آسمان خراش و معماری آن

تاریخچه ساخت آسمانخراش به زمانی بازمی‌گردد که آسانسور ابداع شد و استفاده از انواع مصالح ساختمانی رواج پیدا کرد و در عین حال هزینه این مصالح تا حدودی کم شد.

در ساخت آسمانخراش‌ها عمدتا از مصالح مدرنی مانند فولاد، شیشه، بتن مسلح و گرانیت استفاده می‌شود و در آنها، تجهیزات مکانیکی و تاسیساتی مانند آسانسور و پمپ‌های آب نیز به کار گرفته می‌شود.

همیشه اولین‌ها برای همه جذاب بوده.

در این مقاله تاریخچه ساخت اولین آسمانخراش در جهان و ایران به همراه ارتفاع آن گفته شده است.

امروز در فرگاه دیزاین می‌خواهیم به سراغ تاریخچه ساخت آسمانخراش‌ها برویم، در همین ابتدای کار باید بدانیم که تعریف آسمانخراش چیست؟

آسمانخراش درواقع به ساختمان‌هایی اطلاق می‌شود که حداقل ۴۰ طبقه داشته باشند و ارتفاع آنها نیز بیش از ۱۵۰ متر باشد که در زبان فارسی به آن برج نیز گفته می‌شود.

در این تعریف به ساختمان‌های بلند با ارتفاع کمتر از ۱۵۰ متر نیز ساختمان‌های بلند مرتبه گفته می‌شود.

از کلمه آسمانخراش برای نخستین بار در سده نوزدهم استفاده شد که در شهرهای شیکاگو و نیویورک آمریکا ساختمان‌های بلندی با این نام ساخته شدند.

البته در سال ۱۸۹۲ از ساخت آسمانخراش‌هایی با ارتفاع بیش از ۱۵۰ متر جلوگیری به عمل آمد.

این محدودیت‌ها در نیویورک اعمال نشد و این شهر در آغاز سده ۲۰ پر از آسمانخراش شد.

درواقع تا قرن نوزدهم، ساختمان‌هایی با بیش از شش طبقه، بسیار کم بود و استفاده از پله برای بالا رفتن از این ساختمان‌ها، ایده ساخت آسمانخراش را غیر عملی می‌کرد.

همچنین مساله دیگری که وجود داشت این بود که آب با فشار مناسبی به طبقات بالاتر نمی‌رسید.

در ادامه به بررسی کاربری آسمانخراش‌ها و اولین آسمانخراش‌های ساخته شده در ایران و جهان می‌پردازیم.

کاربری آسمان خراش‌ها

کاربری آسمانخراش‌ها به چند دسته تقسیم می‌شود که عبارتند از:

• کاربری مسکونی: این کاربری به دنبال مهاجرت گروه زیادی از مردم به شهرها و افزایش تراکم جمعیت به وجود آمده، چرا که ساختمان‌های کوچک پاسخگوی این جمعیت گسترده نخواهد بود و نیاز به مرتفع سازی به وجود می‌آید.
• کاربری مخابراتی: تاریخچه ساخت آسمانخراش نشان می‌دهد یکی از استفاده‌های زیادی که از آنها می‌شود، کاربرد مخابراتی است که البته درآمد زایی آنچنانی ندارد. درواقع به جای ساخت این نوع از آسمانخراش‌ها، که هزینه بسیاری نیز دارند با استفاده از مکان یابی می‌توان سازه‌هایی کم هزینه‌تر مانند دکل و غیره ساخت که همان کارایی را با هزینه کمتری انجام داد.
• کاربری اداری – تجاری: زمانی که از آسمانخراش‌ها به صورت همزمان و برای چند کاربری استفاده شود، در هزینه‌ها صرفه جویی زیادی شده و به صرفه‌ترین حالت است.

اولین آسمان خراش ایران

وقتی صحبت از ساخت یک آسمان خراش در ایران می‌شود، همه به برج میلاد تهران فکر می‌کنند.

آسمان خراش میلاد به ارتفاع 435 متر می‌رسد و بلندترین سازه ایران است.

اولین آسمان خراش ایران به عنوان ششمین سازه بلند در بین برج‌های مخابراتی جهان پس از برج آسمان توکیو ژاپن با ارتفاع 634 متر، برج گوانگژو و برج گوانگژو چین با 605 متر ارتفاع، سیان تورنتو کانادا با ارتفاع 553 متر، برج مسکو با ارتفاع 540 متر. و برج شرقی شانگهای در چین به دلیل ارتفاع 467 متری خود شناخته شده است.

برج میلاد در شمال غربی استان تهران قرار دارد و از طریق بزرگراه های همت، حکیم و شیخ فضل الله نوری قابل دسترسی است.

اولین آسمان‌خراش ایران به دلیل ارتفاع و شکل ظاهری، تقریباً از تمام نقاط تهران قابل مشاهده است و به عنوان نماد پایتخت شناخته می‌شود.

برج میلاد که با هدف تأمین نیازهای مخابراتی و تلویزیونی تهران ساخته شده است از چهار بخش اصلی برج مخابرات و تلویزیون، مرکز همایش‌های بین‌المللی، هتل بین‌المللی پنج ستاره و مرکز تجارت جهانی تشکیل شده است.

از دیگر کاربردهای اولین آسمان خراش ایران می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• استفاده از آب و هوا و کنترل ترافیک
• دسترسی به شبکه بی‌سیم را ایجاد و گسترش دهید
• ایجاد جاذبه‌های گردشگری

ساخت آسمان خراش‌ها در ایران از چند دهه اخیر شروع شد، اکثر ساختمان‌ها در نهایت 10 یا 12 طبقه بودند و هر ساختمانی که بیشتر از این مقدار باشد، آسمان خراش نامیده می‌شد.

این روزها با توجه به پیشرفت تکنولوژی، سازه‌های بلندمرتبه در ایران ساخته می‌شود که در ادامه به معرفی چند مورد دیگر از سازه‌های بلندمرتبه کشورمان می‌پردازیم.

برج بین المللی تهران

در میان برج‌های مسکونی، این برج بلندترین ساختمان مسکونی ساخته شده در ایران است که ارتفاع آن به 162 متر می‌رسد.

این برج دارای 56 طبقه و زیربنای 220000 متر مربع است.

در برج بین‌المللی تهران 572 واحد مسکونی وجود دارد که از جمله آن‌ها می‌توان به پنت هاوس‌های تریپلکس اشاره کرد.

مهندسان و طراحان برج تهران معتقدند این سازه می‌تواند در برابر زلزله‌های ده ریشتری یا بیشتر مقاومت کند.

بنابراین این بنا مقاوم‌ترین برج مسکونی در برابر زلزله است.

برج مسکونی بین المللی تهران در شمال محله امیرآباد تهران قرار دارد.

مرکز تجاری تبریز

مرکز تجارت جهانی تبریز 37 طبقه و 157 متر ارتفاع دارد. این مرکز در شهر ولیعصر تبریز واقع شده و دارای ویژگی‌های خاص زیر است:

• این برج اولین ساختمان پلان باز ایران است.
• مرکز تجارت جهانی تبریز بلندترین برج خدمات تجاری و گردشگری ایران است.
• این اولین سازه در ایران است که در آن از پانل‌های سرامیکی آجدار مخصوص در نما استفاده شده است.
•  مرکز تجاری تبریز مجهز به دمپرهای چسبناکی است که انرژی لرزه‌ای را جذب می‌کند.
•  اولین برج در ایران است که با ستون‌های پیش ساخته با تکنولوژی R-PC ساخته شده است.

برج الماس قو خاورمیانه

این برج در واقع یک مجتمع تجاری است که در شهرک متل مستحکم مازندران واقع شده است.

مجتمع قو دارای 3 برج است که دو برج تجاری-مسکونی و هر کدام دارای 21 طبقه می باشد.

برج سوم این مجموعه 38 طبقه و 150 متر ارتفاع دارد.

مجتمع تجاری پاژ به نام کلاس شهری و دارای کاربری تجاری و اداری می‌باشد که در بلوار جانبازان مشهد واقع شده است.

یکی از جاذبه‌هایی که افراد را به استفاده از آن ترغیب می‌کند وجود پارکینگ طبقاتی با ظرفیت بالای 750 خودرو است.

آسمان خراش یا برج سفید تهران

برج سفید پاسداران نیز جزو تاریخچه ساخت آسمان خراش ها در ایران است.

این برج در سال 1397 ساخته شده و با 134 متر ارتفاع و 22 طبقه، اولین رستوران گردان ایران را در خود جای داده است. این برج یک هتل مجلل و چندین فضای اداری را در خود جای داده است.

برج آسمان فرمانیه

در تهران برج آسمان که در محله فرمانیه واقع شده است که دارای 37 طبقه و 120 متر ارتفاع است.

این برج بعد از برج بین المللی تهران دومین برج بلند مسکونی است. این برج دارای 104 واحد مسکونی، تجاری و اداری می باشد.

طراحی و ساخت آسمان خراش

ساخت آسمان خراش با توجه به ارتفاع بسیار زیاد و وزن بالای آن یک کار مهندسی بسیار چالش برانگیز است. آسمان خراش باید بتواند وزن خود را خوبی تحمل کند، در برابر باد و زلزله مقاومت داشته باشد و در برابر آتش سوزی نیز از ساکنین خود محافظت کند.

از طرف دیگر باید بتوان به راحتی به طبقات بالای آن دسترسی داشت و تمام ساکنین از امکانات رفاهی برخوردار باشند.

البته لازم است تا تمام مواردی که به آن ها اشاره شد راه حل هایی با رویکرد اقتصادی، مدیریتی و مهندسی داشته باشند.

یکی از ویژگی های مشترک آسمان خراش ها اسکلت فلزی آن هاست.

استفاده از اسکلت فلزی به آسمان خراش ها این امکان را می دهد تا با ارتفاع های بسیار بالا ساخته شوند. همچنین به کارگیری دیوارهای پرده ای نیز در آسمان خراش ها بسیار رایج است.

استفاده از چارچوب های فولادی برای ساختمان های بسیار بلند ناکارآمد و غیر اقتصادی شد.

از سال 1960 سازه های لوله ای مورد استفاده قرار گرفتند. این ساختار میزان مواد به کار رفته را به شدت کاهش می داد همچنین دسترسی به ارتفاع های بیشتر را نیز میسر می کرد.

از دیگر ویژگی های استفاده از ساختارهای لوله ای این بود که امکان طراحی ها آسمان خراش با اشکال مختلف را ممکن می ساخت.

از دیگر ویژگی های آسمان خراش که باید به آن توجه ویژه شود آسانسور است.

قطعا کسی انتظار ندارد 50 طبقه را با پله بالا بروید. در سال 1852 آسانسور ایمنی توسط الیشا اوتیس (Elisha Otis) معرفی شد.

پیشرفت در ساخت و ساز در طول سال های متوالی باعث شد تا امروزه آسمان خراش هایی ساخته شوند که ارتفاع زیاد عرض کم دارند.

برخی از تکنیک هایی که در ساخت آسمان خراش به کار گرفته شد شامل استفاده میرا کننده هایی برای کاهش لرزش و تاب خوردن و همچنین شکاف هایی برای عبور هوا و کاهش جریان باد است.

ملاحظات اساسی در طراحی آسمان خراش

طراحی ساختار خوب یکی از مهترین مسائلی ست که در هر ساخت و ساز باید به آن توجه داشت اما

این مساله در مورد آسمان خراش ها اهمیت دو چندان دارد چرا که کوچکترین اشتباه نیز می تواند منجر

به یک فاجعه شود.

اما هیچ مهندس طراحی نمی تواند کاملا مطمئن باشد که یک سازه معین در برابر تمام بارگذاری هایی که می تواند منجر به خرابی شود مقاومت کند اما می توان حاشیه های ایمنی را تا حدی بزرگ در نظر گرفت که احتمال شکست در حد قابل قبولی بعید شود.

هنگامی که طراحی یک سازه با شکست مواجه می شود مهندسان از خود سوال می کنند که آیا این شکست به دلیل عدم پیش بینی بوده است یا برخی عوامل ناشناخته.

بارگذاری و ارتعاش در آسمان خراش

بیشترین باری که به یک آسمان خراش وارد می شود از سوی خود آن است.

در واقع یک آسمان خراش به قدری عظیم است که وزن اسکلت و مصالح آن و به اصطلاح بارهای مرده ای که دارد بسیار بیشتر از وزن شیا یا بارهای زنده و متغیر  است.

به این ترتیب با بالا رفتن ارتفاع آسمان خراش باید میزان مصالحی که در آن به کار می رود نیز کاهش یابد.

از نظر بصری همیشه این مساله قابل تشخیص نیست.

از دیگر مواردی که باید در زمان طراحی آسمان خراش به آن توجه شود اثر نیروی باد بر آسمان خراش است.

فشار باد با افزایش ارتفاع زیاد می شود. بنابراین در ساختمان بلند نیروی باد می تواند بسیار بزرگ شود.

چهارچوب فولادی در آسمان خراش

در سال 1895 فولاد جایگزین چدن در ساخت آسمان خراش شد.

شکل پذیری فولاد به آن این امکان را میداد تا به اشکال مختلف در آید.

می شد آن را به راحتی پرچ کرد و از استحکام اتصالات مطمئن شد.

اما ساختارهای فولادی معایبی نیز دارند که باعث می شود برای ساختمان های با ارتفاع بیش از 40 طبقه چندان کارآمد نباشند.

ساختار لوله ای آسمان خراش

2- برج خلیفه Burj Khalifa (Dubai, United Arab Emirates)

3- برج ایفل