تحقیق برج‌های دو قلوی پتروناس

مقدمه :

برج‌ های دو قلوی پتروناس در کوالالامپور، یکی از شاخص‌ترین نمونه‌های آسمان‌ خراش‌ ها در عصر حاضر به‌شمار می‌روند که طی سالهای 1992 تا 1998، در مرکز ناحیه اقتصادی شهر توسط معمار مشهور، "سزار پلی"طراحی و ساخته شده‌اند. این برج‌ها که به‌عنوان یک نشانه شهری، سمبل معماری معاصر مالزی نیز به شمار می‌روند و از جمله طرح‌های شاخص در زمینه استفاده از تکنولوژی هستند، جایزه معماری آقاخان را در سال 2004 نصیب خود نموده‌اند.برج‌های پتروناس که سازه‌های شگفت‌آور و عظیمی از شیشه و آهن هستند، با 88 طبقه و مناره‌هایی به بلندی 30 متر، تجسمی عینی از رویاهای " سزار پلی" می‌باشند. کاربرد 26 هزار تن آهن در اسکلت فلزی این برج‌ ها، دو نمونه بی‌‌نظیر از بزرگ‌ترین سازه‌های فلزی تاریخ را به نمایش گذاشته است. پی‌ریزی برجهای پتروناس به ‌صورت گسترده، در مساحتی بیش از 5/1 هکتار و حجمی معادل 70 هزار تن بتن، که 3 روز متوالی، 24 ساعته ادامه داشت، بزرگ‌ترین پیریزی یکبارهای میباشد که تا به آن تاریخ انجام گرفته است.

اما این پی عظیم، به تنهایی قادر به تامین مقاومت ساختمان در طول یک زلزله عظیم نخواهد بود. ازاین‌رو در برج‌های دوقلوی پتروناس 14 دمپر (Damper) نصب شده است. این وسیله که در خرپاهای مورب سازه فلزی نصب می‌گردد، لرزش ساختمان را در طول زلزله کاهش می‌دهد و درست مانند یک کمک‌فنر اتومبیل عمل می‌کند. یک آسمان‌خراش با دمپر می‌تواند 3 برابر یک آسمان‌خراش معمولی، انرژی تولید شده توسط زلزله را جذب کند. هرچه زلزله طولانی‌تر باشد، دمپر می‌تواند موثرتر باشد و با هر موج زلزله، انرژی بیشتری جذب کند.هنگام برخورد باد با یک برج، ساختمان مانند بادبان قایق عمل می‌کند. برای این‌که ساختمان بتواند نیروی باد را تحمل کند، باید به قدری انعطاف‌پذیر باشد که بتواند مقداری از نیروی باد را جذب کند و در عین حال به اندازه کافی مستحکم باشد تا آسیبی نبیند. برج‌های دوقلو با ارتفاع تقریبی 460 متر، بگونه‌ای طراحی شده‌اند که بتوانند بادهای ویران‌کننده‌ای را که در فصل تایفون می‌وزند، تحمل کنند. این تندبادها که به سرعتی بالای 140 کیلومتر در ساعت نیز می‌رسند، طراحی هرنوع آسمان‌خراشی را در این منطقه با مشکلات متعدد مواجه می‌کند. سزار پلی دارای دیدگاهی بود که به رفع این مشکل کمک می‌‌کرد: ما پیشنهاد کرده‌‌ایم بین دو برج در طبقات 41 و 42 یک پل ارتباطی باشد، این پل با تکیه‌گاه‌های خود، دروازه‌ای به سوی آسمان میسازد. اما دیدگاه معماری پلی با شرایط فیزیکی برج‌ها مغایرت پیدا کرد؛ زیرا می‌بایست خود را با حرکت‌‌های مختلف هر کدام از دو برج مطابقت دهد که در این حالت انعطاف‌پذیری مستقل هر برج، به علت اتصال به یک پل مشترک، عملا غیرممکن می‌گردد. خطر واقعی زمانی است که بادهای چرخان همزمان از زوایای مختلف به برج‌های دوقلو برخورد کنند و برج‌ها در جهات مختلف خم شوند، در این هنگام، این پل 900 تنی جدا خواهد شد و از ارتفاع 182 متری به پیادهرو شلوغ پایین سقوط خواهد کرد. برای حل این مشکل خاص طراحی، مهندسین وسیله‌ای را از فنآوری زلزله قرض گرفتند (دمپر) . در حقیقت دوپایه استوانه‌ای پل که 35 متر طول و هرکدام 60 تن وزن دارند، دمپرهای عظیمی هستند که در هنگام خم شدن و تکان خوردن هر ساختمان کشیده شده و به جای خود باز می‌گردند. برای پیشگیری از شکسته شدن پل، هنگام خم شدن برجها در جهات مختلف، پایه‌های تکیه‌گاه، به جای اتصال مستقیم به پل و برجها، به صفحه‌هایی گردان وصل می‌شوند که میتوانند حداقل 45 درجه در هر جهت بچرخند. به این ترتیب پایه‌های دمپر، چرخش و پیچش را جذب می‌کنند، در حالی‌که سیستم تکیه‌گاه داخلی پل بدون حرکت باقی می‌ماند.   برج های دوقلوی پتروناس مالزی در کووالامپور با هزینه ای بالغ بر 1.6 میلیار دلار و با ارتفاع 1483 فوت (452متر) در 88 طبقه ، توسط گورنتون تاماستی و رانهیل برسکوتو طراحی و ساخته شد. مصالح ساختمانی آن فولاد بتن و کلا کامپوزیت می باشد . نمای ساختمان آلومونیوم و فولاد زنگ نزن است . تا سال 1998 برج های بلند دنیا همیشه در آمریکا ساخته می شد ولی در آن سال این رکورد توسط برجهای پتروناس شکسته شد و راه را برای برجهای آسیایی باز کرد ، این برجها حدود 33 فوت از برج سیرز بلندتر است ، البته بالاترین فضای مسکونی در برج سیرز هنوز 200 فوت بالاتر از بالاترین طبقه برج های پتروناس می باشد.برجهای پتروناس ترکیبی از شکوفایی اقتصادی و معماری مذهبی می باشد.که شامل زیربنایی به مساحت 8000 میلیون فوت مربع ، جهت مغازه ها و تسهیلات سرگرمی و پارکینگی با 4500 اتوموبیل ظرفیت و موزه نفت و تالار سمفونی و مسجد و مرکز کنفرانسهای چندرسانه ای می باشد . هر طبقه یک ستاره هشت ضلعی را تشکیل می دهد ،که الهام گرفته از طرح های اسلامی سنتی مالزی است که نماد اتحاد  هماهنگی عقلانیت و پایداری می باشد . برج شماره 1 در اختیار شرکت نفتی پتروناس مالزی و برج شماره 2 در اختیار شرکت های دیگر است .

مجموعا 36910 تن فولاد در ساخت برجها بکار رفته . آسانسورهای برج بصورت دوتایی در هر مجموعه 29 عدد است ، بطوری که می توان در 90 ثانیه به نوک هر برج رسید . روی هم هردو برج 32000 پنجره دارند که شستن هر برج حدود یک ماه طول میکشد.پتروناس از سیستم  کامپوزیت ستونهای پیرامونی و هسته داخلی استفاده می کند . قابهای سازه ای برای 452 متر (1483 فوت) ارتفاع برج پتروناس ازستونهای غول پیکری که از آنها به نام مگاستون نام برده شده با بتنی به مقاومت 80 مگاپاسکال به همراه تیرهایی که مانند حلقه ستونها را در بر می گیرند به همراه  هسته بتنی با مقاومت بالا تشکیل شده است. هسته و قاب ها به همراه هم سختی جانبی کافی برای یک ساختمان بلند این چنینی را فراهم می کند . این سیستم چون قبلا در هیچ ساختمان بلند دیگری استفاده نشده فضای بدون ستون داخلی را ایجاد می کند . دلیل استفاده از بتن در ساخت این ساختمان ها را می توان اینگونه بیان کرد که ، در مالزی اکثرا پیمانکاران محلی در کار کردن با بتن بسیار واردتر از کارکردن با فولاد هستند ، همچنین بتن پایداری بهتری در برابر تعدیل نوسانات ناشی از باد دارد و کمترین لرزشها را ایجاد می کند.ابعاد هسته داخلی 75 در 75 فوت است . برجهای دوقلوی پتروناس در طبقات 41و 42 توسط یک پل هوایی (SKYBRIDGE) 58.4 متری به هم متصل شده اند . شاید یکی از بزرگترین مشکلات در ساخت برجها نیز همین پل هوایی بود که باید روی زمین ساخته می شد و به محل خود ، بالا کشیده شده و نصب می شد و پس از انتقال باید در محل خود نصب می شد. این پل ارتباط دو ساختمان را با هم فراهم می کند ، البته مشکل دیگر نوسانات ناشی از ساختمان ها است که باید در طراحی پل در نظر گرفته می شد. فونداسیون برجها با ضخامت 4.5 متر شامل 13200 مترمکعب بتن مسلح با مقاومت 60 مگاپاسکال به همراه 104 شمع با ارتفاع های متغییر 60 تا 115 متر می باشد.اما این پی عظیم، به تنهایی قادر به تامین مقاومت ساختمان در طول یک زلزله عظیم نخواهد بود. ازاین‌رو در برج‌های دوقلوی پتروناس 14 دمپر (Damper) نصب شده است. این وسیله که در خرپاهای مورب سازه فلزی نصب می‌‌گردد، لرزش ساختمان را در طول زلزله کاهش می‌‌دهد و درست مانند یک کمک‌فنر اتومبیل عمل می‌کند. یک آسمان‌خراش با دمپر می‌‌تواند 3 برابر یک آسمان‌‌خراش معمولی، انرژی تولید شده توسط زلزله را جذب کند. هرچه زلزله طولانی‌تر باشد، دمپر می‌‌تواند موثرتر باشد و با هر موج زلزله، انرژی بیشتری جذب کند