كيف يتم تصميم المباني المقاومة للزلازل
كيف يتم تصميم المباني المقاومة للزلازل
- أن تكون ذا مرونة عالية.
- اتحمل الصدمات.
- أن تكون أنيقة وآمنة.
- ذات تصميم متطور.
كيف يتم تصميم المباني المقاومة للزلازل من الأسئلة الشائعة التي تدور في عقول الناس الآن مزامنة مع الزلزال الذي ضرب تركيا وسوريا بالأمس، ولكنه يدور في كل الأوقات فكل البلاد معرضة لحدوث الزلازل في أي وقت وخاصة الدول التي توجد على حزام الزلازل من سوريا وتركيا واليابان، فهذه الدول معرضة لزلازل ذات مقدار عالٍ من القوة تؤدي إلى تهدم المباني العملاقة ورافعات السحاب.
تتهدم هذه المباني لأنه تم بنيها بطريقة عادية دون أية تدعيم لأنه لم يخطر في بال أحد أن يضربهم زلزال، كذلك الحال في الأماكن التي تأثرت في مصر، لم تتحمل البنية التحتية للمباني قوة الزلزال فأدت لتشقق الأراضي، بالفعل لم تقع أية بنايات ولكن لأن قوته كانت بسيطة لأنه امتداد للهزة وليس هزة أرضية.
إذا كانت قوته شديدة فإن المباني كانت ستقع مثل ما حدث في باقي البلاد، لذلك البنية التحتية مهمة للغاية في الحفاظ على المباني من أية مفاجئات زلزالية يمكن أن تودي بحياة الكثير من البشر، وهذا ما اهتمت به اليابان في الآونة الأخيرة نظرًا لكثرة الزلازل والهزات الأرضية التي تحدث فيها.
من المهم للغاية الاهتمام بالبنية التحتية للبنايات عمومًا وليست الأماكن السكنية فقط، وعمل مسح لمعرفة أكثر الأماكن المعرضة لعملية الهمزات الأرضية لإضافة الكثير من التدعيمات لها أو تصميمها على شكل يحافظ عليها من التهدم مع قوة بسيطة من الهزات الأرضية، وهذا ما نراه بكثرة في اليابان، لأنهم علموا أن هناك أماكن معرضة بالفعل للزلازل باستمرار فأضافوا دعائم كثيرة لهذه البنايات للحفاظ عليها، ويتم تصميمها باعتبار هذه الأشياء:
أن تكون ذات مرونة عالية: المرونة في المنازل المعرضة للزلازل هي أكثر الأشياء التي يجب أن توضع في الاعتبار حيث أن المرونة هي التي تحمي المنازل من التهدم بسبب الزلازل وكلما كانت أكثر كلما كانت المنازل محمية، ويتم الاهتمام بالمرونة من القاعدة إلى الأعلى ولكن المرونة والأدوات المستخدمة لها في القاعدة تختلف عن الأدوات المستخدمة في المنتصف، حيث يتم استخدام أشياء تدعى الوسائد وهي التي تقلل الحركة حيث تعتبر مضخات دراجة تكون مليئة بالسوائل بدلًا من الهواء فتحميه عند الحركة.
تتحمل الصدمات: لا بد للمباني والمنازل أن تصمم على أن تتحمل الصدمات بشكل كامل، حيث يجب أن يصمم المبنى على أن يمتص أكبر قدر من الطاقة الزلزالية حيث أنه عندما يمتص أكبر طاقة من الزلزال فإنه لن ينهار بل سيقاوم الانهيار، ويتم عمل هذا باستخدام تقنية تسمى العزلة الزلزالية حيث توضع المباني أو الهياكل على شكل ممتص للصدمات حيث يستخدم المطاط فيها بسمك 30-50 سم.
أن تكون أنيقة وآمنة: ليس من الضروري أن تؤثر العملية على الأناقة الخاصة بالمبنى، حيث أن الآليات والتقنيات الحديثة أصبحت تستخدم بشكل كبير حاليًا للحفاظ على المبنى وكذلك إعطائه شكلًا أنيقًا، ولكن يمكن الاعتماد على تصميم المبنى نفسه لجعله أنيقًا بجانب حمايته من التهدم بسبب الزلازل.
ذات تصميم متطور: هناك تساؤلات كثيرة حول مدى صمود التصميمات المتطورة في مواجهة مشاكل الغد وخاصة أن الزلازل تنشط بشكل كبير في مناطق كثيرة، والجميل أن المتخصصين يتنبأون بشيء جيد تجاه التصميمات والآليات الحديثة ومدى صمودها مع الزلازل والهزات الأرضية المفاجئة.[1]
كيف يتم تدعيم المباني في مناطق الزلازل
- استخدام شبكات واقية.
- استخدام مواد ذات ليونة عالية.
- عزل القاعدة.
- استخدام خرسانة قوية في المفاصل.
- التربيط الفولاذي.
في المناطق ذات الهزات الأرضية المتكررة، أو المناطق التي من المتوقع أن يحدث فيها زلازل في المستقبل، تحتاج إلى بنايات ذات تصميمات تصلح للمقاومة، فمن الممكن أن يتم عمل التقنيات في تصاميم المباني من الداخل ويمكن استخدام تدعيمات واقية خارجيًّا، وداخليًّا أيضًا، فزيادة التدعيم تحمي ولن تضر ومن هذه التقنيات المستخدمة:
استخدام شبكات واقية: في تصميم ناطحات السحاب اليابانية المتطورة يتم استخدام الكثير من الأشياء التقنية للتدعيم، حيث يناقش المهندسون التصميمات الهيكلية وكيفية استخدام التدعيمات داخلها وكذلك في كيفية استخدامها من الداخل ومن هذه الأشياء المستخدمة الشبكات الواقية ، والهياكل الشبكية هذه تساعد في منع التواء دعامات المباني إذا حدثت هزة أرضية مفاجئة، ويمكنها امتصاص جزء من طاقة الزلزال أيضًا فهي رائعة في تحصين المباني.
استخدام مواد ذات ليونة عالية: من التدعيمات الداخلية للمباني، لذلك لا بد من استخدام مواد ذات ليونة عالية لأن هذه المواد تمتص كميات كبيرة من طاقة الزلزال دون أن تنكسر، وهذه لا تتوفر في المواد الخرسانية منخفضة الليونة لذلك يتم استخدام مواد للطلاء مثل الفولاذ الذي يتميز بالليونة العالية، بجانب الكثير من المواد ذات الألياف العالية.
عزل القاعدة: من التدعيمات الرئيسية المستخدمة في حماية المباني من الهزات الأرضية هي عزل القاعدة، ويتم فعلها من خلال الحجاب الحاجز المعزز وهو عبارة عن أحد المكونات الأفقية الأساسية لهذه المباني ويتم استخدامه للأرضيات حيث تحتوي المباني المقاومة للزلازل على أغشية على سطحها ويتم تقويتها أفقيًّا لمشاركة المكونات الرئيسية، فالتدعيم يكون من حميع الجوانب حتى لا تتهدم المباني بسهولة.
استخدام خرسانة قوية في المفاصل: المفاصل أو الجوانب هي التي تحمل المباني، لذلك حتى يتم تدعيم المبنى بشكل جيد لا بد من استخدام أفضل المواد للمفاصل مثل الخرسانة ذات الألياف التي تعتبر مواد عالية الليونة حيث تمتص الكثير من الصدمات والهزات الأرضية المختلفة.
التربيط الفولاذي: كما قلنا من قبل أن الفولاذ عالي الليونة، لذلك يتم استخدامه داخليًّا وخارجيًّا فالتربيط يكون من الخارج للحفاظ على المبنى متماسكًا.[1][2][3]
هل المطاط مضاد للزلازل
نعم، المطاط مضاد للزلازل .
المطاط المستخدم في الوسادات التي توضع بين الطوابق من المواد المرنة ذات الليونة والتي تمتص طاقة كبيرة من طاقة الزلزال تحميه من التهدم إثر الهزات الأرضية العنيفة، فتمتص هذه الوسائد الطاقة المدمرة وتقوم بحماية المبنى والحفاظ عليه بشكل عام.
وكلما زاد قطر الوسادة زادت القوة التي يمكنه التعامل معها، وهناك وسائد تتحمل ما يقرب من 1100 طن وهناك أنواع أخرى تستخدم بحسب الطابق والمبني المراد الحفاظ عليه من التهدم، ويمكن استبدال هذه الوسائد بوضع طبقة رقيقة من الجرافين وهو يعتبر أعلى وسادة مطاطية طبيعية من حيث التحمل حيث يلجأ إليه أكثر المهندسين لأنه منخفض في التكلفة لاستخدامه في المباني التجارية والسكنية.[1][2]
المباني المقاومة للزلازل في اليابان
اليابان تمتلك أكثر المباني مرونة في العالم ويمكن سرها في المواد والآليات المستخدمة في بنائها حيث يمكنها الرقص بينما تتحرك الأرض تحتها، واليابان من أكثر الدول المعرضة للزلازل لذلك طور المهندسون والمصممون فيها البنايات حتى تتحمل الصدمات الزلزالية.
فتم تصميمها بمواد ذات ليونة ومرونة عالية تمتص طاقة كبيرة من قدرة الزلزال حتى لا ينهار ويصمد، كما يتم استخدام الكثير من الدعامات الداخلية والخارجية للحفاظ عليها ثابتة تمامًا، بجانب أناقتها وجمالها وأمانها، فالحماية لا تعني الشكل السيء بل تمتلك اليابان الكثير من البنايات الجميلة التي مازالت موجودة حتى الآن رغم الزلازل المتكررة.[1]
