سازه های بلند نیازمند تلفیقی از اصول مهندسی پیشرفته، مصالح مرغوب و فناوری‌های نوین هستند تا در یک رویکرد سیستماتیک و چندوجهی به کار گرفته شوند. این اصول شامل انتخاب سیستم‌های باربر جانبی مناسب (مانند دیوارهای برشی، قاب‌های خمشی و مهاربندها)، استفاده از مصالح با کیفیت بالا (نظیر بتن مسلح و فولاد شکل‌پذیر)، به کارگیری فناوری‌های کاهش اثرات زلزله (مانند جداسازهای لرزه‌ای و میراگرها)، و اجرای دقیق طراحی فونداسیون با توجه به شرایط ژئوتکنیکی سایت می‌شود. علاوه بر این، رعایت ضوابط دقیق طراحی لرزه‌ای، توجه به انعطاف‌پذیری و یکپارچگی سازه، و در نظر گرفتن اثرات متقابل سازه و خاک در تحلیل‌های دینامیکی از دیگر عوامل کلیدی هستند که در کنار نظارت مستمر بر اجرا، ایمنی بلند مرتبه ها را حتی در برابر زلزله‌های شدید تا ۸ ریشتر تضمین می‌کنند.
پیشینیه و خاستگاه ساختمان های بلند و آسمان خراش ها
تاریخچه‌ی شکل‌گیری ساختمان های بلند و آسمان خراش ها به تمدن‌های باستانی بازمی‌گردد. اهرام مصر از نخستین نمونه‌های این دستاورد شگفت‌انگیز هستند که با معماری حیرت انگیز خود، برای هزاران سال بلندترین سازه‌های دست‌ساز بشر محسوب می‌شدند. این بناهای عظیم نه تنها نماد قدرت و اعتقادات مذهبی بودند، بلکه پایه‌های اولیه مهندسی سازه های بلند را نیز بنیان نهادند. در دوران میانه، با ظهور کلیساهای گوتیک، شاهد تحولی چشمگیر در ساخت بناهای مرتفع بودیم. کلیسای جامع شارتر در فرانسه با استفاده از قوس‌های نوک‌تیز و پشتبندهای معلق، نشان داد که چگونه می‌توان با مصالح سنتی به ارتفاع بیشتر دست یافت. این دوره، نقش مهمی در توسعه فناوری‌های ساخت ساختمان های بلند ایفا کرد.
انقلاب صنعتی نقطه عطفی در تاریخ ساختمان های بلند وآسمان خراش ها بود. تولید انبوه فولاد و اختراع آسانسور ایمن، امکان ساخت ساختمان‌هایی با اسکلت فولادی و تعداد طبقات بیشتر را فراهم آورد. ساختمان بیمه خانه در شیکاگو (۱۸۸۵) که از فولاد در اسکلت خود استفاده کرد، به عنوان نخستین آسمان خراش مدرن شناخته می‌شود. در قرن بیستم، با پیشرفت‌های بیشتر در محاسبات سازه‌ای و مصالح، ابرسازه هایی همچون امپایر استیت و جان هنکاک سنتر پا به عرصه وجود گذاشتند. این بناها نه تنها از نظر ارتفاع رکوردشکنی کردند، بلکه مفاهیم جدیدی در پایداری و بهره‌وری انرژی معرفی نمودند. امروزه، سازه های بلند با بهره‌گیری از فناوری‌های هوشمند و مصالح نوین، به سمتی حرکت می‌کنند که علاوه بر بلندای خیره‌کننده، بالاترین استانداردهای زیست محیطی و انسانی را نیز تأمین کنند.
| ویژگی کلیدی | ارتفاع تقریبی | نمونه شاخص | دوره تاریخی |
| استفاده از سنگ و بلوک های عظیم | ۱۴۷ متر | هرم بزرگ جیزه | تمدن های باستان |
| معماری گوتیک و پشتبند معلق | ۱۱۵ متر | کلیسای جامع شارتر | دوران میانه |
| اسکلت فولادی اولیه | ۴۲ متر (۱۰ طبقه) | ساختمان بیمه خانه – شیکاگو | انقلاب صنعتی |
| سبک آرت دکو و نماد شهرنشینی | ۴۴۳ متر | امپایر استیت | قرن بیستم |
| فناوری های پایدار و هوشمند | ۸۲۸ متر | برج خلیفه – دبی | معاصر |
مفهوم ساختمان های بلند
ساختمان های بلند به سازه هایی اطلاق می شوند که به دلیل ارتفاع قابل توجه، نیازمند رویکردهای متفاوتی در طراحی، محاسبات و بهره برداری هستند. بر اساس تعریف لین بیدل (۱۹۸۶) از پیشگامان در زمینه طراحی و تحقیق درمورد آسمان خراش ها، یک ساختمان بلند، سازه ای است که ارتفاع آن شرایط متفاوتی را در طراحی، ساخت و اجرا نسبت به ساختمان های متعارف یک منطقه و دوره زمانی خاص ایجاد می کند. این تعریف بر این نکته تاکید دارد که ماهیت سازه های بلند نسبی و وابسته به بافت پیرامونی است. به عبارت دیگر، یک ساختمان ۱۵ طبقه در یک شهر کم ارتفاع، یک ساختمان بلند محسوب می شود، در حالی که همان ساختمان در میان آسمانخراش های یک کلانشهر ممکن است بلند به شمار نیاید.
از منظر فنی، هوولر (۲۰۰۳) معمار برجسته آمریکایی، رابطه تناسبی بین ارتفاع و عرض را به عنوان معیاری کلیدی برای تعریف ساختمان های بلند پیشنهاد کرده است. زمانی که این نسبت از حد معینی فراتر می رود، رفتار سازه در برابر نیروهای جانبی مانند باد و زلزله به طور قابل توجهی تغییر می کند و این امر مستلزم به کارگیری سیستم های سازه ای پیشرفته مانند قاب های مهاربندی شده، دیوارهای برشی و یا هسته های مرکزی است. بنابراین، تعریف ساختمان های بلند تنها با تعداد طبقات یا متراژ ارتفاعی انجام نمی شود، بلکه پاسخ سازه به نیروها و الزامات امنیتی و رفاهی ساکنان است که ماهیت آن را تعیین می کند. این ویژگی ها طراحی سازه های بلند را به یک چالش مهندسی منحصر به فرد تبدیل می کند.
ضوابط و مقررات بلند مرتبه سازی
ساختمان‌های بلند یکی از شاخه‌های پیچیده و تخصصی مهندسی عمران و معماری هستند که نصب و اجرای آنها نیازمند رعایت دقیق ضوابط و مقررات خاص است. این مقررات نه تنها تضمین‌کننده ایمنی سازه و کاربران آن است بلکه بر عملکردهای مختلف ساختمان از جمله مقاومت در برابر آتش، سیستم‌های تخلیه اضطراری و هماهنگی با خدمات آتش‌نشانی نیز تاثیرگذار می‌باشد. آشنایی کامل با این ضوابط از ابتدای فرایند طراحی تا اجرای پروژه برای مهندسان، معماران و دست‌اندرکاران ضروری است تا بتوانند سازه‌های بلند ایمن و پایدار خلق کنند.
مکان یابی ساختمان های بلند
مکان مناسب برای احداث بلند مرتبه ها باید با رعایت معیارهای زیر انتخاب شود: دسترسی سریع و مناسب به امکانات امدادی نظیر آتش‌نشانی، ثبات زمین و شرایط زمین‌شناسی، عدم تداخل با خطوط فرود و پرواز، و تحلیل‌های زیست‌محیطی و اجتماعی منطقه. علاوه بر این، مکان‌یابی باید با توجه به مسیرهای ترافیکی و جریان جمعیت انجام شود تا در مواقع اضطراری تخلیه‌ایمن و سریع فراهم گردد. همچنین، بررسی زیرساخت‌هایی چون شبکه‌های آب، برق، فاضلاب و وجود فضای کافی برای تجهیزات ایمنی از دیگر فاکتورهای تعیین‌کننده در مکان یابی ساختمان‌های بلند می‌باشد.
محدودیت های ارتفاعی
در ضوابط بلند مرتبه سازی، محدودیت‌های ارتفاعی بر اساس ظرفیت مناطق، قوانین محلی و معیارهای ایمنی تعیین می‌شود. این محدودیت‌ها معمولا در رابطه با توانایی دستگاه‌های آتش‌نشانی برای اطفا حریق، مقاومت سازه های بلند در برابر بارهای جانبی مانند باد و زلزله، و همچنین خدمات اضطراری و تخلیه کاربران تنظیم می‌گردد. برای مثال، در برخی شهرها ارتفاع ساختمان‌های بلند نباید از ۷۵ فوت (حدود ۲۳ متر) بالاتر از سطح دسترسی خودروهای آتش‌نشانی فراتر رود تا امکان امدادرسانی فراهم شود. این سقف ارتفاعی مستقیماً بر نوع مصالح و سیستم‌های حفاظتی انتخابی نیز تاثیرگذار است.
روش های تعیین ارتفاع در بلند مرتبه سازی
ارتفاع ساختمان های بلند با توجه به تعریف استانداردهای ملی و بین‌المللی، معمولاً از کف پایین‌ترین دسترسی خودروهای اضطراری تا بالاترین سطح اشغال‌شده محاسبه می‌گردد. در برخی مقررات جدید، سقف اشغال‌شده یا حتی پشت‌بام‌های استفاده‌پذیر نیز در محاسبه ارتفاع لحاظ می‌شوند. این تعریف دقیق ارتفاع، به مهندسان اجازه می‌دهد که بر مبنای آن الزامات مقاومتی، سیستم‌های ایمنی و تجهیزات اضطراری را طراحی و اجرا کنند. همچنین، در تعیین ارتفاع باید به تداخلات احتمالی با خطوط هوایی، محدودیت‌های دید شهری و نیازهای خدمات فنی توجه ویژه‌ای شود.
منطقه بندی ارتفاعی
منطقه‌بندی ارتفاعی به معنای تقسیم‌بندی مناطق شهری بر اساس حداکثر ارتفاع مجاز سازه‌ها و دسته‌بندی کاربری‌های مختلف است. این تقسیم‌بندی معمولا براساس شدت جمعیت، پتانسیل وقوع مخاطرات، و نوع کاربری‌های موجود انجام می‌شود تا سازه‌های بلند در نقاطی قرار بگیرند که از نظر ایمنی و خدمات شهری مناسب باشند. همچنین منطقه‌بندی ارتفاعی بر نوع سازه‌های مجاز، مقررات آتش‌نشانی، و طراحی سیستم‌های تخلیه اثرگذار است. هدف اصلی این منطقه‌بندی ایجاد تعادل میان توسعه شهری و حفظ ایمنی سازه‌ای و انسانی است.
فرم ساختمان های بلند
فرم ساختمان‌های بلند به نوعی نشان‌دهنده تعامل بین عملکرد سازه و عوامل اقلیمی، زیستی و زیبایی‌شناسی است. طراحی فرم باید به گونه‌ای باشد که علاوه بر زیبایی و مطلوبیت شهری، مقاومت کافی در برابر نیروهای جانبی مانند باد و زلزله را فراهم کند. فرم‌های ساده و متقارن کمتر دچار مشکلات پیچشی می‌شوند و امکان تحلیل و اجرای سازه‌ای بهتری دارند. همچنین فرم ساختمان‌های بلند باید با توجه به نورگیری، تهویه طبیعی و توزیع کاربری‌ها بهینه شود تا کیفیت زندگی ساکنان حفظ گردد. در نهایت، فرم بنا باید امکان اجرای آسان سازه‌ای را فراهم آورد و با مقررات ارتفاعی و ایمنی مطابقت داشته باشد.
توده و حجم بنا
توده و حجم سازه های بلند بخشی از استراتژی‌های طراحی شهری و معماری است که نقش مهمی در توزیع بارهای سازه‌ای و تعامل با محیط پیرامون دارد. حجم ساختمان‌های بلند باید به گونه‌ای طراحی شود که بارهای ثقلی و جانبی به طور یکنواخت انتقال یابد و از تمرکز تنش‌ها در نقاط خاص جلوگیری شود. تفکیک حجم به اجزای کوچکتر و استفاده از تکنیک‌های مدولار می‌تواند در کاهش اثرات باد و افزایش پایداری سازه موثر باشد. علاوه بر این، توده و حجم مناسب تاثیر چشمگیری بر عملکرد انرژی ساختمان و ایجاد فضاهای باز عمومی دارد که در نهایت به خلق محیطی مطلوب و ایمن برای کاربران منجر می‌شود.
تاثیرات و نقش ساختمان های بلند در سیما و منظر شهری
ساختمان های بلند به عنوان یکی از برجسته ترین عناصر شهری، نقش تعیین کننده ای در توسعه شهرهای جدید ایفا می کنند. تحقیقات نشان می دهد که این سازه ها به عنوان بخش مهمی از تصویر شهرها، در جذب مردم و نمایش هویت شهری تاثیر بسزایی دارند. با افزایش تعداد سازه های بلند در شهرهای مدرن، توجه به تاثیرات گسترده آنها بر منظر شهری ضروری شده است. اگرچه ساخت آسمان خراش ها به معنای مدرن از قرن نوزدهم آغاز شد، اما در قرن بیستم درک شد که نقش این ساختمان ها کاملاً با انتظارات گذشته متفاوت است.
تاثیرات بلند سازه ها بر شهر را می توان در سه ویژگی اصلی بررسی کرد: تاثیر ارتفاع و حجم بر تشکیل خط آسمان جدید، تاثیر عملکردی به عنوان ساختمان هایی با ظرفیت بالای سکونت و ترافیک، و تاثیرات محیطی بر میکرواقلیم و گردش باد. این تحقیق بر تاثیر اول متمرکز است که مربوط به نقش اسکلت های بلند در خط آسمان شهری است.
بلند مرتبه سازی در کشور های توسعه یافته
بلندمرتبه سازی به عنوان یک راهبرد کلیدی در کشور های توسعه یافته در توسعه شهری پایدار و مدیریت رشد جمعیت مورد توجه قرار گرفته است. این کشورها با بهره گیری از فناوری های پیشرفته و تدوین ضوابط دقیق، توانسته اند چالش های مربوط به ساخت و مدیریت سازه های بلند را به طور موثر حل کنند. تجربیات موفق این کشورها در زمینه طراحی، اجرا و نگهداری بلند سازه ها می تواند الگوی ارزشمندی برای سایر کشورها باشد.
بلند مرتبه سازه در آمریکا
ایالات متحده آمریکا به عنوان پیشگام در زمینه ساخت آسمان خراش ها شناخته می شود. شهرهای بزرگی مانند نیویورک و شیکاگو میزبان برخی از معروف ترین ساختمان های بلند جهان هستند. در این کشور، ساخت سازه بلند با توجه به مقررات دقیق ایمنی در برابر حریق و زلزله انجام می شود. استفاده از سیستم های پیشرفته سازه ای و مصالح با کیفیت بالا از ویژگی های بارز بلند مرتبه سازی در آمریکا است. مدیریت ترافیک و تامین زیرساخت های لازم برای پشتیبانی از این سازه ها نیز به دقت برنامه ریزی می شود.
بلند مرتبه سازی در انگلستان
در انگلستان، ساخت سازه های بلند با حساسیت زیادی نسبت به حفظ میراث تاریخی و منظر شهری انجام می شود. لندن به عنوان پایتخت این کشور شاهد رشد قابل توجهی در زمینه ساخت آسمان خراش در سال های اخیر بوده است. رویکرد انگلیسی ها بر ترکیب معماری مدرن با حفظ هویت تاریخی شهرها استوار است. ضوابط دقیق زیست محیطی و توجه به توسعه پایدار از ویژگی های متمایز بلندمرتبه سازی در این کشور محسوب می شود. استفاده از انرژی های تجدیدپذیر و سیستم های مدیریت هوشمند در این سازه ها مورد تاکید قرار گرفته است.
بلند مرتبه سازی در کانادا
کانادا به ویژه در شهرهای تورنتو و ونکوور تجربیات موفقیتی در زمینه ساخت سازه های بلند دارد. رویکرد کانادایی ها بر توسعه متراکم و هوشمند شهری متمرکز است. در این کشور، ساخت آسمان خراش با در نظر گرفتن شرایط اقلیمی سخت و الزامات انرژی انجام می شود. استفاده از فناوری های نوین در عایق بندی و مدیریت انرژی از ویژگی های بارز این سازه ها است. همچنین توجه به ایجاد فضاهای عمومی و بهبود کیفیت زندگی ساکنان از اولویت های مهم در طراحی و اجرای ساختمان های بلند در کانادا محسوب می شود.
بلند مرتبه سازی در ایران
در دهه های اخیر، بلندمرتبه‌سازی در ایران به عنوان یک راهبرد مهم در توسعه شهری و پاسخ به چالش‌های ناشی از رشد جمعیت و کمبود زمین، مورد توجه قرار گرفته است. این رویکرد نه تنها به عنوان یک ضرورت فنی و اقتصادی، بلکه به عنوان یک پدیده اجتماعی و فرهنگی که تاثیرات عمیقی بر سیما و منظر شهری دارد، شناخته می‌شود. با افزایش شهرنشینی و رشد جمعیت در کلان‌شهرهایی مانند تهران، بلندمرتبه‌سازی به عنوان یک راهکار برای استفاده بهینه از زمین و جلوگیری از توسعه افقی شهرها مطرح شده است. با این حال، این پدیده با چالش‌های متعددی از جمله مسائل زیست‌محیطی، اجتماعی و فرهنگی روبرو بوده است.
پیشینه بلند مرتبه سازی در ایران
پیشینه ساخت سازه های بلند در ایران به دوران قبل از قرن سیزدهم هجری شمسی بازمی‌گردد، زمانی که بناهای مرتفع عمدتاً با کاربرد مذهبی و فرهنگی ساخته می‌شدند. این بناها که شامل مساجد، کلیساها و عمارت‌های سلطنتی می‌شدند، عموماً نماد قدرت و اعتقادات مذهبی بودند. برای مثال، عمارت شمس‌العماره در تهران که در دوران ناصرالدین شاه قاجار ساخته شد، به عنوان یکی از اولین بناهای بلند ایران شناخته می‌شود. در دهه‌های ۱۳۰۰ و ۱۳۱۰، ساخت اسکلت بلند با کاربری‌های جدید مانند وزارتخانه‌ها و ساختمان‌های اداری آغاز شد. در این دوره، استفاده از مصالح جدید مانند بتن، سیمان و فولاد رواج یافت و تحولی در شیوه‌های ساخت‌وساز ایجاد کرد. اولین بلندمرتبه به سبک مدرن در ایران، توسط هوشنگ خانشقاقی در خیابان جمهوری تهران ساخته شد که یک سازه ۱۰ طبقه است.
دوره های بلند مرتبه سازی در ایران
توسعه بلندمرتبه‌سازی در ایران را می‌توان به چند دوره اصلی تقسیم کرد. دوره اول۱۳۰۰-۱۳۴۰، شامل ساخت بناهای بلند با کاربری اداری و دولتی بود که عمدتاً تحت تأثیر معماری غربی قرار داشت. دوره دوم ۱۳۴۰-۱۳۵۷، با تصویب قانون تملک آپارتمان‌ها در سال ۱۳۴۳، روند ساخت سازه های بلند مسکونی شتاب گرفت. دوره سوم ۱۳۵۷-۱۳۶۷، همزمان با انقلاب اسلامی، بلندمرتبه‌سازی تقریباً متوقف شد و تنها به تکمیل پروژه‌های نیمه‌تمام محدود گردید. دوره چهارم (۱۳۶۷ به بعد) با افزایش قیمت زمین و آغاز فروش تراکم توسط شهرداری تهران، موج جدیدی از بلندمرتبه‌سازی آغاز شد که عمدتاً در مناطق شمالی تهران متمرکز بود.
آمار پروانه های ساختمانی
استان های تهران، فارس و اصفهان از ابتدای ساخت سازه های بلند در ایران بیشترین تعداد پروانه های ساختمانی را دارند که نشان دهنده تمرکز و علاقه شهروندان به فعالیت های ساخت و ساز بلند در این شهر ها است. بیشترین آمار پروانه ساختمانی ثبت شده در ایران مربوط به سال های ۱۳۸۰ تا ۱۳۸۹ است که از ۲۵۴ هزار واحد به ۸۲۴ هزار واحد افزایش داشته است.
نقش زلزله در ساختمان های بلند مرتبه
زلزله یکی از مخرب ترین پدیده های طبیعی است که می تواند اثرات جدی بر ساختمان های بلند داشته باشد. این سازه های بلند به دلیل ارتفاع زیاد و خصوصیات دینامیکی خاص، رفتار متفاوتی در برابر زلزله از خود نشان می دهند. مهمترین اثرات زلزله بر ساختمان های مرتفع شامل ایجاد نیروهای اینرسی، تغییر شکل های سازه ای و لرزش های افقی و عمودی است.
در اسکلت های بلند، نیروهای اینرسی ناشی از زلزله می توانند بسیار مخرب باشند. وقتی زمین شروع به لرزش می کند، پایه ساختمان حرکت می کند اما سقف تمایل دارد در جای خود باقی بماند. این تفاوت حرکت باعث ایجاد تنش های شدید در نقاط اتصال و دیوارها می شود. هرچه ساختمان بلندتر و سنگین تر باشد، این نیروهای اینرسی مخرب تر خواهند بود.
اثر دیگر زلزله بر سازه های بلند، ایجاد تغییر شکل سازه است. حرکت متفاوت پایه و سقف ساختمان باعث ایجاد نیروهای داخلی در ستون ها می شود. این نیروها که به نیروهای سختی معروفند، با افزایش ارتفاع ساختمان تشدید می شوند.
لرزش های افقی و عمودی ناشی از زلزله نیز چالش دیگری برای سازه بلند محسوب می شود. در حالی که ساختمان ها عموما برای تحمل بارهای عمودی طراحی شده اند، لرزش های افقی می توانند بسیار مخرب باشند.
نحوه عملکرد زلزله در سازه های بلند مرتبه
مقاومت ساختمان در برابر زلزله به سه عامل کلیدی بستگی دارد: طراحی مهندسی دقیق، مصالح مرغوب و اجرای اصولی. در سازه های بلند، استفاده از سیستم های پیشرفته مانند قاب های فولادی، دیوارهای برشی و بتن مسلح ضروری است. این سازه ها باید به گونه ای طراحی شوند که هم انعطاف پذیری لازم را داشته باشند و هم بتوانند نیروهای جانبی را تحمل کنند.
ساختمان های کوتاه معمولاً در برابر امواج با فرکانس بالا آسیب پذیرند، در حالی که ساختمان های بلند به دلیل ارتفاع بیشتر، تحت تأثیر نوسانات قرار می گیرند. شکل ساختمان نیز اهمیت ویژه ای دارد؛ طراحی های نامنظم ممکن است توزیع نامتعادل نیروها را به همراه داشته باشد.
روش های نوین مقاوم سازی در سازه های بلند مرتبه
مقاومت ساختمان در برابر زلزله به عوامل مختلفی بستگی دارد. در سازه های بلند، استفاده از فناوری های پیشرفته مانند سیستم های جداسازی پایه و میراگرهای جرمی نقش کلیدی ایفا می کند. این سیستم ها با جذب انرژی زلزله، از انتقال نیروهای مخرب به سازه اصلی جلوگیری می کنند.
جدیدترین فناوری ها در این زمینه شامل:
سیستم های شناورسازی با هوا
میراگرهای آونگی
فیوزهای قابل تعویض
دیوارهای هسته ای نوسانی
پوشش نامرئی لرزه ای
این تکنولوژی ها با هزینه مناسب می توانند ساختمان ها را در برابر شدیدترین زلزله ها مقاوم کنند. نکته مهم این است که هر ساختمان با توجه به شرایط خاص خود نیاز به طراحی ویژه دارد.
مصالح مورد استفاده در ساخت خانه ضد زلزله
ساخت خانه های مقاوم در برابر زلزله نیازمند استفاده از مصالح ویژه و تکنیک های پیشرفته مهندسی است. در سازه های بلند، فولاد به عنوان یکی از اصلی ترین مصالح به کار می رود چرا که خاصیت انعطاف پذیری و استحکام کششی بالایی دارد. بتن مسلح نیز با ترکیب میلگردهای فولادی و بتن، مقاومت فشاری و کششی مناسبی ایجاد می کند. سیستم های جداساز پایه و میراگرهای جرمی در اسکلت های بلند نقش کلیدی در جذب انرژی زلزله ایفا می کنند.
مواد نوین مانند EDCC (ترکیب سیمان با الیاف پلیمری) و کامپوزیت های FRP (الیاف پلیمری تقویت شده) گزینه های مناسبی برای افزایش مقاومت هستند. در سازه بلند، روشی که قسمت های مختلف فولاد (مثل تیرها و ستون ها) به هم متصل می شوند، باید طوری طراحی شود که هنگام زلزله بتوانند کمی تغییر شکل دهند (خم شوند) بدون اینکه بشکنند یا از هم جدا شوند. استفاده از چوب های مهندسی شده و فولادهای ضد زلزله با خاصیت شکل پذیری بالا نیز در مناطق لرزه خیز توصیه می شود.
انتخاب خاک مناسب برای پی سازی عامل تعیین کننده دیگری است. خاک های سنگی و متراکم برای ساخت سازه های بلند مناسب ترند، در حالی که خاک های سست و رسوبی می توانند خطرناک باشند. در سازه بلند، سیستم های نظارت هوشمند و سنسورهای لرزه نگاری نیز برای پایش مستمر رفتار سازه در برابر زلزله می بایست به کار روند. ترکیب این مصالح و فناوری ها می تواند ایمنی ساختمان ها را در برابر زلزله به میزان قابل توجهی افزایش دهد.
مقاومت ساختمان بتنی در برابر زلزله چند ریشتر
مقاومت سازه های بلند بتنی ضد زلزله به عوامل متعددی بستگی دارد که مهمترین آنها کیفیت طراحی و اجرا است. یک ساختمان بتنی استاندارد که طبق آیین‌نامه‌های روز دنیا طراحی و ساخته شده باشد، می‌تواند در برابر زلزله‌های تا ۷ ریشتر مقاومت کند بدون آنکه فرو بریزد. البته این به معنای عدم آسیب‌دیدگی نیست و ممکن است پس از زلزله‌های شدید نیاز به تعمیرات اساسی وجود داشته باشد.
سازه‌های بتنی مدرن با استفاده از سیستم‌های پیشرفته مانند دیوارهای برشی، قاب‌های خمشی و سیستم‌های جداساز پایه، حتی قادر به مقاومت در برابر زلزله‌های بالای ۷.۵ ریشتر نیز هستند. کلید این مقاومت در ترکیب هوشمندانه بتن و فولاد است. بتن که در برابر فشار مقاوم است و فولاد که مقاومت کششی بالایی دارد، در کنار هم سیستمی ایجاد می‌کنند که می‌تواند نیروهای عظیم ناشی از زلزله را تحمل کند.
در ساختمان های بتنی، کیفیت اجرا به ویژه در محل‌های اتصال تیر به ستون و ستون به فونداسیون اهمیت حیاتی دارد. استفاده از میلگردهای با کیفیت، بتن با عیار مناسب و رعایت دقیق جزئیات اجرایی می‌تواند تفاوت بین یک ساختمان ایمن و یک ساختمان پرخطر را مشخص کند. همچنین در سال‌های اخیر، تکنیک‌های جدیدی مانند استفاده از الیاف پلیمری برای تقویت بتن توسعه یافته که مقاومت سازه‌ها را به طور چشمگیری افزایش داده است.
ساختمان‌های بتنی که قبل از سال ۱۳۷۰ در ایران ساخته شده‌اند، معمولاً استانداردهای لرزه‌ای امروزی را ندارند و در برابر زلزله‌های متوسط تا شدید آسیب‌پذیر هستند. به همین دلیل، نوسازی و مقاوم‌سازی این ساختمان‌ها یکی از اولویت‌های مهم در مدیریت بحران زلزله محسوب می‌شود. در نهایت باید توجه داشت که هیچ ساختمانی کاملاً ضدزلزله نیست، اما با رعایت اصول مهندسی می‌توان سازه‌هایی ساخت که جان ساکنان را در برابر شدیدترین زلزله‌ها حفظ کنند.
نتیجه گیری
مقاوم‌سازی سازه های بلند ضد زلزله نیازمند رویکردی نظام مند است که سه رکن اساسی دارد:
طراحی هوشمند با سیستم‌های سازه‌ای پیشرفته
اجرای دقیق با نظارت مستمر کیفیت
فناوری‌های نوین کنترل ارتعاش
تمامی این موارد باید با توجه به شرایط جغرافیایی و ویژگی‌های زمین‌شناسی محل اجرا بومی سازی شوند. نکته حیاتی آن است که ایمنی در برابر زلزله نه یک گزینه، بلکه ضرورتی انکارناپذیر در ساخت وسازهای امروزی محسوب می‌شود.
Why are so many tall and supertall buildings being built? – News Bureau
Design Principles and Innovations for Tall Building Structures – DesignHorizons
What are the Effects of Earthquake on Structures? – theconstructor.org
۱۰ Technologies That Help Buildings Resist Earthquakes | HowStuffWorks
What Building Materials Can Withstand Earthquakes
The history of skyscrapers and tall buildings – RTF | Rethinking The Future
DEFINITION AND EVOLUTION OF TALL BUILDING ⋆ Archi-Monarch
High-Rise Building Requirements: An Overview for Architects and Engineers