مقاوم سازی خانه ها در برابر زلزله

مقاوم سازی خانه ها در برابر زلزله

زلزله یک امر طبیعی است که مناطق مختلف جهان را به خود درگیر می کند. نمیتوان وقوع زلزله را پیش بینی کرد و جلوی آنرا گرفت؛ اما میتوانیم در برابر زلزله، خود را آماده کنیم و ساختمان های خود را مقاوم کنیم تا آسیب نبیند. در ادامه به مواردی جهت مقاوم سازی ساختمان ها پرداخته ایم.

ایجاد یک پایه مناسب

ایجاد یک پایه انعطاف پذیر برای یک ساختمان می تواند به مقاومت آن در هنگام زلزله کمک کند. یکی از راه ها این است که سازه را روی لنت هایی که ساختمان را از زمین جدا می کند، بسازید. این عمل باعث میشود زمان وقوع زلزله لنت ها حرکت کنند، اما ساختمان ثابت بماند. امکان مشابه دیگری که در یک مقاله تحقیقاتی در سال ۲۰۱۹ مشاهده شده، قرار دادن یک دال پایه جامد ساخته شده از بتن مسلح و نوارهای متقاطع در بالای یک بالشتک میانی از ماسه است. این رویکرد همچنین شامل یک ترانشه در اطراف فونداسیون برای حفاظت بیشتر بود. از آنجایی که این طرح پایه، پایه ساختمان را از خاک دور نگه می داشت، در برابر نیروهای لرزه ای مقاومت بیشتری داشت.

میراگر های لرزه ای

ساختمان های مقاوم در برابر زلزله نیز به ویژگی هایی برای کمک به جذب ضربه ها نیاز دارند. مردم بیشتر از آنها به عنوان میراگرهای لرزه ای یاد می کنند. مهندسان با ناسا برای توسعه سیستم های دمپر برای چرخاندن بازوها بر روی موشک هایش در دهه ۱۹۶۰ همکاری کردند. ابتدا یک سیستم جداسازی شوک مبتنی بر گاز را انتخاب کرد، سپس در نهایت به یک سیستم مبتنی بر سیالات تبدیل شد که هنوز هم امروزه در پرتاب‌های ایستگاه فضایی و ساختمان‌های مقاوم در برابر زلزله استفاده می‌شود. میراگرهای لرزه ای انرژی مخرب را جذب می کنند و ساختمان را از حفظ آن محافظت می کنند. به طور کلی، هرچه قطر دمپر بزرگتر باشد، نیروی بیشتری می تواند تحمل کند. یکی از تولیدکنندگان این دمپرها محصولاتی را برای تحمل وزن ۲۵ تا ۱۱۰۰ تن می فروشد و گزینه های سفارشی را نیز به فروش می رساند. روش دیگر شامل قرار دادن یک لایه نازک از گرافن در بالای یک پد لاستیکی طبیعی است. محققان بر این باورند که این یک گزینه دمپر کم هزینه برای ساختمان های تجاری و مسکونی خواهد بود.

مکانیزم زهکشی

آب جمع آوری شده می تواند عوارض ساختاری ایجاد کند. به همین دلیل است که گاراژهای پارکینگ اغلب دارای سازه‌های باربر دو سه راهی با پیچشی هستند که یک گوشه را پایین می‌آورند. مهندسان به زهکشی مثبت با حداقل ۱.۵ درصد شیب در عرض مورب به سمت زهکشی کف دست می یابند. زهکشی نیز برای کمک به سازه ها در تحمل زلزله بسیار مهم است. هنگامی که بلایا در مکان هایی با خاک های سست و شنی رخ می دهد، لرزش می تواند منجر به پدیده ای به نام روانگرایی شود. باعث فرورفتن یا حرکت ساختمان ها به یک طرف می شود و لوله های فاضلاب ممکن است به سطح برسند. هنگامی که خاک پس از زلزله دوباره جامد می شود، ساختمان ها در موقعیت فرورفته و کج خود باقی می مانند. با این حال، زهکش های زلزله به خروج آب جمع آوری شده کمک می کند و از مایع شدن جلوگیری می کند. آنها قطعات پیش ساخته ای هستند که در یک پارچه فیلتر پیچیده شده اند. قطر هر زهکش بین ۳ تا ۸ اینچ است. یک نصب موفق نیاز به قرار دادن به سبک شبکه ای دارد. بسته به اندازه منطقه مستعد روان شدن، یک ساختمان ممکن است به صدها یا هزاران زهکش نیاز داشته باشد.

تقویت سازه

مهندسان و طراحان روش های مختلفی برای مقاوم سازی سازه ساختمان در برابر زلزله های احتمالی دارند. بسیاری از آن نیروهای لرزه ای تغییر جهت می دهند. به عنوان مثال، دیوارهای برشی و قاب های مهاربندی شده، نیروهای جانبی را از کف و سقف به پی منتقل می کنند. سپس، دیافراگم ها صفحات افقی هستند که نیروهای جانبی را به قسمت های مقاوم در برابر عمودی ساختمان، مانند دیوارها یا چارچوب ساختمان منتقل می کنند. قاب های مقاوم در برابر حرکت نیز وجود دارد. این احتمالات باعث می شود که اتصالات یک قاب ساختمان سفت شود و در عین حال به سایر قسمت ها اجازه حرکت دهد. ساختمان های کوتاه تر نسبت به ساختمان های بلندتر انعطاف پذیری کمتری دارند . بنابراین، مهندسان معمولاً متوجه می‌شوند که باید برای سازه‌هایی که فقط چند طبقه ارتفاع دارند در مقابل آسمان‌خراش‌ها، تقویت ساختاری بیشتری ارائه کنند.

مواد با شکل پذیری کافی

شکل پذیری توضیح می دهد که چگونه یک ماده می تواند تغییر شکل پلاستیک را قبل از شکست تحمل کند. بنابراین، مواد با شکل پذیری بالا می توانند مقادیر زیادی انرژی را بدون شکستگی جذب کنند. فولاد سازه‌ای یکی از انعطاف‌پذیرترین مواد است، در حالی که آجر و بتن موادی با شکل‌پذیری پایین هستند. محققان همچنین راه‌حل‌های خلاقانه‌ای ابداع کرده‌اند که نشان می‌دهد چگونه فولاد ساختاری تنها ماده مقاوم در برابر زلزله نیست که ارزش بررسی دارد. به عنوان مثال، دانشمندان یک بتن تقویت شده با الیاف با خواصی شبیه به فولاد را مهندسی کردند. آنها این ماده را کامپوزیت سیمانی شکل پذیر دوستدار محیط زیست نامیدند.