اجرای طراحی سازه بلند

سازه‌های بلند برخلاف سازه‌های متوسط از نظر ارتفاع در حوزه طراحی و ساخت و ساز متفاوت تعریف می‌شوند. این سازه‌ها می‌تواند شامل ساختمان مسکونی، اداری، هتل و ... باشند. سازه‌های بلند را به عنوان برج و بلندتر را با نام آسمان‌خراش می‌شناسند. اولین سازه‌های مسکونی بلند در روم باستان، مصر و چند امپراتوری دیگر در ده طبقه ساخته شدند، اما به دلیل ضعف در تحمل بارهای سازه در ارتفاع در مدت کوتاهی ریزش کردند. واقعیت این است که ساخت سازه‌های بلند ابتدا با هدف دفاع و امنیت و سپس با جنبه‌های نمادی و کاربری ایجاد شدند. طراحی‌ سازه‌های بلند جزء مسائل مهم و پیچیده به شمار می‌آیند. همچنین شناخت مواد، روش‌های ساخت و استحکام سازه از موارد مهم در طراحی ساختمان‌های بلند هستند. امروزه سازه‌های بلند، علاوه بر ایجاد فضاهای مسکونی، اداری، تجاری، آموزشی، اقامتی، تبدیل به نماد و جزئی از دنیای مدرن و رشد تکنولوژی شده‌اند. هرچند که بسیاری از کشورها به دلیل مساحت کم مانند هنگ‌کنگ یا سنگاپور، برای ساخت ساختمان‌ با هر نوع کاربردی چاره‌ای جز بلند سازی ندارند.

سازه‌های بلند چیست؟

تعریف سازه‌های بلند در هر مبحثی و از کشوری به کشور دیگر متفاوت است. به عنوان مثال در ایران ساختمان به ارتفاع 20 تا 30 طبقه بلند گفته می‌شود اما در چین، سنگاپور، امارات متحده عربی و برخی کشورهای دیگر با این ارتفاع متوسط گفته می‌شود. اگر بخواهیم سازه‌های بلند را به طور تخصصی تعریف کنیم باید آن را از 4 منظر بررسی کنیم که عبارتند از:

• تعریف سازه بلند در مهندسی سازه: ساختمانی که در طراحی و اجرای آن نیروهای جانبی باد و زلزله تاثیرگذارتر و مهم‌تر از نیروهای عمودی باشند.
• تعریف سازه بلند در معماری: ساختمانی که نسبت ارتفاع به قطر آن حداقل برابر 3/14 باشد. به عبارتی دیگر ارتفاع آن حداقل برابر با پیرامون دایره محیط بر مقطع آن باشد. در معماری تناسب محیط، قطر ساختمان بلند و ارتفاع آن شناسه سازه‌ بلند است.
• تعریف سازه بلند از دید آتش‌نشانی: ساختمانی که طبقات آن برای ماشین‌های آتش‌نشانی به راحتی قابل دسترس نیست. به طورکلی در ایران هر بنایی که ارتفاع آن بیش از 23 متر باشد، جزء سازه بلند دسته‌بندی می‌شود.
• تعریف سازه بلند بر اساس ضوابط و مقررات شورای عالی معماری و شهرسازی: این تعریف که در مصوبه سال 1377 تصویب شود، به ساختمان‌های بالای شش طبقه سازه بلند گفته می‌شود.

همچنین براساس بعضی دیدگاه‌های دیگر تعریف ساختمان بلند باید دارای دو شرط باشد که عبارتند از: 

• ارتفاع بیشتر از دوازده طبقه
• تاثیرگذاری مشهود بر خط آسمان شهر

طراحی سازه‌های بلند

سازه‌های بلند با هرگونه کاربردی که طراحی و اجرا شوند، باید فضاهای داخلی مناسبی را داشته باشند. به همین دلیل طراحی سازه‌های بلند نیاز به تخصص و تجربه زیاد دارد، زیرا طراح همزمان با فضاسازی داخلی، خواسته‌های کارفرما، استحکام، طول عمر سازه و نمای آن را در نظر بگیرد. پس از مشخص کردن فضاهای داخلی، مهندس طراح باید سیستمی را ارائه دهد که علاوه بر رعایت ضوابط طراحی، عملکرد عالی و صرفه اقتصادی داشته باشد. به طورکلی در طراحی سازه‌های بلند باید موارد زیر در نظر گرفته شود:

• طراحی سیستم‌های مقاوم در برابر بار جانبی مانند: سیستم لوله‌ای، ابرمهاربندها، دیوار برشی با هسته بتنی و …
• تحلیل‌ها و تمهیدات مهندسی برای محیط‌های بادی و لرزه‎‌ای شدید
• بررسی مضاعف طراحی
• مهندسی ارزش
• نوسازی و تغییرات ساختمان
• طراحی مقاوم در برابر انفجار

همچنین ساز‌ه‌های بلند از نظر سیستم باربر به دو نوع داخلی و خارجی طبقه‌بندی می‌شوند، که مهم‌ترین شکل‌های ساز‌ه‌های خارجی شامل سیستم لوله پیرامونی، لوله در لوله با هسته داخلی، لوله در لوله با کلاهک خرپایی، لوله مهاربندی شده و لوله دسته بندی شده است.

ضوابط و الزامات طراحی سازه‌های بلند

بر اساس قوانین صادر شده از سوی شورای عالی شهرسازی و معماری، صدور مجوز هرگونه ساخت و ساز سازه‌های بلند در شهرهای ایران، فقط شامل شهرهای با جمعیت بالای ۲۰۰ هزار نفر خواهد بود. این در حالی است که در آن دسته از شهرهای بالای ۲۰۰ هزار نفر و بیشتر که عرصه‌های بلندمرتبه در طرح‌های توسعه شهری مصوب آن پیش‌بینی نشده باشد، در صورت نیاز شهر و وجود تقاضا، ابتدا باید مصوبه توسط شهرداری با تأیید شورای اسلامی شهر تهیه و پس از تصویب در کمیسیون ماده پنج و شورای برنامه‌ریزی و توسعه استان، جهت تصویب نهایی به شورای عالی شهرسازی و معماری ایران ارائه شود.

بر اساس این مصوبه، ساختمان‌هایی که با ارتفاع ٢٧ متر و بیشتر یا ساختمانی که تعداد طبقات آن با احتساب همکف، ۸ طبقه و بیشتر باشد یا ارتفاع بالاترین کف طبقه قابل بهره‌برداری آن بیش از ٢٣ متر از تراز متوسط زمین باشد، بلندمرتبه نامیده می‌شود. با این حال در شهرهای دارای طرح جامع معتبر (مصوب شورای عالی شهرسازی و معماری ایران) چنانچه آستانه دیگری برای تعیین ارتفاع ساختمان بلند تعریف شده باشد، همان ارتفاع با رعایت سایر ضوابط این مصوبه ملاک عمل خواهد بود. که به شرح زیر جدول زیر است:

 برخی دیگر از ضوابط و الزامات در طراحی و ساخت سازه‌های بلند عبارتند از:

• در ساختمان‌های بلند، محفظه پله‌ای که در راه خروج واقع شود، باید به طور مکانیکی تهویه و فشار مثبت داشته باشد .
• در ساختمان‌های بلند، حداکثر برای شش طبقه آخر می‌توان از پاسیوهای داخلی برای نورگیری و تهویه فضاهای اقامت‌، اشتغال و آشپزخانه‌ها استفاده کرد. در صورت استفاده از حیاط خلوت که یک ضلع آن به فضای آزاد باز است، محدودیتی برای نورگیری همۀ طبقات وجود ندارد. اگر حیاط خلوت رو به معابر یا فضاهای عمومی شهری باز باشد، رعایت مقررات مربوط به نما و حجم ساختمان الزامیست.
• تمام ساختمان‌های بلند باید به تجهیزات کشف، اعلام و اطفای حریق و همچنین امداد و نجات منطبق با ضوابط خاص اعلام شده در مبحث سوم مقررات ملی ساختمان مجهز باشند.
• در تمام ساختمان های بلند باید اتاقی برای استقرار مدیریت ساختمان پیش‌بینی شود . دراین اتاق باید تمام مدارک ساختمان از جمله نقشه‌های اجرا شده ساختمان و تاسیسات و همچنین کلیدهای مربوط به قفل درهای اصلی ساختمان، موتورخانه، بام و اتاقک یک جعبه کنتورها به نحو مناسب نگهداری شود.
• تمام ساختمان‌های بلند باید به سیستم برق اضطراری که سیستم کشف و اعلام حریق و همچنین روشنایی فضاهای عمومی ارتباط و خروج را تامین می‌کند، مجهز باشند.