تاثیر هندسه پلان و فرم معماری پیچشی بر آسیب اجزای غیرسازه ای ساختمان های بلند در برابر زلزله

براساس نقشه پهنه‌بندی خطر زلزله جهانی، کشور ایران روی گستره لرزه‌ای با خطر بسیار زیاد قرار گرفته است. از این‌رو موضوع پیش‌بینی خطر زلزله و در نظر گرفتن راهکارهای کاهش آسیب‌پذیری ساختمان‌ها در برابر آن، از اولویت‌های طراحان سازندگان و آیین‌نامه‌های موجود در این حوزه است. ساختمان‌های بلند از یک‌سو از نیازهای اساسی در پاسخ به توسعه شهرهای بزرگ ایران و رشد جمعیت آنها و از سوی دیگر دارای حجم زیادی از اجزای غیرسازه‌ای شامل تجهیزات، تاسیسات و اجزای معماری هستند. هر گونه آسیب به این اجزا در زمان وقوع زلزله، اعم از ناپایداری، فروریزش یا حتی خارج شدن از خدمات‌رسانی ممکن است نیاز به مدیریت بحران و خدمت‌رسانی فوق‌العاده را به شهر تحمیل کند. از سوی دیگر ساختمان‌های بلند به‌دلیل ارتفاع و مقیاس از بناهای شاخص و اثرگذار بر سیما و منظر شهرند و به همین دلیل طراحان تمایل دارند در طراحی این ساختمان‌ها از فرم‌های پیچیده و زیبا از دیدگاه هندسی و هنری استفاده کنند. این مقاله به بررسی اثر فرم پیچشی به‌منزله یکی از فرم‌های پیچیده رایج در ساخت ساختمان‌های بلند بر دریفت و جابه‌جایی جانبی به‌عنوان شاخص‌های سنجش آسیب‌پذیری اجزای غیرسازه‌ای و وزن واحد مساحت سازه به‌عنوان شاخص طراحی بهینه سازه‌ای ساختمان‌های بلند می‌پردازد. برای این منظور فرم‌های پیچشی با پلان‌های هندسی منتظم شامل مثلث، مربع، شش‌ضلعی و دایره هر یک با درجات پیچش نسبی طبقات از صفر تا 3 درجه و با ارتفاع‌های 160، 180 و 200 متر بررسی شده‌اند. این پژوهش از نوع کمی است و با کمک شبیه‌سازی و مدل‌سازی با استفاده از نرم‌افزار معماری راینو و افزونه شبیه‌ساز تحلیل المان محدود کارامبا انجام‌ گرفته است. نتایج این پژوهش نشان می‌دهد که پیچش طبقات در فرم‌ها با پلان مثلث و مربع هم موجب افزایش مقادیر شاخص‌های دریفت و جابه‌جایی جانبی و هم افزایش وزن واحد مساحت سازه می‌شود و شدت این افزایش با ازدیاد ارتفاع ساختمان فزونی می‌یابد. در مقابل پیچش طبقات ساختمان بر فرم‌های با پلان‌های دایره‌ای و شش‌ضلعی، اثر بسیار کم و حتی ناچیزی دارد و هیچ یک از شاخص‌های بررسی‌شده دچار افزایش چندانی نمی‌شود.