تکنولوژی سوپر فریم جدیدترین تکنولوژی ژاپنی برای ساخت ساختمانهای بلندمرتبه است که پس از زلزله هیوگو (کوبه) در سال 1995 توسعه یافت. این روش ساخت شامل چهار تکنیک می‌باشد که پیشتر به طور جداگانه در این کشور در ساخت بعضی ساختمانها از آنها استفاده شده است. این تکنیک‌ها بتن مقاومت بالا (HiRC)، قطعات پیش ساخته بتنی (R-PC) پس کشیدگی در کفهای با دهانه بزرگ و استفاده از میراگرهای ویسکوز مقاوم (Hi-Dampers) می‌باشند.
در سازه سوپر فریم نیروهای زلزله بجای انتقال به اجزاء سازه ای آن در هر طبقه،به یک ابر سازه اصلی مشتمل بر یک هسته مرکزی، چهار سوپر بیم (تیرهای بزرگ) در بالا، دو ستون در هر وجه ساختمان و نهایتاً سیستم ترمز کننده میراگرها می گردد. این شرایط نه تنها موجب تقلیل نیروی زلزله گردیده، بلکه ایمنی بالای سازه ساختمان را تضمین می کند.
با تشریح اسکلت یک ساختمان اجرا شده، به روش سوپرفریم، می‌توان به نحوه کارکرد آن پی برد.این اجزای را می‌توان به صورت زیر تشریح نمود:
۱) سوپروال
سوپروال یا دیوار برشی مرکزی هسته اصلی باربر نیروهای قائم و به خصوص نیروهای زلزله می‌باشد که با مقطع I شکل اجرا می‌شود. این دیوار برشی، که در هسته ساختمان قرار می‌گیرد، از بخش پایین بر روی فونداسیون قرار گرفته و در بخش بالای خود به سوپربیم منتهی می‌شود. دیوار برشی به صورت بتن در جا، اجرا می‌گردد که بتن آن در بخش‌های پایین بتن با مقاومت بالاست. با در نظر گرفتن شکل‌پذیری ساختمان، مقاومت بتن سوپروال از ۶۰ نیوتن بر میلیمترمربع در بالای فونداسیون به مرور به مقدار ۳۶ نیوتن بر میلیمترمربع در بخش بالایی آن کاهش می‌یابد.
2) ستون‌های اتصالی
در طرح سوپرفریم، در هریک از نماهای ساختمان دو ستون اتصالی و جمعاً به تعداد هشت عدد، اجرا می‌گردد. این ستون‌ها که بزرگ‌ترین مقطع (ستون) را در ساختمان دارند (مقطع ۱/۱ * ۱/۱ متر) به دلیل قرار گرفتن در نمای ساختمان، فضای داخلی را اشغال نمی‌کنند. وظیفه اصلی این ستون‌ها، انتقال نیروی زلزله از بالای ساختمان بر روی پی می‌باشد.
۳) لوازم جذب انرژی (میراگرها)
لوازم جذب انرژی که همانند یک کمک فنر بسیار بزرگ عمل می‌کنند رفتار ساختمان را کنترل کرده و سطح تنش‌ها را به میزان قابل ملاحظه‌ای کاهش می‌دهند. در ساختمان سوپرفریم با ارتفاع ۳۳ طبقه تعداد ۳۲ عدد از آنها که چهار عدد بر روی هر ستون اتصالی قرار می‌گیرد نصب خواهد شد. بنابراین در هنگام وقوع زلزله، نیروهای حاصل از زلزله بر دیافراگم‌های هر طبقه اثر کرده و نیروها به سوپروال منتقل می‌شود. سوپروال با جذب نیروها تغییر مکان‌ها را به بالاترین نقطه ساختمان منتقل می‌کند. تغییر مکان‌ها به چهار عدد سوپربیم که در بالای سوپروال قرار می‌گیرند منتقل شده و از طریق آنها به لوازم جذب انرژی انتقال می‌یابند. این لوازم هم به صورت فشاری و هم کششی عمل کرده و نیروهای زلزله را پس از کاهش دادن بر روی ستون‌های اتصالی منتقل می‌کنند و همان‌طور که ذکر شد، نیروها سپس از طریق ستون‌های اتصالی به صورت قائم بر روی پی منتقل می‌شوند.
۴) سوپربیم
در بالاترین بخش اسکلت ساختمان چهار عدد تیر با مقطع بزرگ (۰۰/۱ * ۰۰/۴ متر) بر بالای سوپروال قرار می‌گیرند که تغییر مکان‌های آنرا به لوازم جذب انرژی منتقل می‌نمایند. این تیرها کارکرد بسیار حساسی را در هنگام وقوع زلزله و یا برخورد یک شیء خارجی به ساختمان از خود نشان می‌دهند.
۵) ستون‌های ساده
ساختمان با سوپرفریم، فری پلان (Free Plan) نیز نامیده می‌شود واین بدان معنا است که به دلیل مسطح بودن کف‌ها و عدم وجود ستون‌های میانی زیاد (تنها یک ستون میانی در یک کاشانه ۲۳۵ مترمربع وجود دارد) می‌توان هر نوع پلان دلخواه را در هر طبقه پیاده نمود. درحقیقت نه تنها تکنیک سوپرفریم، از منظر سازه‌ای، آخرین دستاورد به شمار می‌رود بلکه این تکنیک، از نظر معماری، نیز به آخرین دستاوردها متکی است یعنی ” ما باید خودمان را با سلیقه استفاده‌کنندگان تطبیق دهیم “
۶) دیافراگم‌ها
کلیه کف‌سازی‌ها به صورت دال دیافراگمی اجرا شده و تنها یک تیر میانی از تقاطع دال‌ها در دو تراز با اختلاف ۳۰ سانتی‌متر شکل می‌گیرد. این کف‌ها به صورت کاملا مشخص نیروهای زلزله طبقات را به هسته مرکزی (سوپروال) منتقل می‌نمایند.
مطالب مرتبط: