زمین‌لرزه به عنوان یکی از خطرناک‌ترین پدیده‌های طبیعی شناخته می‌شود و چنانچه تدابیر مناسبی برای مقابله با آن اندیشیده نشود می‌تواند خسارت‌های مالی و جانی جبران‌ناپذیری به وجود بیاورد. امروزه با پیشرفت علوم و تکنولوژی‌های مختلف می‌توان از مواد و مصالح متعدد و مدرنی در صنعت ساختمان‌سازی استفاده کرد و بسیاری از خطرات و خسارت‌های ناشی از چنین پدیده‌هایی را به حداقل رساند. امروزه استفاده از مواد و مصالحی همچون یونولیت سقفی، فولاد، بتن و … در صنعت ساختمان رواج بالایی داشته و این مصالح می‌توانند در افزایش ایمنی سازه، افزایش طول عمر، افزایش سرعت ساخت و ساز، کاهش هزینه‌ها و کاهش خطرات بسیار مؤثر باشند. در ادامه مطلب به بررسی نحوه ساخت ساختمان ضد زلزله پرداخته خواهد شد.
تأثیر زلزله بر ساختمان ها
موج‌هایی که در اثر زمین‌لرزه‌ایجاد می‌شوند می‌توانند به سادگی سازه‌ها را دچار تخریب و آسیب کرده و خطرات جانی و مالی متعددی برای افراد ایجاد کنند. هر ساله در نقاط مختلف جهان زلزله‌های زیادی رخ می‌دهد و می‌تواند آسیب‌ها و خسارت‌های مالی و جانی زیادی به بار بیاورد. به صورت کلی زلزله می‌تواند یک نیروی افقی به سازه منتقل کند و چنانچه سازه از استحکام و ایمنی کافی برخوردار نباشد به سادگی دچار تخریب می‌شود.
در اصل زمانی که زمین‌لرزه رخ می‌دهد موج‌های متعددی در جهات مختلف و با سرعت‌های متفاوت به ساختمان برخورد می‌کند و اگر ساختمان قادر به تحمل این موج‌ها نباشد تخریبخواهد شد. ساختمان‌ها معمولاً برای تحمل بارهای عمودی ناشی از وزن مصالح و نیروی جاذبه طراحی می‌شوند و در برابر نیروهای جانبی مقاومت کمی دارند و همین امر موجب می‌شود بار افقی ناشی از زلزله دیوارها، سقف، ستون و … را به لرزه دربیاورد و در نهایت اختلاف میزان جابه‌جایی سازه در بالا و پایین آن موجب آسیب و یا حتی تخریب می‌گردد.
راهکارهای ساخت ساختمان ضد زلزله
امروزه تکنولوژی‌ها و مصالح مدرن متعددی وجود دارند که می‌توانند در جهت افزایش استحکام و ایمنی سازه‌ها به کار گرفته شوند. ازآنجایی‌که زلزله می‌تواند انرژی زیادی به سمت سازه آزاد کند باید استراتژی‌های مناسبی برای مقابله با آن به کار برد به‌گونه‌ای که ساختمان بتواند در جهت مخالف با امواج فشاری را وارد کند. از جمله بهترین راهکارهای ساختن یک ساختمان ضد زلزله می‌توان به موارد زیر اشاره داشت:
-
طراحی فونداسیون انعطاف‌پذیر
فونداسیون از اصلی‌ترین و مهم‌ترین بخش‌های ساختمان است و اگر به‌گونه‌ای طراحی شود که سازه بر روی پدهای منعطف قرار بگیرد، ساختمان در زمان بروز زلزله و وارد شدن بارهای افقی دچار تخریب و آسیب نخواهد شد. ساختن فونداسیون در بالای زمین از روش‌های مناسب مقاوم‌سازی ساختمان در برابر زلزله است. در این روش پایه‌های ساختمان روی پدهای انعطاف‌پذیری از جنس فولاد و یا لاستیک بنا خواهند شد و زمانی که بار لرزه‌ای به سازه وارد شود، این ساختار به حرکت درمی‌آید و هیچ آسیب و تخریبی به بدنه سازه اصلی وارد نمی‌شود. در مقاله دیگری از سایت مادفوم به بررسی کامل یونولیت دیواری کاربردها، ویژگی‌ها، مزایا و معایب آن پرداخته شده که می‌تواند اطلاعات مفیدی در اختیار خواننده قرار بدهد.
-
پوشش نامرئی لرزه‌ای
روش دیگری که برای افزایش استحکام سازه و ساختمان ضد زلزله می‌تواند کاربردی باشد پوشش نامرئی لرزه‌ای است. در این روش به جای آنکه انرژی زلزله خنثی شود، بار لرزه‌ای ناشی از آن منحرف خواهد شد. در حقیقت در این روش امواج لرزه‌ای به جای برخورد با سازه به یک سری حلقه‌های بیرونی که پیرامون سازه تعبیه می‌شوند برخورد کرده و مجدداً به زمین منتقل خواهند شد.
-
مقابله با نیروی گریز از مرکز
از دیگر مواردی که می‌تواند در افزایش استحکام و ایمنی ساختمان مؤثر باشد مقابله با نیروی گریز از مرکز است. در ساختمان‌ها می‌توان از میراگر برای این منظور استفاده کرد و میزان شوک موج ناشی از زلزله را کاهش داد. در حقیقت میراگر باعث می‌شود که امواج با شدت کمتری به سازه وارد شوند. میراگر می‌تواند شدت امواج را به دو شیوه کاهش داد.
دستگاه کنترل ارتعاش: در این روش دمپرهایی در هر قسمت از ساختمان بین ستون و تیر قرار گرفته و زمانی که زلزله رخ دهد انرژی رها شده در اثر زلزله به گرما تبدیل شده و نیروی ارتعاشات از بین خواهد رفت.
پاندول قدرت: در این روش یک توپ بزرگ و سنگین با استفاده از کابل‌های فولادی در سازه معلق خواهد شد شود و زمانی که سازه در اثر زلزله نوسان کند این توپ مانند یک آونگ عمل کرده و در جهت مخالف شروع به حرکت می‌کند. این روش بیشتر در برج‌ها کاربرد دارد.
-
تقویت ساختار ساختمان
راهکار دیگری که می‌تواند در ساختمان ضد زلزله خصوصاً ساختمان‌های معمولی و مسکونی مؤثر باشد تقویت ساختار آن است. در اصل یک ساختمان ضد زلزله باید شامل دیوار برشی، بادبند، سیستم‌های باربر جانبی و … باشد تا بتواند در برابر زمین‌لرزه مقاومت مناسبی داشته باشد. از جمله رایج‌ترین و کاربردی‌ترین روش‌های تقویت ساختار ساختمان می‌توان به مواردی همچون ساخت ساختمانی با اسکلت بتنی، توجه به پی ساختمان، مقاوم‌سازی ساختمان با جداساز لرزه‌ای، مقاوم‌سازی ساختمان با استفاده از میراگر یا دمپر، مقاوم‌سازی ساختمان با اضافه نمودن جدا گرهای لرزه‌ای، مقاوم‌سازی سازه با استفاده از ژاکت‌های فلزی و بتنی، حذف بارهای اضافه و غیرضروری به خصوص در مناطق زلزله‌خیز، مقاوم‌سازی دیوار به روش FRP (الیاف کربن یا الیاف شیشه) و … اشاره کرد.
ویژگی‌های یک ساختمان ضد زلزله
راهکارها و شیوه‌های متعددی برای افزایش مقاومت سازه در برابر زلزله وجود دارد و هر کدام از این روش‌ها می‌توانند برای ساختمان‌هایی با کاربری‌های مختلف مناسب باشند. از جمله مهم‌ترین ویژگی‌های یک ساختمان ضد زلزله می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- سبک بودن ساختمان
- استفاده از مصالح مدرن مانند ورق عایق پلاستوفوم، بتن و … در ساخت ساختمان و استفاده از فناوری‌های جدید
- توجه و اهمیت دادن به اتصالات صحیح برای تحمل لرزش‌های ناشی از زلزله
- انعطاف‌پذیری در ساختمان در زمان وارد شدن فشار و وزن بالا
- نظم در ساخت و ساز
- بهره‌گیری از نقشه‌های اصولی، استاندارد و مهندسی و …
