سازه CFT؛ انتخابی هوشمندانه برای آسمان‌خراش‌های مدرن

ساخت برج‌های بلند همواره یکی از چالش‌های مهندسی ساختمان بوده است. با افزایش جمعیت جهان و نیاز به فضاهای مسکونی و تجاری بیشتر، ساخت برج‌های مرتفع به عنوان راهکاری برای استفاده بهینه از زمین مطرح شده است. در این میان، سازه CFT (بتن تقویت شده با لوله فولادی) به دلیل مزایای منحصربه‌فرد خود، جایگاه ویژه‌ای در ساخت برج‌های بلند پیدا کرده است. در ادامه، مراحل ساخت این نوع برج ها را با جزئیات بیشتری بررسی می کنیم:

1. مطالعات اولیه و طراحی:

مطالعات اولیه و طراحی، پایه و اساس ساخت هر سازه، به ویژه برج‌های بلند و پیچیده‌ای مانند برج‌های CFT است. این مرحله شامل مجموعه‌ای از فعالیت‌ها است که هدف آنها اطمینان از ایمنی، کارایی و پایداری ساختمان در طول عمر مفید آن است.

مطالعات اولیه

• مطالعات زمین‌شناسی و ژئوتکنیک:

  • حفر گمانه: حفر گمانه‌های اکتشافی برای نمونه‌برداری از خاک در عمق‌های مختلف.

  • آزمایش‌های خاک: انجام آزمایش‌های مختلف بر روی نمونه‌های خاک مانند آزمایش دانه‌بندی، تراکم، مقاومت برشی، نفوذپذیری و ... برای تعیین مشخصات فیزیکی و مکانیکی خاک.

  • تعیین سطح آب زیرزمینی: تعیین سطح آب زیرزمینی برای طراحی سیستم‌های زهکشی و جلوگیری از نفوذ آب به پی ساختمان.

  • بررسی لرزه‌خیزی منطقه: بررسی سابقه زلزله‌های منطقه و تعیین ضریب زلزله برای طراحی سازه مقاوم در برابر زلزله.

• مطالعات اقلیمی:

  • بررسی شرایط آب و هوایی: بررسی دمای هوا، بارندگی، رطوبت، باد و سایر پارامترهای اقلیمی برای طراحی سیستم‌های گرمایش، سرمایش و تهویه.

  • بررسی بارهای ناشی از باد و برف: تعیین بارهای ناشی از باد و برف برای طراحی سازه مقاوم در برابر این بارها.

• مطالعات شهری و معماری:

  • مطالعه طرح تفصیلی شهر: بررسی طرح تفصیلی شهر برای اطمینان از تطابق طرح ساختمان با قوانین و مقررات شهری.

  • مطالعه کاربری زمین: بررسی کاربری زمین و ساختمان‌های مجاور برای تعیین محدودیت‌های ساخت و ساز.

  • مطالعه دسترسی‌ها: بررسی دسترسی‌های به ساختمان از جمله دسترسی‌های پیاده و دسترسی‌های خودرو.

طراحی

• طراحی معماری:

  • تهیه پلان‌ها و نماها: تهیه پلان‌های طبقات، نماهای مختلف ساختمان و برش‌های ساختمان.

  • طراحی فضاهای داخلی: طراحی فضاهای داخلی ساختمان از جمله واحدهای مسکونی، فضاهای تجاری، فضاهای عمومی و ... .

  • طراحی نما: طراحی نمای ساختمان با توجه به سبک معماری، مصالح و شرایط اقلیمی.

• طراحی سازه:

  • مدل‌سازی سازه: ایجاد مدل سه بعدی از سازه با استفاده از نرم‌افزارهای تحلیل سازه.

  • تحلیل سازه: تحلیل سازه تحت بارهای مختلف مانند بار مرده، بار زنده، بار باد، بار زلزله و ... .

  • طراحی مقاطع CFT: طراحی مقاطع CFT با توجه به نیروهای وارده و شرایط محیطی.

  • طراحی اتصالات: طراحی اتصالات بین مقاطع CFT، تیرها، دال‌ها و فونداسیون.

• طراحی تاسیسات مکانیکی و برقی:

  • طراحی سیستم‌های گرمایش و سرمایش: طراحی سیستم‌های گرمایش و سرمایش با توجه به شرایط اقلیمی و نیازهای ساختمان.

  • طراحی سیستم‌های تهویه: طراحی سیستم‌های تهویه برای تامین هوای تازه و ایجاد شرایط آسایش در ساختمان.

  • طراحی سیستم‌های برقی: طراحی سیستم‌های روشنایی، نیروی محرکه و سیستم‌های ارتباطی.

• طراحی سیستم‌های اطفاء حریق:

  • طراحی سیستم‌های اعلام حریق: طراحی سیستم‌های اعلام حریق برای تشخیص سریع آتش‌سوزی.

  • طراحی سیستم‌های اطفاء حریق: طراحی سیستم‌های اطفاء حریق مانند سیستم‌های آب‌افشان، کف و گاز.

اهمیت مطالعات اولیه و طراحی

• اطمینان از ایمنی ساختمان: طراحی صحیح سازه و سیستم‌های مختلف ساختمان به منظور اطمینان از ایمنی ساکنان و مقاومت ساختمان در برابر حوادث طبیعی.

• بهینه سازی مصرف انرژی: طراحی سیستم‌های گرمایش، سرمایش و تهویه بهینه برای کاهش مصرف انرژی و هزینه‌های بهره‌برداری.

• کاهش هزینه‌های ساخت: انجام مطالعات دقیق و طراحی بهینه باعث کاهش هزینه‌های ساخت و بهره‌برداری می‌شود.

• افزایش عمر مفید ساختمان: طراحی صحیح و استفاده از مصالح با کیفیت باعث افزایش عمر مفید ساختمان می‌شود.

با انجام دقیق مطالعات اولیه و طراحی، می‌توان به ساخت برج‌های CFT با کیفیت بالا، ایمن و پایدار دست یافت.

2. اخذ مجوزهای ساخت:

• تاییدیه های خاص برای سازه CFT: اخذ تاییدیه های لازم از سازمان نظام مهندسی برای استفاده از سازه CFT و اطمینان از رعایت استانداردهای ساخت.

• تاییدیه های آتش نشانی: طراحی سیستم های اطفاء حریق با توجه به ویژگی های سازه CFT و اخذ تاییدیه های لازم.

3. آماده سازی زمین:

آماده‌سازی زمین یکی از مراحل حیاتی در ساخت هر ساختمانی، به ویژه برج‌هایی با سازه پیچیده مانند CFT است. این مرحله مستلزم دقت و برنامه‌ریزی دقیق است تا اطمینان حاصل شود که زیربنای ساختمان به اندازه کافی قوی و پایدار است.

1. تخریب و پاکسازی:

   • تخریب سازه‌های قبلی: در صورت وجود ساختمان‌های قدیمی در محل ساخت، تخریب آن‌ها به صورت ایمن و اصولی انجام می‌شود.

   • پاکسازی زمین: پاکسازی زمین از هرگونه زباله، خاک اضافی و عناصری که ممکن است بر کیفیت خاک یا ساخت و ساز تأثیر بگذارد.

2. مطالعات زمین‌شناسی:

   • حفر چاه‌های اکتشافی: حفر چاه‌های اکتشافی برای بررسی لایه‌های مختلف خاک و تعیین نوع خاک، سطح آب زیرزمینی و ظرفیت باربری خاک.

   • آزمایش‌های خاک: انجام آزمایش‌های مختلف بر روی نمونه‌های خاک برای تعیین خصوصیات فیزیکی و مکانیکی خاک مانند دانه‌بندی، تراکم، مقاومت برشی و نفوذپذیری.

   • آنالیز نتایج: تحلیل نتایج آزمایش‌ها برای تعیین نوع پی مناسب و ظرفیت باربری خاک.

3. طراحی پی:

   • انتخاب نوع پی: انتخاب نوع پی مناسب بر اساس نتایج مطالعات زمین‌شناسی و بارهای وارده از ساختمان. پی‌های رایج برای برج‌های CFT شامل شمع، رادیه و ترکیبی از هر دو است.

   • طراحی جزئیات پی: طراحی جزئیات پی شامل ابعاد، آرماتوربندی و اتصال به سازه فوقانی.

4. حفر پی:

   • حفر ترانشه یا گودال: حفر ترانشه یا گودال پی با استفاده از ماشین‌آلات مناسب مانند بیل مکانیکی و لودر.

   • کنترل عمق و ابعاد: کنترل دقیق عمق و ابعاد پی حفر شده با توجه به نقشه‌های اجرایی.

5. اجرای زیرسازی:

   • قشر زیرین پی: اجرای قشر زیرین پی با استفاده از مصالح مناسب مانند شن و ماسه برای ایجاد بستری یکنواخت و پایدار.

   • تراکم خاک: تراکم خاک زیر پی با استفاده از کمپکتور برای افزایش ظرفیت باربری خاک.

6. اجرای بتن مگر:

   • بتن مگر: بتن‌ریزی لایه نازکی از بتن به عنوان زیرسازی برای بتن اصلی پی.

   • هدف از بتن مگر: ایجاد سطحی صاف و یکنواخت برای بتن اصلی و جلوگیری از تماس مستقیم بتن با خاک.

7. اجرای آرماتوربندی:

   • بستن آرماتور: بستن آرماتورهای طولی و عرضی طبق نقشه‌های اجرایی.

   • اتصال آرماتورها: اتصال آرماتورها به یکدیگر با استفاده از مفتول یا جوشکاری.

8. بتن‌ریزی پی:

   • انتخاب بتن: انتخاب بتن با مقاومت فشاری و کششی مناسب برای پی.

   • بتن‌ریزی: بتن‌ریزی پی با استفاده از پمپ بتن و ویبراتور برای اطمینان از تراکم مناسب بتن.

9. نگهداری از بتن:

   • حفاظت از بتن در برابر خشک‌شدن سریع: پوشش دادن بتن با نایلون یا پاشیدن آب برای جلوگیری از ترک‌خوردگی.

   • حفاظت از بتن در برابر ضربه: جلوگیری از وارد آمدن هرگونه ضربه به بتن تا زمان کسب مقاومت کافی.

4. عملیات ساخت:

بخش عملیات ساخت در برج‌های CFT به دلیل ویژگی‌های منحصر به فرد این نوع سازه، دارای مراحل و جزئیات خاصی است. در ادامه، هر مرحله را با جزئیات بیشتری بررسی می‌کنیم:

• آماده‌سازی مقاطع CFT:

تولید مقاطع فولادی: تولید مقاطع فولادی توخالی با ابعاد و ضخامت مشخص شده در نقشه‌های اجرایی.

کنترل کیفیت مقاطع: انجام آزمایشات کنترل کیفیت بر روی مقاطع فولادی برای اطمینان از مقاومت و انطباق با استانداردها.

تمیزکاری مقاطع: تمیزکاری کامل مقاطع فولادی قبل از بتن‌ریزی برای ایجاد چسبندگی بهتر بین بتن و فولاد.

• مونتاژ مقاطع CFT:

اتصال مقاطع: اتصال مقاطع فولادی به یکدیگر با استفاده از جوشکاری یا پیچ و مهره.

ایجاد قالب بندی: ایجاد قالب بندی مناسب برای بتن‌ریزی داخل مقاطع فولادی.

نصب آرماتور: نصب آرماتورهای تقویتی در داخل مقاطع فولادی برای افزایش مقاومت بتن.

• بتن‌ریزی مقاطع CFT:

انتخاب بتن مناسب: انتخاب بتن با مقاومت فشاری و کششی مناسب و روانی کافی برای پر کردن کامل مقاطع فولادی.

بتن‌ریزی با ویبره: بتن‌ریزی با استفاده از ویبراتور برای خارج کردن حباب‌های هوا و ایجاد تراکم مناسب بتن.

پرهیز از جداشدگی مصالح: جلوگیری از جداشدگی مصالح بتن در هنگام بتن‌ریزی.

• اتصال مقاطع CFT به سایر اجزای سازه:

اتصال به فونداسیون: اتصال مقاطع CFT به فونداسیون با استفاده از جوشکاری یا آرماتورگذاری.

اتصال به تیرها و دال‌ها: اتصال مقاطع CFT به تیرها و دال‌ها با استفاده از اتصالات فلزی و بتن.

• اجرای دال‌های بتنی:

طراحی دال‌ها: طراحی دال‌های بتنی با توجه به بارهای وارده و دهانه‌ها.

اجرای آرماتوربندی: اجرای آرماتوربندی دال‌ها به صورت دو طرفه برای تحمل نیروهای خمشی.

بتن‌ریزی دال‌ها: بتن‌ریزی دال‌ها با استفاده از پمپ بتن و ویبراتور.

• اجرای دیوارهای برشی CFT:

ساخت دیوارهای برشی: ساخت دیوارهای برشی با استفاده از مقاطع CFT و بتن‌ریزی.

اتصال دیوارهای برشی به سایر اجزای سازه: اتصال دیوارهای برشی به فونداسیون، سقف‌ها و سایر اجزای سازه.

• اجرای سقف‌های کامپوزیت:

استفاده از سقف‌های کامپوزیت: استفاده از سقف‌های کامپوزیت فولاد-بتن برای کاهش وزن و افزایش سرعت ساخت.

اتصال سقف‌های کامپوزیت به سازه: اتصال سقف‌های کامپوزیت به تیرها و دال‌های بتنی.

• نصب تاسیسات مکانیکی و برقی:

نصب لوله‌ها و کانال‌ها: نصب لوله‌های آب، فاضلاب، گاز و کانال‌های هوا در داخل مقاطع CFT و دیوارهای برشی.

نصب کابل‌ها: نصب کابل‌های برق در داخل مقاطع CFT و کانال‌های مخصوص.

• اجرای نما:

نصب سیستم‌های نما: نصب سیستم‌های نما مانند نماهای شیشه‌ای، آلومینیومی یا سنگ.

عایق‌کاری نما: عایق‌کاری حرارتی و صوتی نما برای کاهش مصرف انرژی و بهبود آسایش ساکنین.

5. عملیات نازک کاری:

ازک‌کاری مرحله‌ای است که پس از اتمام سفت‌کاری ساختمان انجام می‌شود و به پوشش ظاهری و ایجاد محیطی قابل سکونت در ساختمان کمک می‌کند. در ساختمان‌های با سازه CFT، نازک‌کاری با توجه به ویژگی‌های خاص این نوع سازه و همچنین طراحی داخلی ساختمان انجام می‌شود.

1. آماده‌سازی سطوح:

   • تمیزکاری سطوح: تمیز کردن کامل سطوح بتنی از گرد و غبار، چربی و سایر آلودگی‌ها.

   • پر کردن ترک‌ها و شکاف‌ها: پر کردن ترک‌ها و شکاف‌های موجود در سطوح بتنی با استفاده از مواد پرکننده مناسب.

   • ایجاد زیرسازی مناسب: ایجاد زیرسازی مناسب برای اجرای پوشش‌های مختلف مانند گچ، سرامیک و ... .

2. گچ‌کاری و اندودکاری:

   • گچ‌کاری: اجرای لایه‌های گچ بر روی دیوارها و سقف‌ها برای ایجاد سطحی صاف و یکنواخت.

   • اندودکاری: اجرای اندودهای تزئینی بر روی دیوارها برای ایجاد طرح‌های مختلف و پوشش دهی عیوب سطحی.

3. کاشی‌کاری و سرامیک‌کاری:

   • کاشی‌کاری سرویس‌های بهداشتی و آشپزخانه: استفاده از کاشی‌های مقاوم در برابر رطوبت و مواد شوینده.

   • سرامیک‌کاری کف: استفاده از سرامیک‌های با کیفیت و مقاوم در برابر سایش و ضربه.

4. نصب کفپوش:

   • پارکت: استفاده از پارکت چوبی یا لمینت برای ایجاد فضایی گرم و صمیمی.

   • موکت: استفاده از موکت برای عایق‌بندی صدا و ایجاد نرمی زیر پا.

   • سایر کفپوش‌ها: استفاده از کفپوش‌های دیگری مانند وینیل یا اپوکسی بسته به کاربری فضا.

5. نصب سقف کاذب:

   • سقف‌های کشسان: استفاده از سقف‌های کشسان برای ایجاد طرح‌های مختلف و بهبود آکوستیک فضا.

   • سقف‌های کاذب کناف: استفاده از سقف‌های کاذب کناف برای ایجاد نورپردازی غیر مستقیم و مخفی کردن تاسیسات.

6. نصب درب و پنجره:

   • درب‌های داخلی: نصب درب‌های داخلی چوبی، MDF یا PVC.

   • درب‌های خارجی: نصب درب‌های ضد سرقت و ضد حریق.

   • پنجره‌های دوجداره: نصب پنجره‌های دوجداره UPVC یا آلومینیومی برای عایق‌بندی حرارتی و صوتی.

7. نصب تجهیزات بهداشتی:

   • توالت فرنگی، توالت ایرانی: نصب توالت‌های فرنگی و ایرانی با کیفیت بالا.

   • روشویی، وان، دوش: نصب روشویی، وان و دوش با طراحی مدرن.

8. نصب تجهیزات برقی:

   • کلید و پریز: نصب کلید و پریزهای با کیفیت و مطابق با استانداردهای برق.

   • روشنایی: نصب انواع چراغ‌های سقفی، دیواری و رومیزی.

9. نصب سیستم‌های گرمایشی و سرمایشی:

   • رادیاتور، فن‌کوئل: نصب رادیاتور یا فن‌کوئل برای گرمایش و سرمایش فضا.

10. نصب سیستم‌های امنیتی:

• دوربین مداربسته، دزدگیر: نصب دوربین مداربسته و دزدگیر برای تامین امنیت ساختمان.

6. عملیات پایانی:

عملیات پایانی در ساخت برج CFT، مرحله‌ای حیاتی است که پس از اتمام تمامی مراحل ساخت و نازک‌کاری انجام می‌شود. این مرحله شامل مجموعه‌ای از فعالیت‌ها است که هدف آن تحویل یک ساختمان با کیفیت بالا، ایمن و آماده بهره‌برداری است.

1. تمیزکاری نهایی:

   • تمیزکاری سطوح: تمیز کردن کامل سطوح داخلی و خارجی ساختمان از هرگونه آلودگی، گرد و غبار و باقی‌مانده مصالح ساختمانی.

   • نظافت تجهیزات: نظافت تجهیزات و دستگاه‌های نصب شده در ساختمان.

2. بازرسی فنی:

   • بازرسی سازه: بازرسی دقیق سازه برای اطمینان از عدم وجود هرگونه ترک خوردگی، نشست یا نقص ساختمانی.

   • بازرسی تاسیسات: بازرسی کلیه سیستم‌های مکانیکی، برقی و ایمنی ساختمان برای اطمینان از عملکرد صحیح آن‌ها.

   • بازرسی نما: بازرسی نما برای اطمینان از نصب صحیح مصالح نما و عدم وجود هرگونه ترک خوردگی یا جدا شدگی.

3. آزمایشات نهایی:

   • آزمایش مقاومت سازه: انجام آزمایشات غیر مخرب بر روی سازه برای ارزیابی مقاومت و یکپارچگی آن.

   • آزمایش عملکرد سیستم‌های مکانیکی و برقی: آزمایش عملکرد سیستم‌های گرمایش، سرمایش، تهویه، روشنایی، آسانسور و سایر سیستم‌های مکانیکی و برقی.

   • آزمایش سیستم‌های ایمنی: آزمایش سیستم‌های اعلام حریق، اطفاء حریق و سیستم‌های امنیتی.

4. تجهیز ساختمان:

   • نصب آسانسور: نصب و راه اندازی آسانسورهای ساختمان.

   • نصب تجهیزات آشپزخانه: نصب تجهیزات آشپزخانه در واحدهای مسکونی.

   • نصب تجهیزات بهداشتی: نصب توالت، روشویی، وان و سایر تجهیزات بهداشتی.

   • نصب سیستم‌های صوتی و تصویری: نصب سیستم‌های صوتی و تصویری در فضاهای عمومی و واحدهای مسکونی.

5. تحویل موقت:

   • تهیه شناسنامه فنی ساختمان: تهیه شناسنامه فنی ساختمان شامل کلیه اطلاعات فنی ساختمان.

   • تهیه دفترچه راهنما: تهیه دفترچه راهنمای ساختمان برای ساکنان.

   • تحویل موقت به کارفرما: تحویل موقت ساختمان به کارفرما پس از تأیید کامل توسط ناظر و مشاور.

6. رفع نواقص:

   • رفع نواقص گزارش شده: رفع کلیه نواقص و ایرادات گزارش شده در طی بازرسی‌های فنی.

7. تحویل قطعی:

   • تحویل قطعی به کارفرما: تحویل قطعی ساختمان به کارفرما پس از رفع کلیه نواقص و تأیید نهایی.

مزایای استفاده از سازه CFT در ساخت برج:

• مقاومت بالا در برابر زلزله: به دلیل ترکیب بتن و فولاد، سازه CFT مقاومت بسیار بالایی در برابر نیروهای لرزه‌ای دارد.

• سرعت ساخت بالا: به دلیل پیش ساختگی مقاطع CFT، سرعت ساخت ساختمان به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد.

• کاهش وزن ساختمان: استفاده از مقاطع CFT باعث کاهش وزن ساختمان و در نتیجه کاهش بار مرده بر روی فونداسیون می‌شود.

• انعطاف پذیری در طراحی: امکان طراحی ساختمان‌های با اشکال پیچیده و متنوع با استفاده از سازه CFT.

• دوام بالا: به دلیل مقاومت بالای بتن و فولاد، سازه CFT دارای عمر مفید بسیار بالایی است.

محدودیت های استفاده از سازه CFT:

• هزینه بالاتر: هزینه اولیه ساخت سازه CFT نسبت به سازه‌های بتنی معمولی بیشتر است.

• نیاز به تخصص: اجرای سازه CFT نیازمند تخصص و تجربه بالایی در زمینه طراحی و اجرای سازه‌های فلزی و بتنی است.

نمونه برج‌های ساخته شده با تکنولوژی CFT  در ایران

کمتر سازه‌ای است که در ایران از این تکنولوژی ساخت استفاده کرده است. یک نمونه از برج‌هایی که با تکنولوژی CFT در حال ساخت است برج مجلل وزرا است. 
برج مجلل وزرا برجی 30 طبقه در شهرک مرواریدشهر منطقه 22 تهران است. سازه این برج به صورت CFT (فولاد پرشده با بتن) اجرا شده است. 4 طبقه پارکینگ، یک طبقه لابی مجلل و 25 طبقه مسکونی به همراه روف گاردن رویایی. این برج دارای 200 واحد مسکونی است که هر طبقه 8 واحد مسکونی را در خود جای داده و شامل دو واحد 110 متری دو خواب، دو واحد 125 متری سه خواب و چهار واحد 150 متری سه خواب است. تمامی واحدها دارای بالکن، انباری و پارکینگ هستند. دو راه پله در کناره‌های برج و چهار آسانسور نفربر و باربر در مرکز برج تعبیه شده است. 
برج مجلل وزرا دارای مشاعات و امکاناتی بی‌نظیر است. لابی مجلل برج وزرا با ارتفاع سقف 7 متر به همراه لابی‌من 24 ساعته که استخر سرپوشیده بزرگسالان و کودکان، سونا خشک و بخار، اتاق نمک، جکوزی و حوضچه آب سرد، اتاق ماساژ بانوان و آقایان، سالن ورزشی بانوان و آقایان، سالن بازی، سالن زیبایی، سالن سینما، سوپر مارکت، خشکشویی مرکزی، سالن اجتماعات، کافی‌شاپ، پانسیون حیوانات خانگی و دفتر مدیریت و اتاق‌های شیفت آتش‌نشان و تیم پشتیبانی فنی برج را در خود جای داده است.
روف گاردن برج مجلل وزرا با چشم‌انداز تهران و رشته‌کوه‌های البرز که دارای استخر سر باز بزرگسالان و کودکان، پیست پیاده‌روی، سولاریوم، استیج، بار، آتشکده، آب‌نما، فضای سبز و هلی‌پد است
4 لاین آسانسور باربر و نفربر پرسرعت در مرکز برج که آسانسور جنوبی در نما تعبیه شده و چشم‌انداز دارد.
پارکینگ‌های برج دارای دو ورودی از سمت دو خیابان مشرف به برج و کارواش اختصاصی هستند.
 

شما می‌توانید امکانات و طراحی این برج را در اینجا ببینید.