برج توره کوئارزو: هارمونی فناوری میراگر اصطکاکی و هنر معماری

مکزیکوسیتی امسال یکی از مهمترین مراکز فرهنگی ـ تجاری در آمریکای لاتین را ساخت. این ساختمان ۴۰ طبقه که ارتفاع آن ۱۸۳ متر می باشد، کاربری های متفاوتی دارد که شامل دفاتر تجاری، فروشگاه، باشگاه ورزشی، رستوران و پارکینگ می شود. ساخت این پروژه از سال ۲۰۱۲ آغاز شده و طبق برنامه اعلام شده، تا سال ۲۰۱۸ به پایان خواهد رسید. پروژه توره کوئارزو در نتیجه تعامل مهندسی معماری، مهندسی سازه و فناوری های نوین کنترل ارتعاشات لرزه ای ، در عالی ترین سطح و کیفیت، ممکن شده است. معماری این پروژه توسط ریچارد مایر، معمار مشهور و صاحب نام امریکایی صورت گرفته، طراحی سازه این پروژه توسط شرکت WSP امریکا که بیش از ۵۵۰ دفتر در ۴۰ کشور دنیا دارد ارائه شده و سیستم میراگر اصطکاکی (دمپر اصطکاکی) آن توسط دکتر آوتار پال، ایده پرداز استفاده از اصطکاک جهت استهلاک انرژی زلزله، طراحی شده است. در این پروژه میراگر اصطکاکی به این دلی انتخاب شد که سختی مناسب و در عین حال میرایی قابل توجهی را تأمین می کند که برای کنترل دریفت این برج بسیار مطلوب است. برای مطالعه در زمینه سیستم های میراگر به بخش معرفی سیستم های میراگر (دمپر) مراجعه نمایید.

محافظت از جان و سرمایه در برابر زلزله با میراگر اصطکاکی

برج توره کوئارزو که ساختمانی ۱۸۳ متری در خیابان پاسئو رفورما مکزیکوسیتی است، به بیش از ۴۵۰ عدد میراگر اصطکاکی مجهز شده است. این میراگرها توره کوئارزو را در مقابل زلزله ­هایی که در ردیف قوی­ ترین زمین­ لرزه­ های دنیا می­ باشند، محافظت می­ کند. با ۴۷٫۰۰۰ مترمربع زیربنا و هزاران ساکن، برج توره کوئارزو سرمایه بسیار ارزشمندی است. میراگرهای اصطکاکی بدون افزایش هزینه ساخت، ساختمان را به بالاترین درجه حفاظت لرزه ­ای می­ رساند. علاوه بر ظاهر نمایان و اصطلاحاً معماری Hi-Tech برج توره کوئارزو، استفاده از تجهیزات میراگر اصطکاکی برای کنترل جابجایی بیش از حد آن در طبقات بالایی، بر خاص بودن این پروژه افزوده است. طبق تحلیل های انجام شده مشخص شده که اثر مودهای بالاتر باعث می شود که از طبقه ۱۱ به بالا، سازه متحمل دریفت های زیادی شود. طبق تصمیم سازندگان، گزینه ای که برای حل این مسئله مدنظر قرار گرفت، استفاده از میراگر اصطکاکی انتقالی نوع پال بود که باعث افزایش سختی و میرایی سازه می شود. همچنین علاوه بر قیمت مناسب این میراگر اصطکاکی ، عدم نیاز به نگهداری باعث می شود تا قابلیت استفاده در هر شرایطی را داشته باشند. 

محدودیت های معماری باعث شد تا تعداد مهاربندها محدود باشد، و همچنین هر مهاربند دو طبقه رو پوشش دهد (استفاده از Mega Brace). بنابراین تعداد میراگرها نیز محدود شد. طبق تحلیل، میراگرهایی با ظرفیت نیرویی ۸۷۰۰ کیلونیوتن مورد نیاز بود تا بتوان دریفت سازه را کنترل کرد، اما چالش اصلی اینجا بود که ظرفیت قوی ترین میراگر موجود ۱۵۰۰ کیلونیوتن بود. به همین منظور نیاز به ساخت ابرمیراگرهایی بود که بتوانند چنین نیرویی را تحمل کنند.

راه حلی که برای این چالش پیشنهاد و اجرایی شد، استفاده از تجهیزات میراگر اصطکاکی به صورت موازی در کنار یکدیگر بود. با این روش، با تبدیل میراگر اصطکاکی به مجموعه های ۲، ۴ و ۶ تایی، توانستند به ظرفیت مورد نیاز برسند.از دیگر نکات جالب توجه تجهیزات میراگر اصطکاکی این پروژه، قابلیت تحمل جابجایی ۱۹۰mm± است. علاوه بر این، شکل ظاهری این میراگرها از نظر زیباشناسی نیز جلوه خاصی برای سازه ایجاد کرد، به طوری که سیستم های میراگر به طور اکسپوز و نمایان اجرا شدند و پوششی روی آن ها قرار نگرفت. نمایان کار کردن این فناوری علاوه بر داشتن هارمونی با سایر المان های معماری و ایجاد زیبایی، حس امنیت را نیز در ساکنین و کاربران ساختمان افزایش می دهد. این امر در شهر لرزه خیزی چون مکزیکوسیتی که تاکنون زمین لرزه های مخربی را تجربه کرده است، موضوع بسیار مهمی بوده است.

عملکرد و ایمنی قابل قبول در زمین لرزه های مکزیک

میراگر اصطکاکی یا همان دمپر اصطکاکی تحت آزمایش های گسترده ای در مشهورترین مؤسسات و آزمایشگاه‌ های دنیا قرار گرفته است. اما دقیقترین و مهمترین آزمون این تکنولوژی زلزله ۷/۱ ریشتری در مکزیک بود که در ۱۹ سپتامبر سال ۲۰۱۷ رخ داد. در حالی که بیش از ۶۰۰ ساختمان واژگون گشته و یا نیاز به تخریب پیدا کردند و هزاران ساختمان دیگر خساراتی جدی دیدند، برج توره کوئارزو رفتار بی نقصی از خود به نمایش گذاشت. هیچ آسیبی حتی یک شیشه شکسته بر جای نمانده بود. برج ۱۸۰ متری توره کوئارزو که با بیش از ۴۵۰ میراگر اصطکاکی محافظت گردیده که هر کدام از آن­ ها در کانادا به دقت ساخته و تحت آزمایش قرار گرفته ­اند تا اطمینان حاصل شود که تجهیزات میراگر تنها تحت بار لغزشی مورد نظر مهندسین و به نرمی، آرامی و به شکلی قابل اطمینان فعال می­ شوند. این نتیجه شاید مهمترین شاهدی است که نشان می ­دهد می ­توان با طراحی خوب و فناوری قابل اطمینان میراگر اصطکاکی، هم مردم و هم سرمایه ­ها را از زمین­لرزه ­های بزرگ محافظت نمود.