مقاله تحلیلی: چگونه سازه‌ های مقاوم در برابر زلزله بسازیم؟

زلزله به‌صورت تکان‌های سریع زمین در نتیجه تغییر مکان صفحات سنگی و تکتونیکی زیرِ زمین تعریف می‌شود. با اینکه زمین به نظر جامد است اما بالاترین پوسته زمین عمق زیادی دارد و بنابراین پریودهای طولانی منجر به ایجاد فشار در صفحات و شکاف‌ها می‌شود.

با اعمال فشار و انعکاس ارتعاشات لرزه‌ای و تکان‌های شدید به سطح زمین، منطقه گسترده‌ای به‌سرعت تحت تأثیر این پدیده قرار می‌گیرد. پس از لرزش‌های اولیه، پس‌لرزه‌هایی اتفاق می‌افتد که منجر به خسارت و آسیب بیشتری می‌شوند.

برای کاهش خسارت و حفظ ایمنی افراد،‌ ساختمان‌ها باید به‌گونه‌ای ساخته شوند که بتوانند در مقابل حرکات و تغییر مکان‌های ناشی از زلزله مقاومت کنند. طراحی ساختمان‌های مقاوم در برابر زلزله باید با در نظرگیری عوامل زیر که همگی بر یکپارچگی سازه اثرگذار هستند، انجام شود:

• سختی و مقاومت
• منظم بودن
• افزونگی
• فونداسیون
• مسیرهای بار

 سختی و مقاومت: هنگام طراحی یک سازه مقاوم در برابر زلزله، این متخصصان ایمنی هستند که بر سختی و مقاومت عمودی و جانبی (به‌طور خاص) تأکید دارند. سازه‌ها ممکن است در معرض جابجایی‌های عمودی، افقی و جانبی ناشی از زمین‌لرزه قرار گیرند.

درصورتی‌که حین طراحی یک سازه، فاکتور مقاومت در برابر زلزله لحاظ نشود، ساختمان به دلیل ایجاد نیروهای لرزه‌ای دچار نوسان به سمت راست و چپ می‌شود و به‌سرعت پایداری خود را از دست می‌دهد.

منظم بودن: این مشخصه با حرکت ساختمان در راستای جانبی در ارتباط است. ساختمان باید به‌گونه‌ای طراحی شود که حین زمین‌لرزه حرکت یکنواختی داشته باشد. در این صورت است که انرژی لرزه‌ای اتلاف و از انباشتگی نیروی لرزه‌ای در یک سمت از سازه جلوگیری می‌شود. اگر ساختمان نامنظم باشد،‌ هنگام وقوع زمین‌لرزه سازه دچار تنش‌هایی می‌شود که خود منجر به آسیب متمرکز در قسمتی از سازه می‌گردد.

افزونگی: این مورد، یک فاکتور مهم در بحث ایمنی سازه است. با استفاده از این فاکتور می‌توان حالت‌هایی را که ممکن است یک سازه دچار فروپاشی شود، بررسی کرد. لحاظ کردن این فاکتور ممکن است منجر به افزایش هزینه‌های ساخت شود. با این وجود اهمیت این عامل هنگام وقوع فجایع طبیعی مانند زمین‌لرزه مشخص می‌شود. درصورتی‌که مقاومت و جرم سازه به‌صورت یکنواخت در کل سازه توزیع شود،‌ مقاومت تنها به یک عامل وابسته نخواهد بود.

فونداسیون: صرف‌نظر از خطرات فجایع طبیعی، فونداسیون پایدار یکی از ویژگی‌های حیاتی ساخت یک سازه بزرگ محسوب می‌شود. برای اینکه سازه عمر زیادی داشته باشد، فونداسیون عامل مهمی محسوب می‌شود. برای اینکه سازه بتواند در برابر نیروهای لرزه‌ای قوی مقاومت کند باید فونداسیون محکمی داشته باشد. از آنجا که مناطق مختلف خصوصیات منحصربه‌فردی دارند، مقاوم‌سازی فونداسیون در هر منطقه متفاوت خواهد بود. به همین دلیل لازم است متخصصان قبل از شروع عملیات ساخت‌وساز، عکس‌العمل‌ها و حرکات زمین را بررسی کنند. تنها سازه‌هایی که فونداسیون عمیق دارند و یا در ساخت فونداسیون آن از شمع استفاده شده، می‌توانند در برابر زلزله‌های شدید مقاومت کنند.

مسیر پیوسته بار: المان‌های سازه‌ای و غیر سازه‌ای باید به هم متصل باشند تا نیروهای اینرسی اتلاف شوند. این موضوع به مسیر پیوسته بار اشاره دارد که باید هنگام طراحی مدنظر معماران و مهندسان باشد. اگر اتصال این المان‌ها در کل سازه به‌درستی صورت نگرفته باشد با وقوع زمین‌لرزه هرکدام از المان‌ها تغییر مکان‌های جداگانه‌ای را تجربه خواهند کرد که همین منجر به فروپاشی سازه می‌شود. تنها درصورتی‌که مسیر بار به‌درستی طراحی شده باشد، سازه می‌تواند تکان‌های قدرتمند زلزله را تحمل کند.

 منبع

 نوشته شده توسط تیم مترجمین موسسه 808

 اگر دوست دارید به تیم مترجمین 808 بپیوندید، با ما تماس بگیرید.

دریافت فایل PDF مقاله برای اعضای VIP رایگان است. سایر کاربران با پرداخت ۵۰۰ تومان می توانند اقدام به دریافت این فایل کنند.