مروری بر ساخت و ساز مدولار در ساختمان‌ های بلندمرتبه

چکیده

ساخت و ساز به شیوه مدولار، یک فناوری تحول‌آفرین به حساب آورده می‌شود، چرا که در مقایسه با ساخت و ساز به روش سنتی، ویژگی‌هایی چون ساخت سریع‌تر، تولید ایمن‌تر، امکان کنترل کیفیت بهتر و تأثیرات زیست‌محیطی کمتری را شامل می‌شود. این ویژگی‌ها در ساختمان‌های بلندمرتبه به دلیل فرم ذاتی مدولار و توپولوژیک آنها و همچنین تعدد واحدهای قابل تکرار، به حداکثر میزان تاثیرگذاری خود می‌رسد. با این حال، کاربردهای کنونی ساخت و ساز مدولار برای ساختمان‌های بلندمرتبه بسیار محدود است. این محدودیت عمدتاً به دلیل فقدان سیستم‌های سازه‌ای مستحکم و تکنیک‌های اتصال‌دهی مناسب برای تضمین یکپارچگی سازه‌ای، پایداری کلی و استواری یک ساختمان تمام‌ مدولار است. علاوه بر این، عدم دسترسی به دستورالعمل‌ها و ضوابط طراحی ویژه نیز مانع بزرگی برای پیاده‌سازی این فناوری در صنعت ساخت و ساز محسوب می‌شود. با توجه به پیشرفت‌های اخیر در زمینه سیستم‌های سازه‌ای و مصالح، پتانسیل بالقوه قابل‌توجهی برای کاربردهای عملی و واقعی ساخت و ساز مدولار در ساختمان‌های بلندمرتبه وجود دارد.
این مقاله مروری نقادانه بر نوآوری‌های اخیر در فناوری ساخت و ساز مدولار در ساختمان‌های بلندمرتبه ارائه می‌دهد و تأکید ویژه‌ای بر سیستم‌های سازه‌ای، تکنیک‌های اتصال‌دهی واحدها به یکدیگر، مسئله فرورپاشی پیشرونده (Progressive Collapse) و استواری سازه‌ای دارد. همچنین، روند توسعه ضوابط و آیین‌نامه‌های طراحی برای ساخت وساز مدولار نیز مورد بحث قرار گرفته است. در نهایت، مقاله با برشمردن چالش‌های فنی که مانع از توسعه گسترده این فناوری شده‌اند، راهکارها و پیشنهادهای بالقوه‌ای را برای تحقیقات آینده ارائه می‌دهد. انتظار می‌رود این مقاله، به عنوان مرجعی کامل و جامع برای متخصصان، پژوهشگران و فعالان حرفه‌ای در این حوزه مطالعاتی مورد استفاده قرار گیرد.

مقدمه

ساخت و ساز به روش پیش ساخته (Prefabrication construction) به فرآیندی اطلاق می‌شود که در آن اجزای ساختمان در یک کارخانه تولید شده و سپس به محل ساخت و ساز منتقل می‌شوند تا در آنجا نصب گردند. این روش در مقایسه با ساخت و ساز سنتی (که تمامی عملیات در محل انجام می‌شود)، مزایای قابل توجهی از جمله سرعت بیشتر، ایمنی بالاتر، کنترل کیفیت بهتر و اثرات زیست‌محیطی کمتر را ارائه می‌دهد. این ویژگی‌ها در نهایت به پایداری بیشتر منجر می‌شوند که خود را در قالب بازدهی بالاتر مصالح، کاهش ضایعات در محل (تا ۹۰%) و بهبود شرایط کاری نشان می‌دهد. بر اساس یک مطالعه موردی از پروژه‌های اخیر ، استفاده از فناوری‌های ساخت و ساز مدولار می‌تواند مدت زمان ساخت را تا ۵۰% کاهش و هزینه‌ها را تا ۲۰% کم کند. اگرچه مفهوم ساخت و ساز پیش‌ساخته مفهوم جدیدی نیست، اما پیشرفت‌های فناوری، نیازهای اقتصادی و تغییر نگرش‌ها، موج بی‌سابقه‌ای از علاقه و سرمایه‌گذاری را به سوی آن جلب کرده است. انتظار می‌رود این روش با تأمین سریع‌تر مسکن و با هزینه کمتر، راه‌حلی برای بحران مسکن مقرون‌به‌صرفه ارائه دهد. ساخت و ساز به روش پیش‌ساختگی به سه دسته اصلی تقسیم می‌شود:. المان تکی یک‌بعدی(۱D single element)، سیستم پانلی دو‌بعدی (۲D panelised system) ، سیستم حجمی سه‌بعدی(۳D volumetric system). ساخت و ساز پانلی و حجمی که به ساخت و ساز مدولار (Modular Construction) نیز معروف است، کارآمدترین شیوه در ساخت و ساز به روش پیش‌ساختگی محسوب می‌شود، زیرا امکان پیش‌ساخته‌سازی در کارخانه از ۷۰ تا ۹۵ درصد کل ساختمان قبل از انتقال و مونتاژ در محل را فراهم می‌کند. با توجه به این ویژگی، انتظار می‌رود این روش، آینده صنعت ساخت و ساز را شکل دهد. این مقاله بر این روش ساخت به شیوه مدولار که در نقاط مختلف جهان با نام‌های متفاوتی همچون ساخت و ساز مدولار یکپارچه (MiC: Modular Integrated Construction) در هنگ‌کنگ، ساخت و ساز مدولار پایدار (PMC:Permanent modular construction) در ایالات متحده، ساخت و ساز حجمی پیش‌ساخته (PPVC:Prefabricated Prefinished Volumetric Construction ) در سنگاپور. شناخته می‌شود، متمرکز خواهد بود.
سه رویکرد اصلی برای چیدمان واحدهای مدولار وجود دارد که بر اساس استفاده از سیستم‌های مدولار مرکزی(core) ، سیستم مدولار پودیوم (podium) و سیستم مدولار قاب با دیوار پرکننده (infilled frame systems)تعریف می‌شوند. در رویکرد مبتنی بر هسته مرکزی (core)، تمامی مدول‌ها حول یک یا چند هسته پایدار گروه‌بندی می‌شوند. در این سیستم، واحدهای مدولار تنها برای تحمل بارهای عمودی (گرانشی) در تمام ارتفاع ساختمان طراحی می‌شوند، در حالی که بارهای جانبی ناشی از باد و زلزله، به طور کامل توسط هسته‌ها مهار می‌شوند. بنابراین، دیافراگم‌های کف و همچنین اتصالات بین مدول‌ها و هسته باید به اندازه کافی قوی باشند تا بتوانند بارهای جانبی را به سازه هسته مرکزی منتقل کنند. هسته مرکزی می‌تواند از دیوارهای پیش‌ساخته بتنی یا دیوارهای کامپوزیت فولاد-بتنِ درجا ریخته شده، ساخته شود و با افزودن سیستم‌های مهاربندی در داخل کف‌ها و سقف‌ها می‌توان به حداکثر ارتفاع ممکن برای سازه دست یافت.

در روش مدولار پودیوم(podium) ، واحدهای مدولار بر روی یک سکو یا پلتفرم قرار می‌گیرند که خود به روش سنتی (از فولاد، بتن یا ترکیبی از هر دو) طراحی و ساخته شده است. این سکو به عنوان یک پی گسترده یا زیرسازی برای واحدهای مدولار عمل می‌کند که می‌توانند بر روی آن انباشته شده یا برای ساختمان‌های بلندتر حول یک هسته نیز چیده شوند. این روش به‌ویژه برای ساختمان‌های با چند کاربری (Mixed-use) مناسب است، چرا که سازه سکو می‌تواند فضای باز برای کاربری‌های تجاری، خرده‌فروشی یا پارکینگ‌های زیرزمینی فراهم کند. سیستم مدولار قاب با دیوار پرکننده (infilled frame systems)، واحدهای مدولار در بین تیرها و ستون‌های یک سازه قابی اولیه قرار داده می‌شوند. از آنجایی که این سیستم(infilled frame systems)، به روش‌های متعارف و در محل ساخته می‌شود، لذا پایداری کلی ساختمان‌های مدولار را تضمین می‌کند.
ساخت و ساز مدولار عمدتاً برای سازه‌هایی با واحدهای تکرارشونده مانند آپارتمان‌ها، مدارس، ادارات، خوابگاه‌ها، هتل‌ها و بیمارستان‌ها پیشنهاد می‌شود. مزایای این روش به دلیل تعداد بیشتر واحدهای تکرارشونده، در کاربری‌های بلندمرتبه به بالاترین میزان ممکن می‌رسد. استفاده از ساخت و ساز مدولار در کشورهایی مانند استرالیا، بریتانیا، سنگاپور و ایالات متحده که با هزینه‌های بالای نیروی کار و کمبود مسکن مواجه هستند، روندی رو به رشد دارد. اگرچه ساخت و ساز مدولار در سه دهه گذشته به‌طور گسترده برای ساختمان‌های کوتاه‌مرتبه به کار رفته است ، اما کاربرد آن در ساختمان‌های بلندمرتبه هنوز بسیار محدود (کمتر از ۱%) می‌باشد. این امر عمدتاً به این دلیل است که صنعت ساخت و ساز به دلیل فقدان (۱) دستورالعمل‌های طراحی، (۲) تکنیک‌های قوی اتصال بین ‌مدول‌ها، و (۳) درک کافی از رفتار سازه‌ای، پایداری کلی و استواری (Robustness) سازه‌ای ساختمان‌های مدولار، نسبت به اجرای این فناوری اطمینان ندارد و با آن ناآشناست. یک مطالعه نظری اخیر امکان‌پذیر بودن گسترش ساخت و ساز مدولار به ساختمان‌های بلندمرتبه را در صورت رفع چالش‌های فنی فوق تأیید کرده است. بنابراین، تمرکز تحقیقات اخیر بر حل همین چالش‌های فنی معطوف شده است.
این مقاله به بررسی نوآوری‌های اخیر در فناوری‌های ساخت و ساز مدولار برای ساختمان‌های بلندمرتبه خواهد پرداخت و بر موارد زیر متمرکز است: (۱)کاربردهای اخیر فناوری‌های مدولار در ساختمان‌های بلندمرتبه (۲)سیستم‌های سازه‌ای برای ساختمان‌های بلندمرتبه (۳)تکنیک‌های اتصال بین‌مدول‌ها (۴) فروریزی پیشرونده (Progressive Collapse) و استواری سازه‌ای ساختمان‌های مدولار (۵)دستورالعمل‌های طراحی سازه‌ای برای ساختمان‌های مدولار. در نهایت، راهکارها و توصیه‌هایی برای آینده به منظور رفع چالش‌های فنی موجود در ساخت‌وساز مدولار ارائه شده است. لازم به ذکر است که مرورهای اخیر در مورد ساخت‌وساز مدولار عمدتاً بر جنبه‌های دیگری مرتبط با عملکرد سازه‌ای، چالش‌ها و فرصت‌های ساختمان‌های مدولار ، و عملکرد اتصالات بین مدول‌ها متمرکز بوده‌اند. در نتیجه، این مقاله مروری، یک مرجع کامل برای متخصصان، پژوهشگران و حرفه‌ای‌ها در این حوزه از مطالعه خواهد بود.

کاربرد فناوری‌ های مدولار در ساختمان‌ های بلندمرتبه

فناوری ساخت مدولار تاکنون به‌طور گسترده در ساختمان‌های کم‌ارتفاع در سراسر جهان ؛ به‌ویژه در انگلستان ، آمریکای شمالی ، چین، سنگاپور و استرالیا مورد استفاده قرار گرفته است. با وجود چالش‌های فنی در به‌کارگیری فناوری ساخت مدولار در ساختمان‌های بلندمرتبه، در سال‌های اخیر چندین نمونه از این ساختمان‌ها به دلیل پیشرفت در فناوری‌های تولید و مصالح ساخته شده‌اند. با این حال، سهم ساختمان‌های بلندمرتبه مدولار در مقیاس جهانی همچنان بسیار محدود است (کمتر از ۱٪). در این بررسی تنها ده مورد از بلندترین ساختمان‌های مدولار جهان مورد تحلیل قرار گرفته‌اند که خلاصه آن‌ها در جدول زیر ارائه شده است. یافته‌ها نشان می‌دهد اکثر ساختمان‌های بلندمرتبه مدولار که با استفاده از مادول‌های سه‌بعدی حجمی (۳D volumetric) ساخته شده‌اند، مبتنی بر سیستم سازه فولادی هستند. در مقابل، در ساختمان‌های بلندمرتبه مدولار که با ترکیبی از روش‌های پنلی و حجمی احداث شده‌اند، استفاده از بتن رایج‌تر است.

۲.۱ ساختمان‌ های بلندمرتبه مدولار در استرالیا

اگرچه به‌کارگیری فناوری‌های ساخت مدولار در استرالیا نسبت به کشورهای پیشرو در آمریکای شمالی، اروپا و آسیا با سرعت کمتری آغاز شد، اما صنعت ساخت‌ و ساز استرالیا در حال حاضر رشد سریعی در زمینه ساخت‌وساز مدولار تجربه می‌کند. طی پنج سال گذشته، چهار مورد از ده ساختمان بلندمرتبه مدولار جهان در استرالیا ساخته شده‌اند. در این میان ، برج Collins House در ملبورن یکی از بناهای برجسته به شمار می‌آید که هم‌اکنون با ۶۰ طبقه، رکورد بلندترین ساختمان مدولار جهان را در اختیار دارد.
سه مورد از ده ساختمان بلندمرتبه مدولار جهان به‌تازگی در ملبورن احداث شده‌ که همگی با استفاده از یک واحد سازه‌ای ویژه به نام Hickory Building System (HBS) ساخته شده‌اند. این سیستم توسط گروه Hickory، پیشگام صنعت ساخت مدولار در استرالیا، توسعه یافته و مخصوص ساختمان‌های بلندمرتبه پیش‌ساخته طراحی شده است. سیستم نوآورانهHBS ، یک فناوری پیشرفته است که هسته مرکزی، دیوارهای برشی و نماهای ساختمان را در ساختار اصلی ادغام می‌کند. این سیستم از مجموعه‌ای از ماژول‌های پنلی پیش‌ساخته مانند دیوارهای باربر، هسته‌های آسانسور و پله، و کف‌های بتنی سبک تشکیل شده است که در محل پروژه به‌وسیله اتصالات تر به یکدیگر متصل می‌شوند در تصویر، نمونه ماژول معمولی از سیستم HBS نشان داده می‌شود که طولانی‌ترین آن‌ها ۱۷ متر طول و ۲۶ تن وزن دارد. داستفاده از سیستم HBS نه‌تنها زمان ساخت را بین ۳۰ تا ۵۰ درصد در مقایسه با روش‌های متداول کاهش می‌دهد، بلکه میزان هدررفت مصالح و انرژی را نیز به حداقل رسانده و در عین حال کیفیت و ایمنی ساخت‌وساز را به حداکثر می‌رساند .
پروژه Collins House با ۶۰ طبقه در سال ۲۰۱۹ با استفاده از رویکرد مبتنی بر سازه پودیوم (Podium-based approach) ساخته شد. در این پروژه، ساختار پودیوم تا طبقه چهاردهم به روش متداول بتنی ساخته شد، در حالی که طبقات بالاتر با استفاده از سیستم HBS اجرا گردید. مدت زمان تکمیل پروژه ۲۹ ماه بود که حدود ۳۰ درصد سریع‌تر از روش‌های ساخت‌وساز متعارف محسوب می‌شود. دومین ساختمان بلندمرتبه مدولار در استرالیا، Atira Student Accommodation است که در سال ۲۰۱۸احداث شده است. این ساختمان به دلیل روش ساخت نوآورانه و کارآمد خود موفق به دریافت جایزه برتری ساخت‌ و ساز از شورای ساختمان‌های بلند و زیستگاه شهری (CTBUH) شد، و ساخت آن نیز حدود ۳۰ درصد سریع‌تر از روش‌های سنتی انجام شد. این پروژه شامل ۲۸۵ ماژول HBS با ابعاد ۳×۳×۱۲ متر و وزن ۲۰ تن است که از طبقه همکف نصب شدند. نمونه دیگری از ساختمان‌های مدولار ساخته‌شده در استرالیا با استفاده از سیستم HBS، پروژه La Trobe Tower است. این برج مسکونی ۴۴ طبقه در مدت زمان ۱۹ ماه تکمیل شد که در مقایسه با سیستم ساخت و ساز به شیوه متعارف، حدود ۳۰ درصد سریع‌تر است. سه طبقه نخست ساختمان به روش سنتی ساخته شد و طبقات بعدی با استفاده از سیستم مدولار HBS اجرا شدند. بزرگ‌ترین ماژول به‌کاررفته در این پروژه ابعادی معادل ۳×۴٫۵×۱۷ متر و وزنی برابر با ۲۲ تن داشته است.
دهمین ساختمان بلندمرتبه مدولار جهان، برج SOHO است که در استرالیا و با استفاده از سیستم‌های سازه‌ای ساخته شده است. این ساختمان در زمان تکمیل خود در سال ۲۰۱۴ رکورد بلندترین ساختمان مدولار جهان را که با روش مدولار حجمی (Volumetric Modular) ساخته شده بود، ثبت کرد. برج SOHO شامل ۲۹ طبقه است که با استفاده از سیستم مدولار پودیوم پیش‌ساخته سه‌بعدی (PPVC podium-based method) ساخته شد. ساختار پودیوم این برج شامل یک طبقه زیرزمین و هشت طبقه فوقانی است که به روش سنتی و با بتن اجرا شدند. طبقات باقی‌مانده بر روی پودیوم با استفاده از ماژول‌های فولادی ساخته شدند. این ماژول‌ها دارای ابعاد ۳٫۹ × ۴٫۲ × ۱۰ متر و وزن ۲۲ تن هستند و از اجزایی شامل کف بتنی سبک، تیرهای سقفی بتنی و ستون‌های فولادی تشکیل شده‌اند. این ستون‌های فولادی به‌طور ویژه طراحی شده‌اند تا به‌عنوان قالب دائمی برای بتن‌ریزی عمل کرده و ستون‌های کامپوزیت در محل پروژه شکل بگیرند.

۲.۲ ساختمان‌های بلندمرتبه مدولار در چین
بهره‌گیری از سیستم ساخت‌وساز مدولار در ساختمان‌های بلندمرتبه در چین طی دهه گذشته توسط شرکت Broad Sustainable Building (BSB)، یکی از زیرمجموعه‌های گروه Broad، آغاز شد. این شرکت با توسعه یک فناوری پیشرفته ساخت پنلی دوبعدی (۲D penalised construction) برای ساختمان‌های فولادی، نقطه عطفی در این حوزه ایجاد کرد. در این روش، بیش از ۹۰ درصد اجزای یک ساختمان فولادی، شامل المان‌های سازه‌ای مانند واحدهای مدولار کف (floor cassettes) و سیستم‌های قاب‌بندی، در کارخانه مرکزی BSB تولید و سپس به محل پروژه منتقل می‌شوند تا به‌ وسیله اتصالات پیچی مونتاژ شوند.
فناوری پنلی توسعه‌یافته توسط BSB در بیش از ۳۰ پروژه آزمایشی و تجاری مورد استفاده قرار گرفته است. از جمله این پروژه‌ها می‌توان به هتل ۳۰ طبقه T30 و برج مسکونی ۵۷ طبقه J57 Mini Sky اشاره کرد. هر دو پروژه‌ در حال حاضر در فهرست ده ساختمان بلندمرتبه مدولار جهان قرار دارند. ویژگی شاخص این دو برج، ثبت رکورد جهانی سریع‌ترین زمان ساخت است. برج T30 تنها در مدت ۱۵ روز تکمیل شد و برج J57 Mini Sky نیز تنها در ۱۹ روز (با سرعت متوسط سه طبقه در روز) ساخته شد. برای ساخت برج J57 Mini Sky، در مجموع ۲,۷۳۶ ماژول شامل اجزای سازه‌ای (واحدهای مدولار کف(floor cassettes) و سیستم‌های قاب‌بندی)، دیوارهای خارجی و همچنین سیستم‌های مکانیکی، الکتریکی و تأسیساتی (MEP) در کارخانه مرکزی BSB طی مدت چهار ماه و نیم پیش‌ساخته شدند.
۲.۳ ساختمان‌های بلندمرتبه مدولار در سنگاپور
در سال‌های اخیر، دولت سنگاپور تلاش‌های گسترده‌ای برای تشویق به استفاده از ساخت‌ و ساز مدولار در پروژه‌های مسکن انجام داده است. از سال ۲۰۱۴، استفاده از ساخت‌وساز مدولار در ساختمان‌های مسکونی دولتی الزامی شده است. همچنین مجموعه‌ای از راهنماها در زمینه فناوری‌های طراحی و ساخت و ساز بر پایه طراحی برای تولید و مونتاژ (DfMA: Design for manufacture & assembly) توسط اداره ساختمان و ساخت‌و ساز سنگاپور منتشر شده‌اند تا دستورالعمل‌های کاربردی برای متخصصان در زمینه طراحی، تولید و مونتاژ ساختمان‌های مدولار و بهره‌گیری کامل از مزایای روش DfMA ارائه دهند. علاوه بر این، دولت سنگاپور حمایت‌های مالی قابل توجهی را برای صنعت ساخت ‌و ساز این کشور فراهم کرده است تا روند پذیرش فناوری‌های DfMA تسریع شده و کیفیت و بهره‌وری افزایش یابد. فهرستی از پروژه‌های جاری ساخت‌وساز مدولار در سنگاپور در منابع گزارش شده که نشان می‌دهد اکثر ساختمان‌های مدولار فعلی تا حدود ۲۰ طبقه ارتفاع دارند. تنها یک پروژه به‌تازگی تکمیل شده که برج Clement Canopy است؛ با ۴۰ طبقه، بلندترین ساختمان مدولار در سنگاپور محسوب می‌شود و رکورد جهانی بلندترین ساختمان بتنی ساخته‌شده با روش (PPVC: Prefabricated Prefinished Volumetric Construction)را به ثبت رسانده است.
پروژه Clement Canopy شامل دو برج دوقلو با ۵۰۵ واحد مسکونی است که با استفاده از ۱,۸۹۹ ماژول بتنی پیش‌ساخته و پیش‌پرداخته سه‌بعدی در ۴۸ شکل مختلف ساخته شده‌ است. در این پروژه از سیستم‌های مدولار مرکزی استفاده شد. هر ماژول در کارخانه خارج از محل پروژه ساخته شد، به‌طوری‌که حدود ۸۵ درصد تکمیل‌کاری‌ها شامل دیوارها، کف، سقف و سامانه سیستم‌های مکانیکی، الکتریکی و تاسیساتی (MEP: Mechanical, Electrical and plumbing) پیش از انتقال به سایت اجرا شده بود. سپس ماژول‌ها در محل پروژه با اتصالات تر به هسته بتنی متصل شدند. این پروژه به‌خوبی مزایای روش PPVC را نشان داد؛ از جمله کاهش ۳۰ درصدی زمان ساخت و کاهش قابل توجه اثرات زیست‌محیطی شامل ۷۰ درصد کاهش پسماند در محل پروژه و ۳۰ درصد کاهش پسماند در کارخانه.
۲.۴ ساختمان‌های بلندمرتبه مدولار در بریتانیا
بریتانیا از پیشگامان توسعه فناوری‌های ساخت‌ و ساز مدولار برای ساختمان‌های بلندمرتبه به شمار می‌آید. مطالعات موردی مربوط به ساختمان‌های مدولار ۱۲، ۱۷ و ۲۵ طبقه نیز توسط Lawson و همکاران ارائه شده است. با این حال، در این بررسی تنها بر ده ساختمان بلندمرتبه مدولار برتر جهان تمرکز شده است. پروژهCroydon Tower شامل دو برج مسکونی با ۴۴ و ۳۸ طبقه و مجموعاً ۵۴۶ واحد آپارتمانی است. این برج با استفاده از روش ترکیبی از سیستم‌های مدولار مرکزی و سیستم مدولار پودیوم ساخته شده است؛ هسته‌های دوقلو و ساختار پودیوم به روش سنتی و با بتن اجرا شده‌اند. نصب ماژول‌ها از فوریه ۲۰۱۹ آغاز شد و هر طبقه شامل ۳۸ ماژول با ۹۵٪ تکمیل بر روی پودیوم بتنی به ضخامت ۱٫۸ متر از طبقه دوم قرار گرفت. در مجموع، ۱,۵۲۵ ماژول با ۲۳ پیکربندی مختلف در پروژه استفاده شده است. هر ماژول از قاب‌های فولادی با تکیه‌گاه گوشه‌ای ساخته شده است و شامل ستون‌های مربع توخالی (SHS) با ضخامت ۶۰ میلی‌متر است. ابعاد ستون‌های SHS در ماژول‌های فولادی از ۳۰۰ میلی‌متر در پایه تا ۱۵۰ میلی‌متر در بالاترین ماژول متفاوت است. این پروژه همچنین مزایای ساخت مدولار نسبت به روش‌های سنتی را نشان داد، از جمله ۳۰٪ صرفه‌جویی در زمان ساخت و ۸۰٪ کاهش ضایعات ساخت‌وساز.
یکی دیگر از ساختمان‌های مدولار در بریتانیا که در فهرست ده ساختمان بلندمرتبه مدولار جهان در جدول ۱ قرار دارد، Apex House در لندن است. این ساختمان ۲۹ طبقه شامل اقامتگاه دانشجویی است که دارای دو بال ۸ طبقه‌ای در دو سمت می‌باشد و با استفاده از سیستم‌ مدولار مرکزی در ساخت مدولار حجمی ساخته شده است. در مجموع ۶۷۹ ماژول در ۸ پیکربندی مختلف روی دال بتنی انتقال‌دهنده بار (transfer concrete slab) در طبقه دوم نصب شده‌اند. هر ماژول فولادی شامل ستون‌های گوشه‌ای ضخیم برای انتقال بارهای عمودی به فونداسیون است. ماژول‌های بزرگ‌تر با سازه‌های مهاربندی فولادی در انتهای دو بال برج نصب شدند، در حالی که ماژول‌های کوچکتر اطراف هسته بتنی (۷٫۵ متر مربع با ضخامت ۰٫۳ متر) قرار گرفتند. تمامی ماژول‌های فولادی با استفاده از جوشکاری در محل پروژه به یکدیگر متصل شده‌اند.

۲.۵ ساختمان‌های بلندمرتبه مدولار در ایالات متحده آمریکا
از نظر نوآوری و پیشرفت در ساخت‌ و ساز مدولار، آمریکای شمالی نسبت به کشورهایی مانند بریتانیا، استرالیا، سنگاپور و چین در رتبه پایین‌تری قرار دارد. اگرچه در سال‌های اخیر شاهد افزایش تعداد ساختمان‌های مدولار بلندمرتبه با بیش از ۱۰ طبقه و استفاده گسترده‌تر از ماژول‌های فولادی در آمریکا بوده‌ایم، اما تعداد ساختمان‌های مدولار با ارتفاع بیش از ۲۰ طبقه بسیار محدود است. تنها دو ساختمان مدولار تکمیل‌شده با بیش از ۲۰ طبقه شناسایی شده‌اند، از جمله برجB2 در نیویورک با ۳۲ طبقه که در سال ۲۰۱۶ تکمیل شده و در فهرست ده ساختمان بلندمرتبه مدولار جهان قرار دارد. پروژه برج B2 در نیویورک شامل ۳۶۳ واحد آپارتمانی است که در قالب یک ساختمان ۳۲ طبقه روی هم قرار گرفته‌اند.
با اتمام ساخت این برج در سال ۲۰۱۶، برج B2 به بلندترین ساختمان مدولار حجمی جهان تبدیل شد. ساختمان با استفاده از سیستم مدولار پودیوم ساخته شد؛ در این پروژه ۹۳۰ واحد مدولار فولادی بر روی سازه پودیوم قرار گرفتند. پودیوم شامل طبقات زیرزمین بتنی، دیوارهای پیرامونی بتنی و پایه فولادی است که به روش سنتی ساخته شده‌اند. برای مقاومت در برابر بار باد جانبی و بارهای زلزله، مجموعه‌ای از قاب‌های فولادی مهاربندی شده مورد استفاده قرار گرفت. یک قاب شاسی معمول مادول‌های فولادی، شامل ستون‌های مربع توخالی (SHS) با ابعاد معمول ۱۵۰×۱۵۰ میلی‌متر، تیرهای کف مستطیل توخالی (RHS) با ابعاد معمول ۲۰۰×۱۰۰ میلی‌متر، تیرهای سقف RHS با ابعاد ۱۰۰×۱۰۰ میلی‌متر و ستون‌های میانی RHS با ابعاد ۵۰×۷۵ میلی‌متر است. سیستم کف و سقف ماژول‌ها نیز از فولاد ساخته شده‌اند، بنابراین وزن ماژول‌ها نسبت به نمونه‌های بتنی سنتی ۶۵٪ سبک‌تر است. به دلیل اختلاف بین سرمایه‌گذار و شریک پروژه، ساخت برج با تاخیر مواجه شد و ساخت آن حدود چهار سال طول کشید.

منبع مقاله:
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2352012420305476