بسیاری از برنامه ریزان شهری پیش بینی می کنند که تا سال 2050، بیش از 6 میلیارد نفر در شهرها زندگی خواهند کرد و در مکان هایی که ساخت و ساز افقی میسر نیست، تنها راه برای تامین مسکن جمعیت رو به افزایش، بلند مرتبه سازی است. بلندتر بودن ساختمان همیشه با چالش های متعدد و همچنین رقابتی نه چندان ناملموس برای شرکت های معماری همراه است تا نام خود را با بزرگترین ساختمان ها گره بزنند. تقریباً به همان سرعتی که یک ساختمان به عنوان یکی از بلندترین ساختمان های جهان نامگذاری می شود، ساختمانی دیگر کار خود را شروع میکند و چند سال بعد این عنوان را به خود اختصاص می دهد. در حالی که محدودیتهایی در ارتفاع برجها وجود دارد ،سوال اینجاست که چه مواد و مصالحی توانسته ما را تا این حد به آسمان نزدیک کند؟

اول، مهم است که بدانیم چگونه ساختمان های بلند را از نظر فنی تعریف کنیم. شورای ساختمان های بلند و زیستگاه شهری (CTBUH) دو زیر گروه از ساختمان ها را تعریف می کند که مقیاس در نامگذاری آنها ، مقدار ارتفاع است. ساختمان «supertall» به ساختمانی گفته می شود که 300 متر (984 فوت) یا بلندتر باشد، و ساختار «megatall» حداقل به ارتفاع 600 متر (1968 فوت) می‌رسد. با سرعت امروزی، با احتساب ۱۳۲ آسمان‌خراش supertall  که ساخت آن تا ژوئن ۲۰۲۰ به پایان رسیده است ، سالانه حداقل یک آسمان‌خراش supertall  تکمیل می‌شود،. برج خلیفه هنوز هم بلندترین آسمان‌خراش جهان است که اندازه آن ۲۷۲۲ فوت یا کمی بیش از نیم مایل است. اخیرا، پس از 8 سال که از ساختن این آسمان خراش می گذرد، کار ساخت برج Merdeka 118 در مالزی به پایان رسیده که تنها 500 فوت کوتاه تر از برج خلیفه است. پیش‌بینی می‌شود که اولین ساختمان با ارتفاع مایل در جهان ظرف 30 سال آینده تکمیل شود و همچنین سرآغاز روند جدیدی از ساختمان‌هایی با ارتفاع بیش از 3200 فوت خواهد بود.

ساختمان های بلند با مشکلات متعدد مکانیکی و سازه ای و تاسیساتی همراه هستند. مردم وقتی از لابی به طبقه 200 می روند چقدر منتظر آسانسور خواهند بود؟ چگونه ساختمان های کلان در برابر نیروهای طبیعی که ما می توانیم و یا نمیتوانیم پیش بینی کنیم مقاومت می کنند؟ بسیاری از این مسائل با تغییراتی در مواد و سیستم‌های مدرنی که قبلاً با آنها آشنا شدیم و نیز ایجاد مصالحی که از صنعت ساخت‌وساز نوآورانه پشتیبانی می‌کنند، قابل حل خواهند بود.

یکی از مسائل اصلی هنگام ساخت سازه های بلند، لزوم نگه داشتن مصالح ساختمانی نزدیک به سایت است، زیرا محل انبار کردن مصالح و دپوی آنها در شهرها محدود است. این امر مشکلاتی را برای ساخت سازه و سایر اجزاء ایجاد می‌کند، زیرا پانل‌های پیش‌ساخته اغلب به دلیل محدودیت دپو در کارخانه ، به سایت آورده می‌شوند. با این حال، بسیاری از پیمانکاران  پانل ها را در محل انبار و سریعا مونتاژ میکنند و از جرثقیل برای بلند کردن و نصب آنها در محل استفاده می کنند.

آسمان خراش ها نیز به دنبال جایگزینی برای مصالح فولادی هستند. با افزایش ارتفاع ساختمان، وزن بالای آن به یک مسئله مهم و تاثیر گذار تبدیل می شود. آلومینیوم با فرآیند اکستروژن آسان خود جایگزینی سبک وزن برای فولاد است که این امکان را میدهد که تقریباً برای هر طراحی نما با اشکال مختلف انعطاف پذیر باشد. همچنین به تنش های ناشی از عناصر ساختاری داخلی و نیروهای بیرونی مانند تغییرات سریع دما و اختلالات لرزه ای ناشی از زلزله واکنش خوبی نیز نشان می دهد. 

فیبر کربن یکی دیگر از مواد نوظهور است که وزن آن نیز سبک و دارای رشته‌های بلندی است که با هم در هم تنیده شده و ساختاری مانند پارچه را تشکیل می‌دهند. در نتیجه، به طور قابل توجهی قوی تر از فولاد است، و این امکان را فراهم می کند تا در ساختمان هایی که بارهای ضربه ای بالا را دریافت می کنند، بکار گرفته شود. الیاف کربن در حال حاضر راه خود را به عناصر بتنی پیش ساخته باز کرده اند. با قرار دادن مش فیبر کربن در مخلوط بتن به جای شبکه های فولادی سنتی، وزن کلی واحد سازه کاهش می یابد و به آن اجازه می دهد تا به طور ایمن در محل خود مستقر شود و با دانستن این موضوع که دارای یکپارچگی ساختاری قابل توجهی است، باعث ایمن شدن سازه می شود.

ایده‌هایی که آینده بتن را رقم میزند، آینده‌نگرتر می باشد. بتن برای صدها سال تا حد زیادی بدون تغییر باقی مانده است. در حالی که بسیار بادوام است، بسیاری از سازنده ها به دنبال جایگزین های جدیدی برای آن هستند چرا که همچنان منبع اصلی انتشار CO2 است. برخی از محققان در حال بررسی بتن‌های زیستی هستند که توانایی بهبود ترک‌های خود را ( خود ترمیم شونده ) با افزودن باکتری‌های سنگ آهک دارند که می‌توانند عمر بتن را تا دویست سال افزایش دهند. حتی چوب، که بعید به نظر می رسد هرگز به عنوان یک عنصر ساختاری اصلی در سازه های بزرگ استفاده شود، در حال یافتن زندگی جدیدی در صنعت ساخت و ساز می باشد.

سازه هایی با استفاده از چوب که به آن استحکامی قابل مقایسه با فولاد می دهد. برای نشان دادن توانایی های الوار، Sumitomo Forestry، یک شرکت طراحی مستقر در ژاپن، اخیرا برنامه های خود را برای ساخت یک سازه چوبی با ارتفاع 350 متر در توکیو ارائه کرده است. 

ساختمان‌های بلندتر ، ساختمانهای آینده هستند، و مصالح و روش‌های ساخت و ساز به سرعت در حال بروز رسانی هستند تا بتوانند رویای ساخت آسمانخراش ها با ارتفاع مایل را به واقعیت تبدیل کنند.
 

افراد دارای مهارت در این زمینه

در صورتی که در این زمینه تخصص یا مهارتی دارید، پس از ثبت نام در سایت و تکمیل فرم مشخصات شخصی ، پروفایل خود را به لیست زیر اضافه نمایید .