ضوابط و استاندارد های طراحی مربوط به: مجتمع ها و مسکونی

مقدمه
ساختمانهای بلند از هر جهت بهشهرمربوط هستند آنها برایتجمع انبوه جمعیت، کمیابی و هزینه سنگین زمین جوابی طبیعی می باشند توده ساختمانبلند از توجیه مفهوم محیط طرح و جواب او به هدف ساختمان نتیجه می شود.

یکساختمان بلند ممکن است آزاد قرارگرفته یعنی قائم و باریک یا افقی و حجیم باشد و یاممکن است مستقیماً در مجاورت ساختمان های بلند دیگر واقع شود در هر دو روش ساختماناساساً یک جسم مجزا می باشد ولی ساختمان بلند آینده ممکن است جزء مکمل یک ساختمانبزرگ شهر باشد که در آن ساختمان ها یا خانه های فعالیت بوسیلهسیستم های تغییر مکان چند ترازیبا یکدیگرارتباط دارند.

از لحاظارتفاعساختمان های کمتر از 10 طبقه تابیشتر از 100 طبقه جزء ساختمانهای بلند به شمار می آیند برای تعیین ارتفاع یا حجمساختمان برنامه ریزی نسبتاً پیچیده ای لازم است بعضی از عواملی که باید در نظرگرفتهشود عبارتند از احتیاجات مشتری در مقابل زمین موجود و موقعیت زمین در ارتباط باجنبههای محیطی برای مثال خدمات لازم برای نگهداری ساختمان و رفاه ساکنان آن یا اثربوم شناسیساختمان یا خصوصیت منظره ای چشمانداز اطراف آن.

ساختمان بلند در زمینه شهری:
توسعه ساختمانهای بلند از هر جهت دنبالگررشد شهری باشد تحول شهر سازی که عصر صنعتی کردن شهر ها شروع شد مردم از مناطقروستایی به مناطق شهری کوچ کردند و بدین وسیله باعث افزایش تراکم جمعیت در شهرهاگردیدند انقلاب تکنولوژیک با ارائهسازه فولادیسبک وزنآسانسورو سیستم های تهیه انرژی لازم برایشهر قائم با تراکم زیاد به این فشار عکس العمل نشان داد.

در ابتدای قرناخیر بلوک های ساختمان به ارتفاع حدود 20طبقه در مقابل یکدیگر قرارمی گرفتند که فقطبوسیله خیابانهای تنگ و تاریک از یکدیگر جدا می شدند و دره های شهری تشکیل میدادندهدف عمده جادادن حداکثر اشخاص در حداقل سطح زمین بود تراکم جمعیت حاصله و اثرآن برروی مردم و شهر به عنوان سیستم متشکلی که در آن فعالیتهای گوناگون روی یکدیگرتاثیرمی گذارند به ندرت در طرح مورد توجه بود احتیاج به نور هوا و سطح زمین بازبرای فعالیتهای عمومی منجر به تکامل تدریجی آسمانخراشهای آزاد ایستاده گردید ایننوع ساختمان ها ارتفاع خیلی بیشتری دارند زیرا باید تراکمی حداقل معادل تراکم بلوکساختمانی راکه جانشین آن می شوند ایجاد نمایند انقلاب تکنولوژیک کنونی به آن اندازهپیشرفت کرده است که بتوان آسمان خراشهای منفرد باهزینه ای بنانمود که از لحاظاقتصادی امکانپذیر باشد.

طرح ساختمان های بلند از لحاظ انقلاب تکنولوژیک یافضای ماده ای نسبتاً خوب درک شده است ولی بررسی فضای رفتاری یعنی تشخیص نیازهایانسانی و قابلیت سازگاری بامحیط هنوز در مرحله اولیه پیشرفت می باشد جدایی و عدمارتباط بین مردم در ساختمان و نبودن تماس بازندگی خیابانی بعضی از مسائلی هستند کهطراحان کوشش دارند بر آنها غلبه کنند.




هرچند که اکنون تا حدودی تراکم ساختمان های بلند در شهرهابوسیله مقررات منطقه بندیکنترل می شود این طرح بر اساس مفهوم دینامیکی ترکیب تمام شهر نمی باشد اثر تجمعنزدیک به هم ساختمان های بلند روی محیط شهر بیشترین اهمیت را دارد تاثیر شدید بعضیاز آسمان خراشهای بزرگ همچون برج 109 طبقه سیرزدر شیکاگوبه ارتفاع بیش از یک چهارممایل روی شهر واضح است سیستم برق این ساختمان می تواند احتیاجات یک شهر 147000 نفرهرا تامین کند ودستگاه های تهویه مطبوعآن قادر به خنک کردن 6000 خانه یک خانواری می باشد جمعاً 102 آسانسور لازم است که 16500 نفر استفادهکننده را در روز به قسمت های مختلف ساختمان برساند در ذهن خود آسانسورهای متعددراهمچون خیابانهای بن بست و سرسراهای ساختمان را همچون میدانهایی مجسم سازیدکه درآنها مردم بوسیله آسانسورهای دوطبقه سریع السیر که از یک سرسرا به سرسرای بعدی میروند و یا آسانسورهای محلی کم سرعت که از یک نقطه ساختمان به نقطه دیگر آن عبور میکنند از آنجایی که ساختمان شامل همه خدمان و تفریح گاههای لازم می باشد به طور نظریافراد هرگز مجبور به ترک آن نمی باشند امکانات رفاهی ساختمان از قبیل فروشگاه،تفریح گاه ،محلهای نمایش فیلم و تئاتر و غیره و خدمات بهداشتی فرهنگی ایمنی حمل نقلپارکینگ آب برق و گاز و تلفن و فاضلاب معادل امکانات رفاهی لازم برای یک شهر کوچکمی باشد.



توسعه و تکامل ساختمانهای بلند


تاریخچه اولین ساختمانهای بلندروزگار باستانی بر می گردد. سازهای ساخته شده با دیوارهای باربر به ارتفاع 15 طبقهقبلا در شهرهای رومیان مورد استفاده بود. شهرها ی ممالک غربی در قرن 19 به سرعتتوسعه پیدا کرد و تراکم شدید جمعیت باعث شد ساختمانهای بلند که با سقوط امپراطوریروم ناپدید شده بود دوباره احیاء گردد. استفاده از دیوارهای باربر ساخته شده ازمصالح بنایی درسازه هامجدد رایج گردید. ولی اشکال اینسازه ها این است که با افزایش ارتفاع بر ضخامت دیوار ( یعنی وزن ساختمان ) بایداضافه شود تا مستقیما جوابگوی طبیعت جریان نیروی وزن باشد.
محدودیت این نوعسازةها با ساختن ساختمان 16 طبقه مونادنوک در سال 1891 در شیکاگو که ضخامت لازمدیوارهای طبقه پائین آن از 6 فوت تجاوز می کرد آشکار گشت.
از زمانیکه قابآهنیو بعدافولادیموجبرسیدن به ارتفاعات بلندتر و بازشدگی های (مانند پنجره و غیره ) بیشتر و بزرگترگردید استفاده از سیستم های قابی سبک وزن راه حل طبیعی به نظر می رسید. تکاملاسکلتفولادی متجاوز از 100 سال طول کشید. نه تنهاآهنمی بایست به عنوان مصالحساختمانی به رسمیت شناخته شود، روشهای تولید نیز می بایست توسعه و تکامل پیدا میکرد.
به منظور ایجاد بهترین شکل برای اعضاء سازه و سوار کردن آنها و همچنینتوسعه روشهای دقیق برای جزئیات ساختمانی لازم بود که در رفتار ماده جدید تحقیقگردد.
مهندس قرن نوزدهم معمار را وارد کرد تا توانایی عنصر قاب را تشخیصدهد. او استفاده از قاب را درپلها،کارخانه ها، انبارها، و نمایشگاه ها رواجداد. نفوذ این امر را می توان در گذشته حتی در سال 1801 در یک کارخانه نخ ریسی هفتطبقه ساخته شده از قاب های آهنی درمنچسترمشاهده کرد که در آن ستونها و تیرهایآهنی به عنوان اسکلت داخلی ساختمان به کار رفتند . در این ساختمان تیرهایi شکل،احتمالا برای اولین بار به کار برده شد. طراح ساختمان بر اساس مهندسی خود به موثربودن این شکل برای تحمل خمش پی برد. این کارخانه در واقع پایه پیشرفت قاب فولادی راگذاشت که سرانجام درشیکاگودر حدود سال 1890 ظاهر گردید.

قصرکریستال که برای نمایشگاه بین المللی 1851 لندن ساخته شد اولین قاب آهنی مستقل راآشکارساخت. استخوان بندی چوب و آهن و صفحات شیشه با دیوارهای وزنی حجیم که اساساستانداردهای معماری در آن زمان بود به رقابت برخاست. این ساختمان نشان دهنده اولینروش تولید انبوه در مقیاس بزرگ می باشد. تقسیم بندی فضای ساختمان بر مبنای بزرگترینورق شیشه استاندارد موجود انجام گرفت و روش اجرای ساختمان به صورت جزئی از طرح آندر آمد.

برج فانوس دریایی در بلک هاربور واقع در ایالت لانگ آیلند که درسال 1843 بنا گردید اولینسازةقابی ساختة شده از آهن نرم (آهن خمیری) در ایالات متحده آمریکا می باشد . در حدود 10 سال بعد اسکلت داخلی همراه بادیوارهای باربر نمایی ساخته شده از مصالح بنایی در چندین ساختمان به کار رفت. قابداخلی شامل ستونهای چدنی بود که تیرهای ساخته شده از آهن نرم را نگهداری می کرد.
قبل از اینکه ساختمانهای بلند قادر باشند به توانایی جدید قاب فلزی پاسخدهند، وسائل حمل و نقل قائم می بایست توسعه پیدا می کرد. اولینآسانسوردر 1851 درهتلیواقع در خیابان پنجمنیویورکبه کار رفت. این سیستم راه آهن قائمدر 1866 به صورت معلق اصلاح شد، ولی امکانات آسانسور در ساختمانهای بلند برای اولینبار در ساختمان شرکت بیمه اکویتبل لایف در نیویورک در 1870 جامه عمل پوشید. ویلیامجنی سیستم های قابی را با ساختمان 11 طبقه شرکت بیمه خانه خود در شیکاگو در 1883پیشرفت داد. اولین نمونه ساختمان بلند بود که تماما بااسکلتفلزی نگهداری می شد، درصورتیکهدیوارهای نمای ساخته شده از مصالح بنایی فقط خودشان را تحمل می کردند.ساختمان جنیهمچنین اولین ساختمانی بود که در قسمت بالای آن تیرهایفولادیبه کاررفته بود. در 1889 ساختمان دوم جنی، ساختمان لایتر، اولین ساختمان با اسکلت واقعیگردید که در آن هیچ دیوار برخود متکی به کار نرفته بود.
در ساختمان دومراندمک نالی(شیکاگو، 1889)،ساختمان و طبقه ای که بوسیله برن هام و روت ساخته شده،برای اولین بار قالب تمام فولادی به کار رفت. همین معمارها ایده دیوار برشی قائم رادر ساختمان 20 طبقه ماسنیک تمیل(شیکاگو، 1891) رواج دادند. در چنان ارتفاعی،نیروهایناشی از باد به صورت یکی از ملاحظات مهم طرح در آمد. برای افزایش سختی جانبی اسکلتفولادی،معمار ها مهار بندی های قطری را در قالب نما وارد کرده وبدین ترتیب اساس خرپای قائم یا دیوار برشی را بوجود آوردند.
پیشرفت در روشهای طرح اسکلتفولادی موجب رشد مداوم ارتفاع ساختمانها گردید. در سال 1905 ساختمان 50 طبقه برجمتر و پولتین و به دنبال آن در 1931 ساختمان 102 طبقه امپایراستیت در نیویورک ساختهشد. اصلاحات بعدی روی توسعه طرح های جدید برای قاب ها،بهبود کیفیت مصالح،و روشهایاجرائی بهتر متمرکز گردیده است تا روی افزایش قابل توجه ارتفاع.

ساختمان بلند و سازه نگهدارنده آن :
طرح ساختمان بلند چه برایاستفاده های واحدی مانند آپارتمان ها، ادارات ،مدارس، بیمارستانها یا برای استفادههای گوناگون با مقیاس بزرگتر نیاز به تشریک مساعی بین گروهها ی مختلف طرح سازندهمصالح و اجرای ساختمان دارد. معمار کوششهای گروه های مختلف راهماهنگ می کند تااجزاء مختلف مصالح خدمات و فعالیتها به طور یک جا عمل کنند.
معمار دیگر نمیتواند از آزادی طرح صحبت کند او نه تنها بوسیله فرم به طور کلی بسته آسمانخراش وضرورت استفاده موثر از مصالح محدود است ،بلکه او همچنین باید مشخصات خیلی بیشتری راکه مربوط به مقررات ایمنی آتش سوزی و بهداشتی می باشند رعایت کند.
معمارباید به طرح ساختمان به صورت یک سیستمکلی که در آنسازهنگهدارنده همچون یک جزء اساسی با طرحساختمان رشد می کند نزدیک شود سازه را نمی توان به طور جداگانه به عنوان یک قسمتاضافی نامربوط در نظر گرفت که بعداً بوسیله مهندس در فضای رسمی ساختمان گذاشته شوداگر چه این روش طرح کلی را در مورد هر نوع ساختمانی باید به کار برد استفاده از آندر مورد یک ساختمان بلند که سیستم سازه نگهدارنده نسبتا پیچیده ای دارد و در آننیروهای فیزیکی و محیطی از تعیین کننده های اساسی طرح می باشند ،بویژه ضرورت دارد. ساختمان باید در مقابل نیروهای قائم ثقل و نیروهای افقی باد در بالای سطح زمین وزلزلهدر زیر سطحزمین مقاومت کند. پوشش ساختمان باید اختلاف درجه حرارت،فشارهوا، و رطوبت بین محیط خارج و داخل را تحمل کند. عناصر سازه ای ساختمان بایدجوابگوی همه این نیروها باشند این عناصر باید چنان قراربگیرند و به یکدیگر متصلباشند که این نیروها را جذب و با کمترین تقلایی آنها را با اطمینان به زمین هدایتکنند.
معماری که نسبت به این نیروها ومنابع آن حساس و از نحوه باربری اعضاسازه ای مطلع باشد، در همان مراحل اولیه می تواند طرح معقولی را ارائه دهد او میتواند با مهندس سازه ای ارتباط برقرار کند زیرا به زبان خودش صحبت می کند. یعنیمعماری که از اصول مهندسی درک اساسی داشته باشد می تواند با متخصص سازه واقعاًتشریک مساعی کند تا به راه حل مطلوبی نائل گردد.
عناصر سازه ای استخوانهایلازم برای بدنه ساختمان می باشند و این معماراست که می تواند از این عناصر سازه ایماهرانه استفاده و آنها را نمایان کند تاروح ساختمان آشکارا نشان داده شود و بدینترتیب هدف ساختمان به عنوان محوطه ای برای سیستم های فعالیت گوناگون که رون یکدیگرتاثیر دارند مشخص و منعکس گردد.

بارگذاریساختمان
1 بارهاییکه روی ساختمان وارد می شوند یا مستقیمآ به وسیله طبیعت و یا به وسیله انسان ایجادمی گردند. به عبارت دیگر برای بار روی ساختمانها دو منبع اصلی وجود دارد، یکیژئوفیزیکیو دیگری مصنوعی.
2 نیروهای ژئوفیزیکی را که نتیجه تغییرات مداوم در طبیعتهستند ممکن است به نیروهایجاذبه زمین، وزن ساختمان خودش ایجادنیروهایی در سازه می کند که موسوم به بار مرده است واین بار در تمام طول عمرساختمان ثابت باقی می ماند.
3 اشکال همیشه در حال تغییر ساختمان نیز تایعاثرات جاذبه زمین است که ایجاد تغییراتی در بارها در طول زمان می کند.بارهای ناشیاز تغییراتجویبازمان و مکان تغییر می کنند و به شکلباد،حرارت،رطوبت،باران،برف، ویخظاهر می شوند. نیروهای زلزله از حرکت نامنظم زمین یعنی زمین لرزه ایجاد مشوند.
4 منابع بارگذاری مصنوعی ممکن استتکان ناشی از حرکت اتومبیل ها،آسانسورها، ماشینهای مکانیکی و غیره و یاممکن است تغییر مکان افراد، وسایل و یا نتیجه ضربه و انفجار باشند. به علاوه ممکناست نیروهایی در زمان تولید و اجرا در سازه به وجود آبد. پایداری ساختمان ممکن استایجاب پیش تنیدگی کند که باعث ایجاد نیرو در ساختمان می شود.

5 منابع بارهایژئوفیزیکیو مصنوعی در ساختمان غالبآ به یکدیگر بستگی دارند. جرم، اندازه، شکل و مصالح یکساختمان در روی نیروهای ژئوفیزیکی اثر می گذارند. برای مثال اگر عناصر ساختمان درمقابل تغییرات درجه حرارت و رطوبت نتوانند به آزادی واکنش نشان دهند و گیردار باشندنیروهایی در ساختمان ایجاد می شود.
برای اینکه اطمینان حاصل شود که مشکلاتآتی از بین رفته و بازده سازه ای حاصل شده باشد لازم است که مطالعات دقیق جوابتئوری ساختمان به اثرها انجام گیرد. طراح باید نیروها و اثر بارگذاری مربوطه را درککند تا ساختمان بی خطر و قابل استفاده باشد.