چگونه می‌توان  مانع از از بین رفتن ساختمان ها هنگام وقوع زلزله شد؟

در 21 مارس 2023 در ساعت 22:21 شب، شدید زمین لرزه شدیدی در دهلی احساس شد. کانون این زمین لرزه افغانستان و به بزرگی 6.6 ریشتر بوده است.

به گفته مرکز ملی لرزه نگاری (NCS)، کانون این زمین لرزه در 133 کیلومتری جنوب-جنوب شرقی فیض آباد افغانستان و عمق کانونی آن 156 کیلومتر بوده است. ترکمنستان، هند، قزاقستان، پاکستان، تاجیکستان، ازبکستان، چین، افغانستان و قرقیزستان برای مدت طولانی پس لرزه‌ های پیاپی داشتند.

در افغانستان 13 نفر و پاکستان 11 نفر کشته و صدها نفر زخمی شده اند. در طول شب، مردم در شمال استان خیبر پختونخوا در وضعیت اضطراری قرار گرفتند.

جی ال گوتام، رئیس دفتر و دانشمند مرکز ملی لرزه نگاری، گفت: «همانطور که می دانیم صفحه هند و استرالیا در حال برخورد با صفحه اوراسیا است و این زلزله در آن منطقه اتفاق افتاده است.

منطقه HKH از نظر لرزه شناسی بسیار فعال است. دلیل اینکه مردم شمال غربی هند و دهلی آن را برای مدت نسبتاً طولانی تری احساس کردند به دلیل عمق آن است. عمق گسل بیش از 150 کیلومتر است بنابراین ابتدا امواج اولیه و سپس امواج ثانویه احساس شدند. در حال حاضر پس لرزه ها محتمل است اما می توانند پیش بینی شود.»

ایجاد ساختمان های مقاوم در برابر زلزله: اهمیت و فرآیند

توانایی یک ساختمان در مقاومت در برابر زلزله به عوامل مختلفی بستگی دارد. این عوامل شامل ساختار، متریال مورد استفاده و طراحی هستند. همچنین فرآیند ساخت و ساز نقش مهمی در ایجاد ساختمان های مقاوم در برابر زلزله دارد.

در زمان ‌های گذشته، ساختمان ‌ها نزدیکتر به سطح زمین ساخته می ‌شدند. به عمق زیادی نمی رسیدند. برای جلوگیری از آسیب بیش از حد، می توان به فضاهای باز رفت. با این حال، آسمان خراش های فعلی در نزدیکی یکدیگر قرار گرفته ‌اند. چاره ای جز ایجاد ساختمان های مقاوم در برابر زلزله باقی نمانده است. در نهایت، ساختار باید در برابر بلای طبیعی مقاومت کند.

زلزله تصویر مثبتی را در ذهن هیچکس ترسیم نمی کند. در واقع زلزله یکی از مخرب ترین نیروهاست. امواج لرزه ای زمین به راحتی می تواند جان انسان ها را بگیرد. علاوه بر این، زلزله ها ساختمان ها را تخریب می کنند و هزینه های هنگفتی برای تعمیر وارد می کنند.

مهندسان و معماران در تلاش هستند تا فناوری های جدیدتری را ارائه دهند. چندین طرح برای سازه های مقاوم در برابر زلزله ارائه شده است. بیایید با ایجاد ساختمان های مقاوم در برابر زلزله بیشتر آشنا شویم.

زلزله چگونه بر ساختمان ها اثر می گذارد؟

در این مقاله با ویژگی های ساختمان های مقاوم در برابر زلزله آشنا می‌شویم. علاوه بر این، نگاهی به نحوه ساخت ساختمان های مقاوم در برابر زلزله خواهیم داشت. اما ابتدا، بیایید درک کنیم که چگونه زمین لرزه بر ساخت و سازهای دست ساز تأثیر می‌گذارد.

هنگام وقوع زلزله، انرژی ایجاد شده توسط نیرو در زمین حرکت می‌کند و آن را تکان می‌دهد. نیرو در فواصل کوتاه و سریع در همه جهات پخش می‌شود.

ساختمان ها به گونه ای ساخته شده اند که در برابر نیروهای عمودی مانند باد و باران مقاومت کنند. متأسفانه، آن ها نمی‌توانند نیروهای جانبی را که در اثر زلزله ساطع می‌شود، کنترل کنند.

امواج افقی منجر به ارتعاش می شود. آنها بر ستون ها، دیوارها، کف ها، اتصال دهنده ها و تیرهای ساختمان تأثیر می گذارند. نابرابری در حرکت بالا و پایین ساختمان به وجود می آید. که استرس شدیدی بر ساخت و ساز وارد می کند. سپس منجر به پارگی در چارچوب نگهدارنده می شود. ساختمان در نهایت فرو می ریزد. بنابراین ساختمان های مقاوم در برابر زلزله نیاز روز هستند.

دلایل فرو ریختن ساختمان ها در هنگام زلزله

در اینجا چند دلیل عمده برای فرو ریختن ساختمان ها در هنگام زلزله آورده شده است.

• شالوده ضعیف:

  این یکی از دلایل اصلی فرو ریختن ساختمان ها در هنگام زلزله است. ساختمان هایی که برای مقاومت در برابر نیروهای جانبی طراحی نشده اند به دلیل تنش های لرزه ای ناشی از زلزله بیشتر در معرض سقوط هستند.

• خاک نرم:

  گاهی اوقات نیروهای جانبی تحمیل شده توسط زلزله به حدی است که زمین را تکان داده و خاک نرم را به توده ای از ماسه تبدیل می‌کند و ظرفیت تحمل وزن آن را کاهش می‌دهد. ساختمان هایی که با چنین مصالح نرمی ساخته می‌شوند در هنگام زلزله بیشتر در معرض سقوط هستند.

• خرابی سازه:

  ساختمان هایی با فضاهای باز بزرگ و ارتفاع از کف به کف ساختمان های طبقه نرم نامیده می شوند. به دلیل حداقل دیوارهای برشی طراحی شده در فضاهای داخلی، این ساختمان ها فضای دست نخورده کمتری دارند و در هنگام زلزله بیشتر مستعد فرو ریختن هستند. در بیشتر موارد، طبقات پایینی چنین ساختمان هایی فرو ریخته و طبقات بالایی دست نخورده باقی می‌مانند.

آیا ساختمان ها می‌توانند واقعاً ضد زلزله باشند؟

ساختمان های 100 درصد مقاوم در برابر زلزله در هیچ کجای دنیا وجود ندارند. مهندسان و باستان شناسان هنوز در حال تلاش برای یافتن چیزی هستند که قوی تر از زمین باشد.

فرآیندهای طراحی با پشتوانه علمی بر دانشی که ما در مورد زلزله به دست آورده ایم، سرمایه گذاری می کند. این دانش به ما توانایی ایجاد ساختمان های مقاوم در برابر زلزله را داده است. اثرات بلایایی مانند زلزله را می توان به خوبی کنترل کرد. به خصوص با ایجاد ساختمان های مقاوم در برابر زلزله.

چگونه ساختمان های مقاوم در برابر زلزله بسازیم؟

توانایی یک ساختمان در مقاومت در برابر زلزله به عوامل مختلفی بستگی دارد. این عوامل شامل ساختار، مواد مورد استفاده و طراحی هستند. همچنین فرآیند ساخت و ساز در ایجاد ساختمان های مقاوم در برابر زلزله نقش دارد.

سازه هایی که معمولاً برای مقاومت در برابر نیروی زلزله طراحی می‌شوند، طرح اولیه متفاوتی دارند. این سازه های مقاوم در برابر زلزله با مصالح و تیرهای خاصی ساخته شده اند.

این امر برای جذب امواج ضربه ای این زمین لرزه ها است. مصالح و تیرهای ساختمان های مقاوم در برابر زلزله امواج ضربه ای این زلزله ها را جذب می‌کنند. علاوه بر این، زلزله ‌ها امواجی را آزاد می‌‌کنند که از جهت خاصی به ساختمان ‌ها فشار می‌ آورند. بنابراین، این طرح شامل فشار ساخت و ساز ساختمان های مقاوم در برابر زلزله در جهت مخالف است.

در زیر چند روش برای مقاوم سازی ساختمان ها در برابر زلزله آورده شده است:

1. ایجاد یک فوندانسیون قابل انعطاف:

   این یکی از راه های ایجاد ساختمان های مقاوم در برابر زلزله است. اگر می‌خواهید در برابر امواج نیروی زلزله مقاومت کنید، از فوندانسیون ساختمان را بالاتر از سطح زمین ببرید. این کار از طریق عملی به نام جداسازی پایه انجام می‌شود. جداسازی پایه فرآیندی است که شامل ایجاد ساختمان های مقاوم در برابر زلزله در بالای لنت های انعطاف پذیر است.

2. علاوه بر این، چنین لنت هایی معمولاً از لاستیک، فولاد و سرب ساخته می شوند. بنابراین، هنگامی که پایه ساختمان در هنگام زلزله حرکت می‌کند، جداکننده های زیر آن حرکت می‌کنند. در همین حال، کل ساختار ساختمان ثابت می‌ماند. این روش در جذب امواج لرزه ای موثر است. آنها را از حرکت بیشتر در ساختمان محدود می‌کند. از این رو ساختمان ها را به سازه های مقاوم در برابر زلزله تبدیل می‌کند.

3. تقویت سازه ساختمان ها:

   راه دیگری برای ایجاد ساختمان های مقاوم در برابر زلزله وجود دارد. این کار با تقویت ساختار آنها صورت می‌پذیرد. سازه‌ ها برای مقاومت در برابر تصادفات، باید انرژی را که در هنگام زلزله از طریق آنها عبور می ‌کند سازماندهی کنند.

4. برای ایجاد ساختمان های مقاوم در برابر زلزله می‌توانید از مهاربندها و دیوارهای برشی متقاطع استفاده کنید. چارچوب ها و دیافراگم های مقاوم در برابر تکان های لحظه ای نیز برای تقویت ساختمان مهم هستند.

5. دیوارهای برشی:

   دیوارهای برشی فناوری موثر ساختمان هستند. آنها می توانند به انتقال امواج ضربه ای زلزله کمک کنند. این دیوارها از چندین پانل ساخته شده اند. آن ها به ساختمان کمک می‌کنند تا شکل خود را در هنگام زلزله حفظ کند.

6. این دیوارها اغلب توسط بادبندهای متقاطع مورب پشتیبانی می شوند. این بادبندها از فولاد ساخته شده اند. اینها کشش و فشرده سازی را حفظ می کنند. این امر به جلوگیری از فشار کمک می‌کند.

7. چارچوب های مقاومت لحظه ‌ای:

   چارچوب های مقاومت لحظه ‌ای انعطاف بیشتری به طراحی ساختمان می‌دهند. این سازه در میان درزهای سازه ها قرار می گیرد. علاوه بر این، به تیرها و ستون ها اجازه می دهد تا خم شوند. در همین حال، جوینت ها خود محکم باقی می‌مانند. بنابراین سازه ها قادر به مقاومت در برابر امواج ضربه ای ناشی از زلزله هستند.

8. دیافراگم ها:

   دیافراگم ها نیز قطعه مرکزی سازه ساختمانی هستند. سقف ها، کف ها، و ساختمان را روی سازه قرار می دهند. این به خلاص شدن از تنش از روی زمین کمک می‌کند. در کنار آن، به از بین بردن تنش از نیروهای فشار به بافت عمودی ساختمان نیز کمک می‌کند.

9. ساختمان ها را از ارتعاشات محافظت کنید:

   راه دیگر برای ایجاد ساختمان های مقاوم در برابر زلزله، هدایت مجدد انرژی ناشی از زلزله است. تمرکز فقط بر روی متوازن کردن نیروها نیست. محققان در تلاشند تا راه ‌هایی بیابند که ساختمان‌ ها بتوانند انرژی امواج ضربه ‌ای را به طور کلی منحرف کنند و مسیر آن را تغییر دهند.

روش ساخت سازه های مقاوم در برابر زلزله را پوشش نامرئی لرزه ای می نامند. این فرآیند شامل پوششی از 100 حلقه بتنی و پلاستیک متحدالمرکز است. سپس در زیر شالوده ساختمان دفن می شود. همچنین، پوشش نامرئی لرزه ای باید حداقل سه فوت زیر پایه باشد.

یک ایده خلاقانه در پشت این قضیه وجود دارد. هنگامی که امواج زلزله وارد حلقه ها می‌شد، سهولت سفر آنها را مجبور می‌کرد از طریق حلقه های بیرونی حرکت کنند. بنابراین در نتیجه امواج از ساختمان دور می شوند. سپس آنها در زمین پراکنده می‌شوند.

متریال مقاوم در برابر زلزله

ایجاد ساختمان های مقاوم در برابر زلزله با استفاده از مصالح مقاوم بسیار مهم است. آنها می توانند از ایجاد اختلال در ساختار ساختمان توسط امواج شوک جلوگیری کنند. بنابراین کمک فنرها، آونگ ها و روپوش های نامرئی مهم هستند. آنها به تغییر جهت نیروها کمک می‌کنند.

برای ساخت سازه های مقاوم در برابر زلزله، باید مصالحی را که در ساخت سازه ها استفاده می‌شود، مورد توجه جدی قرار داد. مصالح معمولی مورد استفاده برای ایجاد ساختمان های مقاوم در برابر زلزله در زیر آورده شده است.

1. چوب و فولاد: برای اینکه یک ماده در برابر لرزش و کشش مقاومت کند، باید شکل پذیری بالایی داشته باشد. به این معنی که توانایی تحمل تغییر شکل و استرس زیادی را دارد. سازه های مدرن اغلب با فولاد سازه ای ساخته می‌شوند.

این یک جزء است که در اشکال مختلف وجود دارد. فولاد سازه ای اجازه می‌دهد تا ساختمان ها بدون شکستگی خم شوند. علاوه بر این، چوب یک ماده نسبتاً انعطاف پذیر است. این به دلیل استحکام بالای آن است. بعلاوه، ساختاری سبک نیز دارد

2. مواد نوآورانه: دانشمندان در حال ساخت مواد جدیدتری هستند که حتی توانایی حفظ شکل بیشتری دارند. نوآوری ‌های جدیدی مانند آلیاژ حافظه ‌دار شکل ظاهر شده ‌اند. آلیاژ حافظه شکل قدرت تحمل تنش شدید را دارد. علاوه بر این، به شکل اولیه خود باز می‌گردد.

روکش های پلاستیکی تقویت شده با الیاف از پلیمرهای متعدد ساخته شده اند. آنها را می‌توان دور ستون های ساختمان پیچید. 38 درصد از استحکام اولیه خود را همراه با انعطاف پذیری ارائه می‌دهد.

سخن پایانی در مورد ساختمان های مقاوم در برابر زلزله

بدون شک داشتن یک ساختمان ضد زلزله کاملا غیرممکن است. پیشرفت های اخیر در علم و فناوری وجود داشته است. بنابراین، مواد و طرح ‌های خاصی می‌‌توانند اثرات این گونه بلایای طبیعی را کاهش دهند.

داشتن پی مستحکم و منعطف یکی از حیاتی ترین مراحل برای ایجاد چنین سازه های مقاومی در برابر زلزله است. یک جنبه ضروری دیگر نیز وجود دارد که شامل مقاوم سازی سازه ها با مصالح خاص و اشکال مثلثی است.

روی هم رفته داشتن یک ساختمان مقاوم در برابر زلزله کاملا ضروری است. چنین سازه هایی می‌توانند ایمنی کامل را برای شما و عزیزانتان تضمین کنند.

مطالب ذکر شده در شهرک سازی نیز بسیار مفید هستند و کاربرد‌های فراوانی دارند.