هر سال به‌طور متوسط ۲۰ هزار زمین لرزه رخ می‌دهد که ۱۶ مورد از آن‌ها بلایای بزرگ هستند. در چند دهه گذشته، مهندسان طرح‌ها و مصالح ساختمانی جدیدی را برای تجهیز بهتر ساختمان‌ها برای مقاومت در برابر زلزله معرفی کرده‌اند، اما چگونه یک ساختمان را در برابر زلزله مقاوم بسازیم؟
فناوری جدید برای مقاوم‌سازی ساختمان‌های غیرمقاوم در برابر زلزله می‌تواند از آسیب‌های عمده در سکونتگاه‌های قدیمی جلوگیری کند. محققان راه‌حلی برای مقاوم‌سازی ساختمان‌های قدیمی غیرمقاوم در برابر زلزله با فناوری یافته‌اند که می‌تواند از آسیب‌های عمده به چنین ساختمان‌هایی در اثر زلزله بدون آسیب رساندن به استحکام آن‌ها جلوگیری کند.
فناوری موسوم به نام SC-URBM می‌تواند مشکل گسترش سکونتگاه‌ها در مناطق زلزله‌خیز را با ساخت‌وساز‌هایی که بدون رعایت قوانین ساختمانی پیشگیرانه از زلزله ساخته شده‌اند حل کند.
از نظر تاریخی، بیشتر ساختمان‌ها که از نظر فنی به آن بنایی تقویت‌نشده (URM) می‌گویند، با استفاده از قوانین ساختمانی مدرن ساخته نشده‌اند؛ بنابراین احتمال آسیب یا فروپاشی آن‌ها در طول زلزله بسیار بیشتر است. ساختمان‌های URM به‌طور سنتی در سراسر جهان به دلیل مصالح ساختمانی ارزان و در دسترس محلی مورد استفاده قرار گرفته‌اند.
مانند اکثر کشور‌های در حال توسعه واقع در مناطق زلزله‌خیز، سنگ تراشی آجری تقویت‌نشده (URBM) یک عمل رایج در مناطق شهری، نیمه شهری و روستایی هند است. با توجه به اینکه بخش‌های عمده‌ای از هند در زیر ناحیه لرزه‌خیز قرار دارند و بیشتر ساختمان‌های سنگ تراشی آجری تقویت‌نشده قدیمی و از نظر ساختاری دچار نقص هستند، مقاوم‌سازی ساختمان‌های سنگ تراشی آجری تقویت‌نشده واقع در مناطق زلزله‌خیز بسیار مهم است.
محققان دریافتند که SC-URBM می‌تواند به‌طور قابل‌توجهی ظرفیت اتلاف انرژی و شکل‌پذیری ساختمان مقاوم‌سازی شده را بدون به خطر انداختن استحکام آن افزایش دهد. از این رو چنین ساختمان‌هایی در مقایسه با ساختمان‌های سنگ تراشی آجری تقویت‌نشده در هنگام زلزله عملکرد بهتری خواهند داشت.
ایده این فناوری، یک سیستم ساخت‌وساز مقاوم در برابر زلزله است که در آن ابتدا دیوار‌های بنایی ساخته می‌شوند و ستون‌ها و تیر‌های بتنی پس از آن ریخته می‌شوند تا دیوار را محصور کنند. فناوری SC-URBM مفهومی مشابه دارد، اما به پیاده‌سازی در مرحله ساخت نیازی ندارد. این شامل تعبیه نوار‌های بتن مسلح (RC) از طریق ضخامت جزئی دیوار است و می‌تواند در ساختمان‌های قدیمی اجرا یا مقاوم‌سازی شود.
کشوری وجود دارد که در بحث مقاوم‌سازی ساختمان‌هایش ۱۰ها سال از سایر نقاط جهان جلوتر است؛ ژاپن به خاطر ساختمان‌های ضد زلزله‌اش در جهان شهرت دارد. با شاهکار‌های مهندسی مدرن، ساختمان‌های مقاوم در برابر زلزله ژاپن به این کشور کمک کرده است تا با زلزله‌های قدرتمند متعددی که در کشور‌های دیگر با آمادگی کمتر فاجعه‌بار بوده است، مقابله کند.
ساخت و ساز ارتجاعی در حال حاضر به‌طور محکم در دستور کار سراسر جهان است. خواه سیل در اروپا، آتش‌سوزی جنگلی در استرالیا، طوفان در ایالات‌متحده یا بالا آمدن سطح آب دریا‌ها در جنوب آسیا، معماران، مهندسان و دولت‌ها تلاش‌ها را برای محافظت از زیرساخت‌ها در برابر بلایای طبیعی و انسان‌ساز تسریع می‌کنند.
چرا ژاپن در ساختمان‌های ضد زلزله پیشرو است؟
ظرافت ژاپن در طراحی ساختمان‌های ضد زلزله عمدتاً ناشی از ضرورت است. این کشور جزیره‌ای بر روی منطقه‌ای قرار دارد که به حلقه آتش اقیانوس آرام معروف است، منطقه‌ای که صفحات تکتونیکی اوراسیا، اقیانوس آرام و فیلیپین در زیر یکدیگر قرار گرفته‌اند. این فشار عظیم به‌طور دوره‌ای منجر به آزادسازی عظیم انرژی می‌شود که منجر به زلزله‌های مجمع‌الجزایر می‌شود.
ژاپن در طول تاریخ خود متحمل زمین لرزه‌هایی شده است که یکی از بدترین آن‌ها زلزله بزرگ کانتو در سال ۱۹۲۳ است. این زمین لرزه به ۷.۹ در مقیاس ریشتر رسید، توکیو و یوکوهاما را ویران کرد و بیش از ۱۴۰ هزار نفر را کشت.
پس از جنگ جهانی دوم، دولت ژاپن مجموعه‌ای از اقدامات سختگیرانه را برای مجبور ساختن سازندگان به ساخت سازه‌های مقاوم در برابر زلزله معرفی کرد و این امر به ویژه با افزایش ارتفاع ساختمان‌ها مهم بود. استاندارد‌های ساختمان‌های مقاوم در برابر زلزله ژاپن به شرح ذیل است.
حداقل نیاز برای ساختمان‌های مقاوم در برابر زلزله در ژاپن این است که تیرها، ستون‌ها و دیوار‌ها دارای حداقل ضخامت برای مقابله با لرزش باشند همچنین در ساختمان‌های بلند از دمپر استفاده می‌شود که انرژی زلزله را جذب می‌کند.
علاوه بر این، برخی از ساختمان‌ها از پیشرفته‌ترین نوع ساختمان‌های ضد زلزله در ژاپن همچنین گران‌ترین ساختمان‌ها هستند که خود ساختار ساختمان توسط لایه‌هایی از سرب، فولاد و لاستیک از زمین جدا شده است که به‌طور مستقل با زمین زیرین حرکت می‌کنند به این معنی که خود ساختمان حتی در هنگام شدیدترین زلزله‌ها بسیار کم حرکت خواهد کرد.
مهمترین موارد برای مقابله با ریزش ساختمان در زلزله
مقررات قوی حیاتی است، قوانین واضح در مورد حداقل استاندارد‌های انعطاف‌پذیری به این معنی است که سازندگان می‌دانند چه چیزی را ارائه دهند. این مورد همچنین به مشتریان امنیت و اطمینان بیشتری می‌دهد.
نوآوری نیز ضروری است، طراحان ژاپنی به‌طور مستمر در حال نوآوری برای ساخت ساختمان‌های مقاوم در برابر زلزله هستند.
سرمایه‌گذاری نیز بسیار مهم است، ساخت یک ساختمان ضد زلزله تا ۲۰ درصد بیشتر از یک سازه استاندارد هزینه دارد. با این حال، این رویکرد در طولانی‌مدت، باعث صرفه‌جویی در هزینه مالکان می‌شود، زیرا ساختمان‌های آن‌ها در برابر آسیب در هنگام وقوع زلزله در امان هستند.
منبع: ایسنا