثقلی مستقیما توسط اعضای باربر جانبی تحمل گردند.

ج- پراکندگی ماهرانه مصالح در ساخت سازه های کامپوزیت شامل بتن  و فولاد به گونه ای که از بهترین ویژگی های هر دو ماده استفاده شود.

چ- به حداقل رساندن خمش تولید شده توسط بارهای جانبی در المان های اصلی.

ح- استفاده از عملکرد خرپاها برای از بین بردن خمش در ستون ها و تیرهای محیطی عمیق.

خ- استفاده از ستون های خارجی مورب و شیبدار برای کاهش تغییر مکان جانبی نسبی اگر از نظر معماری قابل قبول باشد.

د- استفاده از اشکال گرد گوشه در پلان برای کاهش فشار باد

ذ- قراردادن ستون ها در فواصل نزدیک در پیرامون ساختمان برای تحمل بیشتر یا حتی تمام بارهای جانبی و ثقلی.

ر- استفاده از طبقات معلق از یک هسته مرکزی به گونه ای که بار ثقلی کلی بر روی هسته اعمال شود تا نیروها برای خنثی کردن لنگر واژگونی به اندازه کافی پایین نگهداشته شوند.

ز- استفاده از یک هسته مهاربندی شده که به ستون های بیرونی از طریق خرپاهایی متصل شده است.

ژ- استفاده از ورق های فولادی در دیوارهای خارجی برای مهار کردن نیروهای جانبی.

  1. استفاده از فولاد کم آلیاژ و پر استحکام: امروزه استفاده از فولاد با مقاومت ۵ کیلوپوند بر اینچ مربع (۳۴۵ مگاپاسگال) در بیشتر سیستم های قاب بندی کف ،ستون های کامپوزیت و گاهی در المان های باربر جانبی رایج است.
  2. استفاده از اتصالات جوشی : اتصالات جوشی در مقایسه اتصالات پیچی باعث ۱۵-۸% کاهش در وزن فولاد می شوند.
  3. استفاده از ساختمان های کامپوزیت :ترکیب فولاد و بتن از راه حل های موثر در کاهش هزینه نیز هستند.
  4. به حساب آوردن بر هم کنش ها بین عناصر سازه ای: محاسبه بر هم کنش ها در عصر قبل از کامپیوتر نادیده گرفته می شدند و کوچک به نظر می رسیدند. اما امروزه مطالعات نشان داده است که در نظر گرفتن این عوامل تاثیر بسیاری در مقادیرسازه ای خواهد داشت.

۶- افزایش تدریجی در ظرفیت اعضا: این امر می تواند بر اساس تحقیقات گذشته و نمونه های عملی موفق انجام شود.

۷- کاهش وزن سایر مصالح مورد نیاز برا ی ساخت: تیغه های داخلی سنگین مربوط به گذشته هستند. استفاده از پارتیشن ها با سیستم ساخت و ساز خشک (تیغه ای که بدون استفاده از اندود مرطوب ساخته می شود) که به طور قابل ملاحظه ای وزن کمتری دارند؛یک راه حل موثر است مصالح بنایی به کار رفته در پوشش خارجی ساختمان، به عنوان مثال می تواند از دیوار های شیشه ای شفاف باشد. حتی هنگامی که نمای خارجی ساختمان با سنگ پوشانده شودبا ترکیب مصالح سبک تر می توان تا حدودی وزن ساختمان را کاهش داد. از طرفی تغییرات در روش های ساخت سنگ، استفاده از سنگ های نسبتا لاغر را ممکن ساخته است. در سیستم هایی که از بتن یا سنگ استفاده می شود، راه های برای کاهش وزن ساختمان وجود دارد؛ از جمله استفاده از ورق های آلومینیونی در میان درز های پنجره ها به علاوه استفاده از خرپاهای فولادی پیش ساخته،یک نوآوری دیگر برای کاهش وزن پوسته خارجی است.

این شرکت با بهره گیری از دانش مهندسین و اساتید برتر دانشگاهی مفتخر است تا آمادگی خود را در زمینه بهینه سازی انواع ساختمان ها اعلام دارد. بخشی از خدمات این مجموعه به شرح زیر می باشد:

بهینه سازی ساختمان های خاص

بهینه سازی هتل ها

بهینه سازی مجتمع های تجاری

بهینه سازی برج های مسکونی