ساختمان ضد زلزله چگونه طراحی و ساخته می شود؟

طراحی ساختمان ضد زلزله چگونه است و به چه شکل ساخته می شود؟ این سوالی است که ممکن است به ذهن بسیاری از افراد برسد. ما در این نوشته از ساختمانچی به این سوال پاسخ می دهیم، کافی است تا انتها با ما همراه باشید.

زلزله چگونه بر سازه ها تاثیر می گذارد؟

موج های لرزه ای که از طریق زمین حرکت می کنند و جابه‌جا می شوند، می توانند سازه ها را تخریب کنند. همچنین می توانند جان انسان ها را به خطر بیاندازد و هزینه های بسیار زیادی را برای تعمیر سازه ها تحمیل کنند.

هر ساله زلزله های زیادی درسرتاسر جهان رخ می دهد و در بسیاری از آن ها جان مردم به خطر می افتد. چیزی که باعث می شود زلزله خطرناک شود و تلفاتی را در پی داشته باشد، صرف خود زلزله نیست؛ بلکه تخریب ساختمان ها و ریختن قطعات و مصالح ساختمانی بر سر مردم است که نهایتا منجر به آسیب و بعضا فوت می گردد.

اگر سازه ها به صورت ضد زلزله بنا شوند، می توانند ایمنی را تا حد زیادی تامین کنند. در دهه های اخیر مهندسان متوجه شدند که با استفاده از برخی مصالح و طراحی مناسب سازه می توان ساختمان را در برابر زلزله مقاوم ساخت.

به طور کلی می توان گفت زلزله نیروی افقی به سازه منتقل می کند که منجر به تخریب آن می شود. قبل از این که به بحث پیرامون ساخت سازه ضد زلزله بپردازیم می بایست نحوه عملکرد زلزله روی ساختمان را بدانیم.

زمانی که زلزله رخ می دهد موج های متفاوتی در جهت های مختلف، با سرعت زیاد به ساختمان برخورد می کنند. سازه ها معمولا برای تحمل بارهای عمودی ناشی از وزن خودشان و نیروی جاذبه طراحی شدند، در حالی که بعضا قادر به تحمل نیروی جانبی وارده نمی باشند.

بار افقی زلزله، دیوار، سقف، ستون و تیر را به لرزش در می آورد، و اختلاف میزان جابه جایی سازه در بالا و پایین آن موجب آسیب و یا حتی تخریب سازه می گردد.

چگونه می توان سازه ضد زلزله ساخت؟

برای طراحی یک سازه ضد زلزله، مهندسان باید سازه را تقویت کنند تا در برابر نیروی زلزله مقاومت کند و آن ها را خنثی نماید. به دلیل این که زلزله انرژی زیادی را به سمت سازه آزاد می کند، استراتژی سازه برای مقابله با این امواج می تواند به صورتی باشد که سازه در جهت مخالف با امواج زلزله فشاری را وارد کند. در این قسمت برخی از روش هایی که سازه را در برابر زلزله مقاوم می کند ذکر کردیم:

طراحی فونداسیون انعطاف پذیر

فونداسیون می تواند به گونه ای طراحی شود که سازه روی پدهای انعطاف پذیری قرار گیرند و سازه در هنگام زلزله با وارد شدن بار افقی تخریب نگردد. یکی از روش هایی که می توان برای مقاوم سازی در برابر زلزله از آن استفاده کرد ساخت فونداسیون سازه در بالای سطح زمین است.

بدین ترتیب که پایه های ساختمان روی پدهای انعطاف پذیری از جنس فولاد و یا لاستیک بنا می شوند. زمانی که بار لرزه ای وارد می شود این ساختار حرکت می کند در حالی که سازه سالم می ماند. بدین ترتیب با استفاده از این روش مقدار زیادی از انرژی زلزله جذب می شود و به سازه منتقل نمی شود.

مقابله با نیروی زلزله از طریق میراگر

شاید همگان بدانند که مهندسان در صنعت خودرو از میراگر استفاده می کنند، اما ممکن است دانستن این که مهندسان در ساخت و ساز هم از میراگر برای مقاوم سازی در برابر زلزله استفاده می کنند، جالب به نظر برسد.

میراگرها میزان شوک موج را کاهش می دهند. همچنین کمک می کنند تا امواج آرام تر به سازه منتقل شوند و این کار به دو صورت انجام می شود:

دستگاه کنترل ارتعاش

در این روش دمپرهایی در هر قسمت از ساختمان بین ستون و تیر قرار می گیرند. زمانی که زلزله رخ می دهد انرژی رها شده در اثر زلزله به گرما تبدیل می شود و نیروی ارتعاشات از بین می رود.

پاندول قدرت

در این روش که بیشتر در برج ها بکاربرده می شود یک توپ بزرگ و سنگین با استفاده از کابل های فولادی در سازه معلق می شود و زمانی که سازه در اثر زلزله نوسان می کند. توپ مانند یک آونگ عمل می کند و در جهت مخالف شروع به حرکت می نماید.

پوشش نامرئی لرزه ای

در این روش به جای خنثی انرژی زلزله، بار لرزه ای منحرف می شود. بدین صورت که امواج لرزه ای به جای برخورد با سازه به یک سری حلقه های بیرونی که در پیرامون سازه تعبیه‌شده برخورد می کنند و سپس به زمین منتقل می شوند.

تقویت ساختار ساختمان

یک ساختمان ضد زلزله باید شامل دیوار برشی، بادبند و سایر سیستم های باربر جانبی باشد تا بتواند در برابر زلزله مقاومت قابل قبولی از خود نشان دهد. دیوار برشی سیستمی موثر برای مقاوم سازی ساختمان در برابر نیروهای جانبی است که بیشتر در ساختمان های بتی استفاده می شود.

همچنین مهاربندها در سازه های فولادی استفاده می شوند و وظیفه آن ها جذب نیروهای جانبی و جلوگیری از تخریب ساختمان است. در نهایت لازم به ذکر است تاثیر مصالحی که در ساخت سازه های ضد زلزله استفاده می شوند، انکار ناپذیر است.

این مصالح باید دارای مقاومت کافی باشند و شکل پذیری خوبی داشته باشند. به علاوه استفاده از مصالح نوین که وزن کلی سازه را کم می کنند نیز در مقاوم سازی ساختمان در برابر زلزله تاثیر گذارند.

کلام پایانی

آن چه در این نوشته از ساختمانچی مورد بحث و بررسی قرار گرفت، ارائه نکاتی در خصوص طراحی و ساخت خانه ها و ساختمان های ضد زلزله می باشد.

امیدواریم مطالعه این مطلب اطلاعات مفیدی را در این خصوص در اختیار شما همراهان همیشگی قرار داده باشد. در صورت تمایل می توانید نظرات، انتقادات و پیشنهادات سازنده خود را با ما اهالی ساختمانچی در میان بگذارید.