پایگاه علمی سعید سان دانلود رایگان مقالات علمی کنفرانس و ژورنال
روش نوین تخریب سازه‌های بلند
سازه‌های بلند
با توجه به اتمام عمر مفید ساختمان‌ها و احداث سازه‌های جدید، تخریب ساختمان‌ها امری ضروری است. تا به امروز برای تخریب ساختمان از مواد منفجره یا ماشین آلات سنیگن استفاده می‌شده است. این روش‌ها دارای معایب بسیاری‌اند که از جمله می‌توان به آلودگی صوتی فراوان انتشار وسیع گرد و خاک استفاده از مواد منفجره که علاوه بر خطرناک بودن، در صورت عمل نکردن، باعث تخریب غیر قابل پیش بینی سازه و در نهایت به خطر افتاد ساختمانهای مجاور می‌شود. با افزایش ارتفاع سازه معایب این روش‌ها پررنگ‌تر می‌شود. با توجه به اینکه معمولاً ساختمانهای بلند در مناطق پر تراکم و با فاصله‌ای کم از هم ساخته شده‌اند نیاز است که با یک روش ایمن کم هزینه و سازگار با محیط زیست اقدام به تخریب سازه کرد.
در سال ۲۰۱۰ روشی در ژاپن ارائه شد که با استفاده از یک کلاهک فلزی متحرک در بالای ساختمان و ستون‌های موقت، تخریب تدریجی از بالا به پایین در درون ساختمان صورت می‌گیرد. به علت محدود فضای تخریب در درون ساختمان هیچ کدام از معایب روش قبل را ندارد.
هر ساختمان برای یک طول عمر طراحی شده است. مخصوصاً اگر ساختمان بلند و در منطقه‌ای لرزه خیز باشد، وجود آن برای ساکنان و ساختمانهای مجاور خطرناک است. پس نیاز است که ساختمان بعد از گذارندن طول عمر مفید خود در صورت عدم مقاوم سازی به روشی مناسب و ایمن تخریب شود. تخریب هر ساختمان بر روی زمین به معنی از بین بردن آن یا سقوط ساختمان با کمک تجهیزات، ماشین آلات، مواد منفجره و یا با استفاده از هر روشی که به محیط اطراف ساختمان آسیب نرساند، است.
روش‌های متداول تخریب در سازه‌های بلند
- تخریب به وسیله انفجار کنترل شده
- تخریب به وسیله توپ تخریب
تخریب به وسیله‌ی انفجار کنترل شده
این روش که می‌توان گفت جزو قدیمی‌ترین روش‌های تخریب سازه‌های بلند است که از حدود ۷۹ سال پیش تا به امروز از آن به طور گسترده استفاده می‌شود. از این روش نه تها برای تخریب سازه‌ای ساختمانهای بلند بلکه در تخریب انواع پل‌ها، سوله‌ها، سیلوها و دیگر سازه‌ها قابل استفاده است.
برای تخریب یک ساختمان بلند به وسیله این روش، ابتدا آنالیز سازه با یک نرم‌افزار برای ایجاد مجموعه‌ای از انهدام‌های پیش رونده و قابل پیش بینی با توجه به نیروی گرانش انجام شده تا از نحوه و شکل انهدام سازه پس از انفجار اطمینان حاصل شود. و سپس توسط آنالیز انجام شده مواد منفجره در مکان‌هایی که باید انهدام و گسیختگی صورت گیرد قرار داده می‌شود.
تخریب سازه به وسیله توپ تخریب
این روش که در بین سال‌های ۱۹۵۰ تا ۱۹۶۰ میلادی بسیار متداول شده بود و شرکت‌های زیادی در آن زمان در ایالات متحده آمریکا تاسیس و در این زمینه فعالیت می‌کردند. این روش هم اکنون نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد.
در این روش با استفاده از یک توپ تخریب که معمولاً از جنس فولاد سخت است توسط کابل از یک جرثقیل آویزان شده و با دو مکانیزم حرکتی زیر به تخریب سازه میپردازند.
حرکت افقی توپ
برای ایجاد این نوع حرکت، بوم جرثقیل در راستای افقی به صورت رفت و برگشتی حرکت می‌کند تا بتواند با ضربه وارد کردن به المان‌های قائم سازه همچون دیوارها و ستون‌ها، این المان‌ها را تخریب کند.
حرکت قائم توپ
برای ایجاد این نوع حرکت توپ تخریب به وسیله جرثقیل بالا برده می‌شود سپس رها می‌شود از این نوع حرکت برای تخریب المان‌های افقی سازه همچون دال‌ها، تیرها، پله‌ها استفاده می‌شود.
معایب تخریب با مواد منفجره و توپ تخریب
- انتشار گرد و خاک
- آلودگی صوتی
- خطر کار با مواد منفجره
- احتمال عمل نکردن مواد منفجره و انهدام ناقص و ریسک بالا
- خطر بالقوه برای ساختمانهای مجاور
- نیاز به فضای کار بسیار بزرگ
- تولید حجم انبوهی از ضایعات و مصالح تخریب شده در زمانی کوتاه
- خطر پرتاب و افتادن مصالح و اشیا
- عدم اجرا در شرایط آب و هوایی نامناسب
- نیاز به تعطیلی موقت ساختمانهای مجاور در صورت کم بودن فاصله‌ی بین ساختمان‌ها
- معرفی روش تخریب تدریجی بالا به پایین ساختمان
در این روش یک کلاهک فلزی موقت در بالای سازه قرار داده می‌شود و سپس به تدریج از بالای ساختمان شروع به تخریب سازه می‌کنند.
نحوه‌ی تخریب تدریجی سازه
برای این منظور ابتدا ساختمان را به طور کامل تخلیه کرده، آسانسورها را نیز از ساختمان‌ها خار‌ج می‌کنیم. در مرحله بعد با توجه به مدل سازی سازه، سقف‌ها را برای عبور ستون‌های موقت برش می‌د‌هیم.
پس از برش سقف یک کلاهک فلزی موقت مطابق با پلان ساختمان به ارتفاع ۲۰ متر در بالای سازه نصب می‌کنیم. بار ناشی از وزن کلاهک توسط ستون‌های موقت فلزی به سقف‌های ساختمان منتقل می‌شود. تعداد این ستون‌ها وابسته به میزان باری است که سقف طبقات ساختمان می‌تواند تحمل کند.
در بالا و پایین هر یک از ستون‌ها دو تیرک وجود دارد، تیرک بالایی ثابت است ولی تیرک پایین ستون به واسطه یک جک هیدرولیکی که در داخل ستون قرار گرفته در راستای ارتفاع ستون تغییر ارتفاع می‌دهد.
برای تخریب، ابتدا تیرک‌های پایینی ستون‌ها بر روی دال ۴ طبقه پایین‌تر از کلاهک قرار می‌گیرند. سپس از بالا و در داخل ساختمان به کمک ماشین آلات و کارگران شروع به تخریب می‌کنند و به طور همزمان مصالح تخریب شده را به وسیله جرثقیل‌های سقفی که در زیر کلاهک نصب شده‌اند به پایین ساختمان منتقل می‌کنند.
همزمان با فرایند تخریب جک‌های هیدرولیک نیز در حال کاهش ارتفاع بین دو تیرک هستند زمانی که چهار طبقه‌ی بی‌کلاهک و تیرک پاییی ستون تخریب شد، تیرک بالایی بر روی سقف زیر کلاهک قرار می‌گیرد و سپس تیرک پایینی آزاد می‌شود تا پیین رفته و بر روی سقف ۴ طبقه‌ی پایین‌تر قرار گیرد. پس از قرارگیری تیرک پایینی، تیرک بالایی آزاد شده و مجد‌اً عملیات تخریب انجام می‌شود.
اگر در محاسبات پیش از تخریب سازه مشخص شود که سقف‌ها تحمل وزن ماشین آلات را دارند برای تخریب سقف‌ها به جای استفاده از ماشین آلات دال‌ها را با دستگاه برش می‌دهند و با جرثقیل به پایین منتقل می‌کنند.
یکی از مزایای این روش وجود ژنراتور تولید برق در جرثقیل است. بدین گونه که جرثقیل‌ها هنگام انتقال مصالح ساختمانی به پایین ساختمان تمام انرژی مورد نیاز جک‌های هیدرولیکی و روشنایی محیط کارگاه را تامین می‌کنند.
مزایای تخریب تدریجی بالا به پایین ساختمان
- کاهش انتشار گرد و خاک تا ۹۰٪
- انعطاف پذیر بودن این روش (قابل اجرا برای هر ساختمان با هر شکل هندسی)
- عدم اهمیت وضعیت آب و هوا
- محدود کردن فضای کار در درون ساختمان
- حمع آوری و بازیافت تدریجی مصالح تخریب شده
- عدم نیاز به تعطیلی موقت ساختمانهای مجاور
- عدم نیاز به مصرف انرژی
- کاهش آلودگی صوتی، آلودگی صوتی در این روش فقط بین ۱۷ تا ۲۳ دسی بل است.