بررسی فناوری سوپر فریم در ساختمان سازی

فناوری سوپرفریم یکی از پیشرفته ترین روش های ساخت و ساز در ساختمان های بلند به شمار می آید که با هدف افزایش مقاومت سازه ها در برابر بارهای سنگین و به ویژه زلزله توسعه یافته است. این فناوری که در دهه های اخیر در کشورهای پیشرفته مورد استفاده قرار گرفته, مزایای بسیاری در بهبود عملکرد سازه ها و بهره وری ساخت دارد. در این مقاله, به بررسی کامل فناوری سوپرفریم, اجزای آن, و نقش آن در ساختمان های بلند می پردازیم. (جهت خرید و بررسی به قیمت تیرآهن مراجعه نمایید)

1. معرفی فناوری سوپرفریم

فناوری سوپرفریم یک سیستم ساختاری پیچیده است که شامل یک ابرسازه مرکزی یا دیوار برشی, ستون های اتصالی بزرگ, و میراگرها (دمپرها) می شود. این فناوری با هدف بهینه سازی مقاومت ساختمان ها در برابر زلزله و سایر نیروهای خارجی طراحی شده است. در سازه های معمولی, نیروهای زلزله به اجزای مختلف سازه ای منتقل می شوند, اما در فناوری سوپرفریم این نیروها به صورت متمرکز به یک ابرسازه مرکزی منتقل می شوند که موجب کاهش تنش در دیگر اجزا می گردد. (جهت مطالعه بیشتر به آشنایی با کلایمر ساختمان مراجعه نمایید)

2. اجزای اصلی فناوری سوپرفریم

اجزای اصلی این فناوری شامل موارد زیر است:

الف) سوپروال (دیوار برشی مرکزی)

سوپروال هسته اصلی سازه های سوپرفریم را تشکیل می دهد. این دیوار برشی مرکزی که به صورت عمودی در مرکز ساختمان قرار دارد, وظیفه اصلی تحمل نیروهای قائم و افقی را دارد. این دیوار با مقطع I شکل ساخته شده و از بتن پرمقاومت است. بتن استفاده شده در بخش های پایین سوپروال دارای مقاومت بالاتری است تا بتواند فشارهای ناشی از وزن ساختمان و زلزله را تحمل کند, در حالی که در قسمت های بالاتر, مقاومت بتن کاهش می یابد. (جهت مطالعه بیشتر به عجیب ترین ساختمان های جهان مراجعه نمایید)

ب) ستون های اتصالی

ستون های اتصالی که در نمای خارجی ساختمان قرار می گیرند, بخش دیگری از این فناوری هستند. این ستون ها علاوه بر اینکه در ظاهر ساختمان نقشی ندارند و فضای داخلی را اشغال نمی کنند, وظیفه انتقال نیروهای حاصل از زلزله به فونداسیون را بر عهده دارند. استفاده از ستون های بزرگ در نمای ساختمان ها نه تنها مقاومت سازه را افزایش می دهد, بلکه به معماران این امکان را می دهد تا از پلان های باز و انعطاف پذیر استفاده کنند.

ج) سوپربیم (تیرهای بزرگ)

سوپربیم ها تیرهای بزرگ بالای دیوارهای برشی هستند که نقش مهمی در توزیع و انتقال نیروهای وارد شده از زلزله به سیستم های جذب انرژی دارند. این تیرها در بالای سازه نصب می شوند و به کاهش تغییر مکان های ناشی از نیروهای زلزله کمک می کنند. (جهت مطالعه بیشتر به تیر ورق مراجعه نمایید)

د) میراگرها (دمپرها)

یکی از نوآوری های کلیدی در فناوری سوپرفریم, استفاده از میراگرها یا دمپرهای ویژه است. این سیستم های جذب انرژی به صورت فشاری و کششی عمل کرده و نیروهای وارد شده به ساختمان را کاهش می دهند. در یک ساختمان سوپرفریم, تعداد مشخصی از این میراگرها بر روی هر ستون اتصالی نصب می شود تا در زمان وقوع زلزله, نیروهای حاصل از آن به صورت ایمن به پی منتقل شوند. (جهت مطالعه بیشتر به میراگرا یا دامپر لرزه ای مراجعه نمایید)

3. مزایای فناوری سوپرفریم

فناوری سوپرفریم چندین مزیت کلیدی دارد که باعث شده در بسیاری از پروژه های بزرگ و بلند مرتبه مورد استفاده قرار گیرد:

الف) افزایش مقاومت در برابر زلزله

یکی از مهم ترین مزایای این فناوری, افزایش چشمگیر مقاومت سازه ها در برابر زلزله است. استفاده از دیوار برشی مرکزی, ستون های اتصالی بزرگ و سیستم های میراگر موجب می شود تا نیروهای زلزله به شکل کنترل شده ای به زمین منتقل شوند و احتمال خرابی ساختمان به حداقل برسد.

ب) بهبود طراحی داخلی

به دلیل قرارگیری ستون های اتصالی در نمای خارجی ساختمان, فضای داخلی ساختمان ها بیشتر و منعطف تر می شود. این امر به معماران اجازه می دهد تا طرح های باز و بدون محدودیت از نظر ستون های داخلی ایجاد کنند و در نتیجه فضای داخلی به صورت بهینه مورد استفاده قرار گیرد.

ج) کاهش هزینه های ساخت

اگرچه فناوری سوپرفریم در ابتدا ممکن است به دلیل نیاز به استفاده از مصالح با کیفیت بالا و تکنولوژی های پیچیده, هزینه های اولیه بیشتری داشته باشد, اما در بلندمدت هزینه های تعمیر و نگهداری سازه به دلیل کاهش خسارات ناشی از زلزله به مراتب کاهش می یابد.

د) سرعت اجرای پروژه

استفاده از بتن پرمقاومت و فناوری های پیش ساخته در این نوع سازه ها, موجب کاهش زمان ساخت و ساز می شود. این امر به ویژه در پروژه های بزرگ و بلندمرتبه که زمان تکمیل پروژه اهمیت زیادی دارد, به عنوان یک مزیت رقابتی مطرح است.

4. چالش ها و محدودیت ها

با وجود مزایای بسیاری که فناوری سوپرفریم به همراه دارد, برخی چالش ها و محدودیت ها نیز وجود دارد. از جمله این چالش ها می توان به موارد زیر اشاره کرد:

الف) هزینه های اولیه بالا

یکی از مهم ترین چالش های استفاده از این فناوری, هزینه های بالای مصالح و تکنولوژی های مورد نیاز است. بتن های پرمقاومت و میراگرهای پیچیده هزینه های بالایی دارند که ممکن است برای برخی پروژه ها اقتصادی نباشد. (جهت خرید و بررسی به قیمت ورق سیاه مراجعه نمایید)

ب) نیاز به تخصص بالا

اجرای فناوری سوپرفریم نیاز به تیم های تخصصی و مهندسان ماهر دارد که با این فناوری آشنایی داشته باشند. در کشورهای در حال توسعه, ممکن است کمبود نیروی متخصص و تجربه کافی در استفاده از این فناوری وجود داشته باشد.

نتیجه گیری

فناوری سوپرفریم به عنوان یکی از پیشرفته ترین روش های ساخت و ساز در ساختمان های بلند, نقش مهمی در افزایش ایمنی و مقاومت سازه ها در برابر زلزله دارد. این فناوری با استفاده از دیوارهای برشی مرکزی, ستون های اتصالی بزرگ و سیستم های جذب انرژی, توانسته است سازه های ایمن و مقاومی ایجاد کند که علاوه بر کاهش خطرات ناشی از زلزله, فضای داخلی بیشتری را برای طراحی های انعطاف پذیر فراهم می کند. اگرچه هزینه های اولیه این فناوری بالا است, اما در بلندمدت به دلیل کاهش خسارات و هزینه های نگهداری, به عنوان یک گزینه مقرون به صرفه و ایمن محسوب می شود. با توجه به نیاز روزافزون به ساخت ساختمان های بلند و مقاوم, انتظار می رود که استفاده از این فناوری در سال های آینده بیشتر شود.

جهت مطالعه بیشتر به ویکی پدیا مراجعه فرمایید.