مصالح ساختمانی کارآمد در مقابله با زلزله را بشناسیم

مقدمه

زلزله یکی از حوادث طبیعی است که غیر قابل پیش بینی بوده و تنها می توان به اطلاعاتی درباره گسل ها و شهرهای زلزله خیز دست پیدا کرد. بنابراین  باید در ساخت بناهای جدید خصوصاً در مناطق و شهرهای زلزله خیز از مصالح مقاوم در برابر این حادثه ی طبیعی استفاده نمود.

برای مقاوم سازی بنا در برابر زلزله باید عواملی زیر را در نظر گرفت و رعایت نمود :

  • ارتفاع ساختمان:

    در حالت کلی ساختمان ها با ارتفاع کمتر مقاومت بیشتری در برابر زلزله دارند و بر اثر ارتعاش زمین تکان کمتری می خورند.

اما در ساختمان ها ی مرتفع ارتعاش از سمت زمین به این ساختمان ها بسیار بالا بوده و ستون های آن فشار بیشتری تحمل می کند، اما این موضوع در همه ساختمان های بلند صدق نمی کند و امروزه ساختمان های بسیار بلندی در دنیا ساخته شده اند که مقاومت بسیار بالایی در برابر زلزله دارند مانند ساختمان های مرتفع برج العرب و برج خلیفه در دبی و برج های پتروناس در کوالا لامپور که در برابر زلزله مقاوم هستند.

  • فونداسیون:

    آرماتوربندی ( یکی از اصول مهندسی در اجرای سازه ی بتنی می باشد که تا حد زیادی بر استحکام سازه تاثیر می گذارد). یکی از اصلی ترین و بهترین شیوه های مقاومت کردن ساختمان در برابر زلزله است. امروزه با وجود حجم ساختمان ها و احتمال وقوع زلزله آرماتورهای مختلف با اندازه های مختلفی پیاده می شوند که سازه بتنی را به زمین متصل می کنند و همین امر باعث می شود سازه بتنی یکپارچه شود و در برابر تکان های شدید به راحتی جدا نشود.

    همچنین هرچه اندازه ی میلگرد های استفاده شده در آرماتور بزرگتر باشند استحکام سازه بیشتر می شود. همچنین می توان از ضخامت جاذب سرب و پلاستیک بین فونداسیون و ستون ها استفاده کرد و از این طریق ارتعاش را جذب کرد و این جذب ارتعاش باعث می شود در هنگام زلزله سازه نسبتاً ثابت باقی بماند.

  • مواد ساختاری سازه :

    مواد خاصی در ساخت زیر ساخت های یک ساختمان به کار می رود که باعث می شود این مواد ارتعاشات ناشی از زلزله را جذب کند و استحکام سازه را بالا ببرند. بتن به عنوان ماده اولیه و چوب به عنوان ماده ثانویه مواد اصلی هستند که در بسیاری از کشورهای دنیا برای مقاوم کردن سازه استفاده می شوند. هنگامی که از بتن به عنوان زیرساخت استفاده می شود باید از اسلب های بتنی یا فولادی در تقویت آن استفاده شود و هنگامی که از چوب در زیرساخت استفاده می شود باید از اتصال مناسب و کامل آن به فونداسیون اطمینان حاصل کرد.

  • سقف :

سقف اصلی ترین بخش ساختمان در برابر زلزله است و بیشترین آسیب ها در هنگام وقوع زلزله به دلیل سقوط سقف به وجود می آید. و اگر سقف ساختار صحیح داشته باشد می تواند نیروی زلزله را نگه دارد. بهترین شیوه برای ساختار سقف مناسب سازه های بتنی استفاده از مواد سبک مانند : فوم یا یونولیت – بلوک های سبک – بلوک های هوادار می باشد.

  • استفاده از لوله های منعطف :

    یکی از آسیب هایی که در هنگام زلزله به سازه وارد می شود شکستن لوله ها ی انتقال آب و گاز است و برای جلوگیری از این موضوع باید لوله های منعطف که تحت تنش به راحتی کج می شوند و دچار شکستگی نمی شوند را جایگزین لوله های سیمانی و فلزی نمود. لوله های پلاستیکی و PVC  میتوانند گزینه مناسبی باشد.

  • محکم کردن تجهیزات و مبلمان :

    آخرین راه کاری که باید در ایمنی ساختمان در هنگام وقوع زلزله به آن توجه شود، محکم نگه داشتن مبلمان منزل به وسیله پیچ و مهره می باشد زیرا پس لرزه ها به مراتب بیشتر از زلزله اصلی هستند و ممکن است این پس لرزه ها آسیب جدی به ساختمان و وسایل منزل وارد کنند.

در پایان این مقاله می خواهیم به پنج ساختمانی که به دلیل طراحی خاص و حیرت انگیز در برابر زلزله مقاوم هستند بپردازیم :

  • فیلیپین آرنا ( Philippine arena ) : این محوطه سرپوشیده یکی از مهم ترین جاذبه های توریستی بالاکان فیلیپین که در جولای 2014 افتتاح گردید. زمین لرزه های کشور فیلیپین به اعداد بالا و ترسناکی تا حدود 2/8 ریشتر رسیده است زیرا این کشور در امتداد حلقه آتش اقیانوس آرام و خطرناک ترین و فعال ترین گسل های روی کره زمین قرار دارد. سقف این استادیوم در ارتفاع 165 متری قرار گرفته و طراحی شیبدار آن باعث شده است که در برابر شدید ترین حوادث طبیعی از جمله زلزله مقاوم باشد. تمام سازه های اصلی استادیوم به شکل ایزوله است، یعنی پایه ها هنگام زلزله به صورت مستقل عمل می کنند و مانع از انتقال تکانه به قسمت های دیگر سازه میشوند. همچنین استفاده از بلبرینگ های سربی در فونداسیون این سازه باعث شده است تا مقاومت زیادی در برابر زلزله از  خود نشان دهد.
  • تایپه 101 ( 101 Taipei) : این آسمان خراش 101 طبقه ای که در کشور تایوان وجود دارد بزرگترین دامپر تنظیم کننده حرکت در جهان است. توپ عظیم الجثه ای که در فراز برج قرار دارد با سیستم مشابه پاندول با حرکت در خلاف جهت تکانه ناشی از طوفان و زلزله را شدیداً کاهش می دهد.
  • برج خلیفه ( Burj Khalifa) : این برج بلندترین برج جهان به ارتفاع 828 متر در کشور امارات و شهر دبی می باشد. این برج بر خلاف ارتفاع بلندی که دارد در برابر زلزله مقاومت مناسبی را دارا می باشد ، کل برج از طبقات مکانیکی ساخته شده است که دیواره های بیرونی ستون های حامل را به دیوارهای داخلی متصل می کند و همین ستون های حامل بار مقاومت جانبی ساختمان را افزایش می دهند و از تنش های لرزه ای جلوگیری می کنند.
  • برج ترانس آمریکا (Transamerica) : این ساختمان در ایالت کالیفرنیا شهر سانفرانسیسکو آمریکا و نزدیکی گسل خطرناک سن آندریاس قرار دارد. پی این ساختمان که در سال 1972 ساخته شد به گونه ای می باشد که بار های لرزه ای را به جای انتشار به بالا در سطح گسترش می دهد به طوری که در سال 1989 زلزله ای به وسعت 9/6 ریشتر در سانفرانسیسکو به وقوع پیوست و باعث شد برج ترانس آمریکا بیش از 1دقیقه بلرزد اما هیچ صدمه ای در این زلزله ندید.
  • فرودگاه صبیحه گوکچن (Sabiha Gökçen) : این فرودگاه در شهر توریستی استانبول در نزدیکی گسل آناتولی شمالی واقع می باشد که برای مقاومت این بنا در برابر زلزله بیش از 300 سیستم جداکننده پایه را بکار برده اند زیرا جداکننده های پایه می توانند شدت لرزه های وارد به پی و طبقات را تا 80 % کاهش دهند و به این ترتیب این فرودگاه می تواند تا 8 ریشتر زلزله را تحمل کند.

همچنین پیشتر مقاله ای با عنوان ” کاهش ایمنی سازه‌ها در برابر زلزله علی‌رغم افزایش ساختمان‌های اسکلتی ” در خصوص زلزله نوشته ایم که میتوانید با کلیک اینجا  آن را مطالعه کنید