تحلیل برج خلیفه
مقدمه
ساخت برج خلیفه در سال ۲۰۰۴ میلادی به عنوان مرکز و اصلی ترین قسمت از بخش تجاری شهر دوبی معروف به «Downtown Dubai» آغاز شد. بنا به ادعای مقامات دولتی، برج خلیفه درواقع بخشی کوچکی از پروژه ای بزرگ تر برای تنوع بخشیدن به منابع درآمدی امارات و کاهش وابستگی این کشور به درآمدهای نفتی است.
برج خلیفه در دانتاون دبی واقع شده است.
معرفی برج برج خلیفه بلندترین آسمان خراش دبی است که به خوبی در خط آسمانی این شهر نمایان است. پیش از آن برج العرب را بعنوان مهم ترین برج این برج 1.5 میلیارد دلاری 828 متر ارتفاع و 163 طبقه دارد. ساخت آن شش سال و با کمک 12000 کارگر انجام گرفت. برج خلیفه در سال 2010 افتتاح شد.
این برج با 163 طبقه قابل استفاده و 828 متر ارتفاع در حال حاضر بلند ترین آسمان خراش ساخته شده به دست انسان است. ساخت این برج از ژانویه 2004 آغاز شده و در روز چهارم 2010 کشایش یافت. برج خلیفه در ابتدا با نام برج دبی شناخته می شد اما در روز افتتاحیه توسط شیخ محمد بن راشدآل مکتوم نام آن به افتخار خلیفه ابن زاید آل نهیان به برج خلیفه تغییر نام پیدا کرد.
ریزفضاها
برج خلیفه دارای بیش از هزار واحد آپارتمان 49 طبقه اداری ، 4 استخر و یک کتابخانه مخصوص ساکنان است. همچنین هتل آرمانی با 160 اتاق به طراحی جورجیو آرمانی در طبقات اولیه برج واقع اس. طراحی این برج اثر شرکت آمریکایی اسکید مور ؛ اوینگز و ادرین اسمیت با الهام از معماری اسلامی طبیعت صحرا و گل Hymenocallis است.
این برج 330 میلیون متر مکعب بتون و 31400 تن فولاد ساخته شده است. را می توان از فاصله 95 کیلومتری دید.برج دوبی 57 آسانسور که افراد را به 1044 آپارتمان و 49 فضای اداری و نیز یک هتل بانشان جورجیو آرمانی دارد
معمار-موقعیت-ویژگی فرم
طراحی مارپیچ Yمانند این برج را آدریان اسمیت معمار soM ؛ برای حمایت از هسته ساختار برج که با بالاتر رفتن باریک می شود. به کار برده است.این پروژه را شرکت مهندسی و ساختار سامسونگ کره جنوبی؛ گروه بیسیکس بلژیک و شرکت عرب تک امارات متحده عربی اجرا کرده اند. این آسمانخراش در مرکز یک منطقه خرید جدید 20 میلیارد دلارقرار می گیرد که شامل 30000 آپارتمان و یک مجتمع بزرگ فروشگاهی است که گفته می شد 1200 مغازه بزرگترین مرکز خرید مسقف جهان است.
نورگیری
برج خلیفه با 163طبقه و به صورت یک مجموعه کاملا مسکونی که بعد ها با تغییرات زیادی مواجه شد. طراحی کنونی ساختمان شامل عناصر فرهنگی و تاریخی خاص از جمله مناره های مارپیچ طرحY شکل این مناره های برج به معماران امکان می دهد که حداکثر نمای خارجی و همین طور بیشترین نور طبیعی را در داخل ساختمان داشته باشند. در صورتی که تاج برج بنا بر تغییرات ثانویه در طراحی آن بلتدترین می شد و با همان ارتفاع 560 متر به پایان می رسید. نمی توانست رکورد بلندترین آسمان خراش را به دست بیاورد.
مصالح نما
نمای برج از 24348 شیشه تشکیل شده است که جمعا مساحتی برابر با 1200000 متر مربع دارد . برای تمیز کردن این شیشه ها با استفاده ازشیارهایی که به صورت افقی در طبقات 40، 73 و 109 تعبیه شده 2 تا 3 ماه طول می کشد . هریک از این شیارها مخزنی 1500 کیلوگرمی را حمل می کنند که با استفاده از کابل های سنگین به صورت افقی و عمودی حرکت می کنند.
آب نمای دبی:
در بیرون برج فواره ای با هزینه 218 میلیون دلار توسط شرکت آمریکایی WET ساخته شده است؛ قرار دارد. این فواره 275 متر طول دارد و قادر به پرتاب آب به ارتفاع 150 متری است. همپنین 6600 لا در 25 رنگ مختلف است.
پارک برج خلیفه:
در محوطه پیرامون برج خلیفه پارکی به مساحت 11 هکتار وجود دارد که توسط گروه معماری SWA و با الهام از گل صحرایی Hymenocallisطراحی شده است. برای آبیاری پارک از سیستم جمع آوری درون سیستم استفاده می شود.
معمار این سازه عظیم الجثه یک آمریکایی به نام آدرین اسمیت است. او در طراحی این ساختمان از یک نوع گل ، به نام " لیلی عنکبوتی " که از خانواده گل های نرگس است ، الهام گرفته است.
پایه برج:
یکی از شاهکارهای مهندسی که در برج نظر هر متخصص را جلب می کند قرار دادن 500 هزار تن وزن برج بر روی یک فریم مثلث شکل با ارتفاع 3.7 متری است. این فریم از میلگردهایی به قطر 1.5 متر که در عمق 50 متری زمین فرو رفته است نشکیل شده است.
مقابله با باد در ارتفاع 800 متری:
بیش از 40 تست تونل باد مختلف بر روی برج انجام شده است تا تمام آثار باد در ارتفاع 800 متری از سطح دریا بر روی برج مشخص می شود. برج خلیفه از سه بخش پایینی، میانی و بالایی تشکیل شده است هر کدام از یک قسمت به گونه ای متفاوتی طراحی شده است تا در برابر جریان باد و همچنین تفییرات فشاری و دما رفتاری های متفاوتی داشته باشد.
وسایل حمل و نقل
در برج خلیفه 58 آسانسور و 8 پله برقی به طور مداوم کار حمل و نقل ساکنین به طبقات مختلف برج را انجام می دهند .آسانسوذ بار و آتش برج توانایی حمل 5500 کیلوگرم جرم را دارد و بلندترین آسانسور باری جهان است.آسانسور برج قابلیت برنامه ریزی هوشمند برای مواقع تخلیه اضطراری و آتش سوزی را دراند. چند آسانسور که به افراد نمایی از بیرون برج را می دهند ظرفیت 12 تا 14 نفر را دارد و با سرعت 10 متر بر ثانیه حرکت می کنند . با استفاده از سریعترین آسانسور جهان که سرعت آن به 40 کیلومتر در ساعت می رسدو رسیدن به قله برج فقط 2 دقیقه طول می کشد.
این برج که همانند یک سوزنی به آسمان کشیده شده است در ابتدا قرار بود برج دبی نامیده شود اما به احترام رییس جمهور امارات و حاکم ابوظبی ، شیخ خلیفه ابن زاید آل نهیان ، که از لحاظ مالی به ساخت این برج کمک بزرگی کرده بود ، نام برج به برج الخلیفه تغییر پیدا کرد.
بررسی سازه ساختار اصلی برج را بتن مسلح تشکیل داده است؛ که خود متشکل از ۳۳۰ هزار متر مکعب بتن و ۵۵ هزار تن میل گرد است. در روند ساخت برج خلیفه شرکت پوتزمیستردمجبور شد برای انتقال بتن به ارتفاع های بالای برج خلیفه، پمپ جدیدی را با نام BSA 14000 SHP-D مخصوص این پروژه طراحی و تولید کند. در سال ۲۰۰۸ پمپ های پوتزمیستر با پمپ کردن بتن با فشار ۲۱ مگاپاسکال به ارتفاع ۶۰۶ متری، توانستند رکورد جدیدی به نام خود ثبت کنند.
استفاده از ترکیب های مختلف بتن برای ساخت پروژه ای در ابعاد برج خلیفه ضروری است. طی فرآیند ساخت، هر میکس خاص بتن قبل از استفاده توسط CTLGroup آزمایش می شد تا از مقاومت آن در شرایط کاری درنظر گرفته شده اطمینان حاصل شود. CTLGroup همچنین بتن استفاده شده در برج را از لحاظ خزش و انقباض مورد آزمایش های بسیار مفصل و دقیق خود قرار می داد.
یکی از نکات ضروری در رابطه با بتن به کار رفته در برج خلیفه، ثبات و یکپارچگی آن است؛ این در حالی است که شرایط آب و هوایی حاشیه ی خلیج فارس از جمله دمای بالای هوا، فرآیند بتن ریزی و دست یافتن به بتن یکپارچه را بسیار پیچیده و دشوار می کند. مهندسان برای گریز از دمای بالای شهر دوبی (که گاه در طول روز تا ۵۰ درجه ی سلسیوس نیز می رسید) بتن ریزی را تنها در طول شب پی می گرفتند و در تابستان از یخ برای خنک کردن مخلوط بتن استفاده می کردند.
پِی (فونداسیون)
ساخت سازه ای با عظمت برج خلیفه در جغرافیای صحرایی چالش های مهندسی فراوانی را با خود به همراه می آورد و یکی از مهم ترین این چالش ها، طراحی پی یا فونداسیون ساختمان است. اگر پی به اندازه ی کافی بزرگ و عمیق نباشد، احتمال نشست کردن و فرورفتن تدریجی برج در خاک سست صحرا وجود دارد. برای تحقیق درباره ی مشخصات و ویژگی های زمین محل احداث برج خلیفه، مهندسان در محل پیشنهادی با استفاده از تکنیک های مختلف ۳۳ حفره ی عمیق ایجاد کردند. نتایج تحقیقات نشان داد که زمین برج از ماسه سنگ با چگالی متوسط، لای سنگ ضعیف و سنگ گچ تشکیل شده است.
پس از آشنایی کامل با جنس خاک و سنگ محل احداث سازه، تست بار استاتیک روی ۷ شمع آزمایشی و ۸ شمع نهایی انجام شد و سپس با استفاده از نرم افزارهای اجزای محدود مختلف از جمله آباکوس، سیستم فونداسیون سازه مورد تجزیه و تحلیل عمیق قرار گرفت. تصویر زیر طرح چینش شمع ها و ماکزیمم بار محوری را نشان می دهد. با توجه به نتایج آزمایش ها، فونداسیون برج خلیفه می تواند تا ۴۵۰ هزار تن بار (تقریبا دوبرابر بیشتر از ماکزیمم بار محوری که در سخت ترین شرایط به آن وارد خواهد شد) را تحمل کند.
در نهایت در پی برج خلیفه از ۱۹۲ شمع با قطر ۱.۵ متری و عمق ۵۰ متر و ۴۵ هزار متر مکعب بتون به وزن ۱۱۰ هزار تن استفاده شد. همچنین از یک سیستم حفاظت کاتدی در پایین پی برج برای پیش گیری از خوردگی قسمت های فلزی استفاده می شود.
اولین نکته مهم در مورد برج خلیفه این است این برج با ارتفاع 828 متر در حال حاضر بلند ترین آسمان خراش دنیا می باشد. ارتفاع این برج سه برابر «برج ایفل» و دو برابر «برج امپایر استیت» می باشد. برج خلیفه بسیار بلند است. این برج دارای 163 طبقه و 58 آسانسور پرسرعت می باشد که سرعت این آسانسورها باورنکردنی است. آسانسورهای پرسرعت برج خلیفه در هر ثانیه 10 متر بالا می روند و به این معناست که در یک چشم به هم زدن به طبقه 124 خواهید رسید. اما این ها تنها عجایب برج خلیفه نیستند. این برج 2.957 پارکینگ، 304 هتل و 900 آپارتمان دارد.
دیوارهای میانی در هر بال از هسته مرکزی تا انتهای بال امتداد می یابد و به دیوارهای سرچکشی ختم می شود. این دیوارهای میانی به همراه سرچکشی مشابه جان و بال یک تیر عمل می کنند و مقاومت سازی را در برابر برش و خمش ناشی از باد تامین می کند. ستونهای پیرامونی و طبقه همکف برج نیز این سیستم را تکمیل می کند. نتیجه کار برجی است که در برابر حرکت جانبی و پیچشی بی نهایت مقاوم است. برج دبی در بلندترین نقطه خود در اثر نیروهای جانبی حداکثر 1.2 متر نوسان می کند.
برج دبی که در ارتفاع آن در لوایل اجرای پروژه به دلیل رقابت بین سازندگان برج های بلند دنیا پنهان نگاه داشته شده بود. اکنون براساس هر سه معیار اصلی انجمن ساختمان های بلند و سکوتگاه های شهری بلندترین ساختمان دنیا به حساب می آید
برای ساخت برج دبی از 380 مهندس و تکنسیون ماهر در محل کارگاه و در مجموع 22 میلیون نفر-ساعت کار استفاده شد.از نکات مهم درباره برج دب ساخت سازه بتنی آن است. پمپاژ بتن عمودی برای ارتفاعات زیاد بسیار سخت است. رکود قبلی مربوط به یک واحد صنعتی نیروگاه در ایتالیا به ارتفاع 532 متر بود که این رکود با پمپاژ عمودی بتن ارتفاع 601 متر در برج دبی شکسته شد. رسیدن بتن به چنین ارتفاعی حدود 30 دقیقه طول بکشد. بنابراین مهندسان مجبور بودند ترکیب بتن را به گونه ای تغییر دن که در این مدت سیال باقی بماند همچنین برای پمپاژ بسیار بتن تا این ارتفاع به پمپ های بسیار قوی احتیاج است. به طوری که فشار بتن در طول عملیات پمپاژبه حدود 200 اتمسفر رسید.
ارتفاع بخش بتن سازه:574.2 متذ
حجم بتن ریزی فونداسیون: 45 هزار مکعب
حجم بتن ریزی کل سازه: 330 هزار تر مکعب
وزن کل آرماتور مصرفی 39 هزار تن
براساس اعلام سازندگان ارتفاع برج دبی 828 متر است که 320 متر بیشتر از ارتفاع نزدیک ترین ساختمان مسکونی رقیب آن ساختمان تایپه 101 با 508 متر ارتفاع است. قبل از برج دبی بلندترین سازه دنیا دکل تلویزیون KVLY در داکوتای آمریکا با ارتفاع 628.8 متر بود. این برج همچنین رکورد 31 ساله سی ان تاور کانادا را که با 553 متر ارتفاع بلندترین سازه خود متکی دنیا بود شکست.
مرتفع تری سازه خود متکی دنیا بیشترین تعداد طبقات مسکونی در ساختمان های روی زمین مرتفع ترین دیدبانی روباز دنیا سریع ترین با بیشترین مسافت جابه جایی مرتفع ترین آسانسور باری دنیاست.بالای برج دبی مناره مخروطی شکل تلسکوپی قرار دارد که کامل کننده معماری برج است و برای ساخت آن بیش از 4 هزار تن فولاد سازه ای به کار رفته است. قسمت های مختلف با استفاده از یک جک هیدرولیکی و از داخل ساختمان در محل نهایی خود که بیش از 200 متر ارتفاع داشت قرار داده شده . این مناره مخروطی شکل علاوه بر این که مقام برج را به عنوان بلندترین سازه دنیا تضمین می کندو بخشی از تجهیزات مخابراتی و رادیو و تلویزیون برج را در خود جای داده است
سطح خارجی سازه ای از بیش از 174000 متر مربع تشکیل شده است این محصولات گاردینی خواص ممتاز نوری برای برج ایجاد کرده است. شیشه سپری ضد تشعشع در برابر نور شدید خورشید در کویر ایجاد کرده و بازتاب این نورخورشید به وسیله آن از گرم شدن بیش از اندازه داخل برج جلوگیری نموده و همچنین برج را در مقابل بادهای شدید و داغ کویر مقاوم می سازد.
آخرین قطعه که بالاترین قسمت نمای بیرونی را تشکیل می دهد و با وزن 750 کیلو و با ابعاد 1160 در 6400 میلمتر 24348 مین قطعه بوده و در ارتفاع بیش ار 662 متری قرار گرفته است و بدین ترتیب ماموریت حیرت انگیز نصب نمای خارجی بزرگترین برج دنیا به انجام رسید . شرکت آلومینیوم عرب با همکاری شعبه شرق دور شرکت آلومینیوم هنگ کنگ کار نصب نمای خارجی برج دبی را در مارچ 2007 آغاز نمودند و در این پرژه عظیم بیش از 380 مهندس و تکنسین کارآزموده درگیر بوده اند.
روکش با استفاده از تکنیک های پیشرفته مهندسی به طور خاصی ساخته شده است که شامل شاهکار اعمال لعابکاری انعکاس چهارپوب و قاب های آلومینیوم شیشه ها و قوس های بافت فولادی با دماغه لوله ای فواد ضد رنگ می باشد.روکش نما در حالی که بلند ی آن جلوه بیشتری می بخشد آن را مانند شی بازیک و بلند در حال سو سو زدن نشان می دهد قطعاتی با بیش از 18 نوع مختلف از لحاظ مشخصات استحکامی و در بیش از 600 اندازه که همه آنها دوبار لعاب داده شده اند در نمای بیرونی برج استفاده شده اند
علاوه بر اینکه رکورد دار مرتع ترین ساختمان جهان می باشد چندین رکورد دیگر را نیز به خود اختصاص داده و در کتاب گینس به عنوان یکی از استانداردترین ساختمان های جهان به ثبت رسیده است.
مصالح
در ساخت ای برج مرتفع بیش از 110 هزار تن بتون و 31 هزار تن میلگرد فولادی استفاده شده است. ساخت نمای برج خلیفه یکی از مهم ترین و چالش برانگیزترین بخش های این پروژه عظیم بود که در سال 2007 آغاز شد. در ساخت نمای این برج از 26 هزار پنل شیشه ای – فلزی استفاده شده که نصب آنها از تعداد 20 الی 30 پنل روزانه آغاز و به تعداد 175 پنل در روز رسید که با نظارت حضوری و غیر حضوری بیش از 380 مهندس متخصص و ماهر و تکنسین انجام می شد. در این پنل ها از نوعی فلز استتفاده شده که بتواند در برابر دمای هوای داغ دبی به ویژه در تابستان مقاومت بالایی داشته باشند. برج خلیفه با بیش از 1000 قطعه اثر هنری از آثار برجسته خاورمیانه گرفته تا آثاری از هنرمندان بین المللی تزئین شده است.
روند ساخت
روند ساخت برج خلیفه، به نسبت با سرعت زیادی به پایان رسید؛ به طوری که از آغاز گودبرداری برای ساخت برج تا رسیدن به طبقه ی ۵۰ تنها دو سال و تا افتتاح رسمی و بهره برداری کامل از آن تنها ۶ سال طول کشید. جدول زمانی مراحل ساخت و تکمیل برج خلیفه از قرار زیر است:
ژانویه ی ۲۰۰۴: آغاز گودبرداری
فوریه ی ۲۰۰۴: آغاز کارگذاشتن شمع ها و ستون ها
مارس ۲۰۰۵: آغاز فرآیند روسازی بنا
ژوئن ۲۰۰۶: تکمیل طبقه ی ۵۰
ژانویه ی ۲۰۰۷: تکمیل طبقه ی ۱۰۰
مارس ۲۰۰۷: تکمیل طبقه ی ۱۱۰
آوریل ۲۰۰۷: تکمیل طبقه ی ۱۲۰
می ۲۰۰۷: تکمیل طبقه ی ۱۳۰
جولای ۲۰۰۷: رسیدن به طبقه ی ۱۴۱ و شکستن رکورد بلندترین ساختمان جهان
سپتامبر ۲۰۰۷: رسیدن به طبقه ی ۱۵۰ و شکستن رکورد بلندترین سازه ی غیر متکی جهان
آوریل ۲۰۰۸: رسیدن به طبقه ی ۱۶۰ و شکستن رکورد بلندترین سازه ی ساخت بشر
ژانویه ی ۲۰۰۹: تکمیل منار مخروطی برج و رسیدن به حداکثر ارتفاع
سپتامبر ۲۰۰۹: تکمیل عایق کاری و نمای خارجی
ژانویه ی ۲۰۱۰: جشن رسمی افتتاح برج
SOM در طراحی برج خلیفه درست مانند برج ویلیس از طراحی ابداعی مهندس سازه و معمار مشهور فضل الرحمن خان با نام «سیستم سازه ای قاب بندی شده ی یکپارچه ی لوله ایBundled Tube Design استفاده کرده است.
بررسی سازه
در این سیستم سازه به گونه ای طراحی می شود که هنگام قرار گرفتن در معرض بارهای جانبی مانند نیروی باد، زلزله و برخورد مستقیم جانبی، قاب خارجی ساختمان مانند یک سیلندر توخالی رفتار کند و درنتیجه مقاومت برشی بالایی از خود نشان بدهد. با استفاده از این روش تحمل تقریبا تمامی بارهای جانبی بر عهده ی قاب خارجی سازه خواهد بود و درنتیجه می توان قسمت داخلی سازه را تنها برای تحما بارهای عمودی ناشی از وزن ساختمان طراحی کرد. به لطف استفاده از سیستم لوله ای، میزان استیل به کارگرفته شده در برج خلیفه از لحاظ نسبی تنها برابر با نیمی از استیل استفاده شده در ساختمان امپایر استیت است.
هرچند باور مشهور این است که در طراحی نمای ظاهری برج خلیفه تنها از گیاه صحرایی هایمنوکالیس (Hymenocallis الهام گرفته شده است، اما در واقع برج خلیفه ظاهر خود را به همان اندازه وام دار معماری اسلامی و مسجد جامع سامرا نیز است. این معماری خاص و منحصر به فرد، علاوه بر زیبایی در دفع فشارهای جانبی ناشی از وزش باد نیز بسیار موثر عمل می کند.
بنا به گفته ی یکی از مهندسان SOM، ازآنجایی که برج خلیفه در ابتدا قرار بوده است یک برج تماما مسکونی باشد، طرح اولیه ی آن بر اساس برج مسکونی ۷۳ طبقه ای Samsung Tower Palace 3 واقع در سئول کره ی جنوبی شکل گرفته است.
سکوی بازدید
درهای سکوی بازدید برج خلیفه که به «At the Top» مشهور است، در ۵ ژانویه ی ۲۰۱۰ به روی عموم بازدیدکنندگان گشوده شد. این سکوی بازدید که در طبقه ی ۱۲۴ و ارتفاع ۴۵۲ متری از سطح زمین قرار دارد، در زمان بهره برداری «بلندترین سکوی بازدید فضای آزاد» جهان نام گرفت؛ اما این عنوان اندکی بعد در سال ۲۰۱۱ میلادی توسط سکوی بازدید ۴۸۸ متری برج کانتون واقع در گوانگژوی چین ربوده شد.
سیستم لوله کشی و تهویه
سیستم آب برج خلیفه به صورت روزانه ۹۴۶ هزار لیتر (۲۵۰ هزار گالن) را از طریق ۱۰۰ کیلومتر لوله پمپ می کند. علاوه بر این ۲۱۳ کیلومتر لوله برای سیستم اطفای حریق درنظر گرفته شده است و ۳۴ کیلومتر دیگر لوله نیز وظیفه ی انتقال آب سرد سیستم تهویه ی مطبوع را عهده دار است.
سیستم تهویه ی مطبوع برج ساخت شرکت هندی ولتاس است. این سیستم هوای مورد نیاز خود را از طبقات بالاتر که هوای آن سردتر و پاک تر از سطح زمین است می گیرد. در حالت پیک، قدرت سرمایشی سیستم تهویه ی مطبوع برج برابر با ۴۶ مگاوات یا سرمایش ناشی از ذوب شدن ۱۳ هزار تن یخ در طول مدت یک روز است.
منبع :
https://setavin.com/2027
https://lastsecond.ir/news/whats-inside-burj-khalife
https://safarbato.co/post/168_%D8%A8%D8%B1%D8%AC-%D8%AE%D9%84%DB%8C%D9%81%D9%87-%7C-%D9%87%D9%85%D9%87-%DA%86%DB%8C%D8%B2-%D8%AF%D8%B1%D8%A8%D8%A7%D8%B1%D9%87-%D8%A8%D8%B1%D8%AC-%D8%AE%D9%84%DB%8C%D9%81%D9%87-%D8%AF%D8%A8%DB%8C-
https://www.zoomit.ir/2018/2/14/268439/infinite-engineering-burj-khalifa-dubai/
https://blog.safarme.com/adventure-and-tourism/secrets-of-dubais-burj-khalifaa/
https://www.eligasht.com/Blog/travelguide/%D8%A8%D8%B1%D8%AC-%D8%AE%D9%84%DB%8C%D9%81%D9%87-%D8%AF%D8%B1-%D8%AF%D8%A8%DB%8C/