کارشناسان همواره تلاش می‌کنند ساختمان‌ها را طور ی طراحی کنند که احتمال خطر در آن‌ها کم باشد. استفاده از این دستورالعمل‌ها به مهندسان و طراحان قابلیت‌های زیادی می‌دهد تا در روند طراحی، ساخت، تغییر و نگهداری از ساختمان‌ها دچار مشکل نشوند. دستورالعمل لرزه‌ای نیز وجود دارد. این‌ها مقرراتی هستند که تضمین می‌کنند سازه‌ها می‌توانند در برابر نیروهای زلزله مقاومت کنند.

ساختمان‌هایی که برای مقاومت در برابر زلزله ساخته شده‌اند ممکن است از بیرون قابل توجه به نظر نرسند. با این حال، جنبه‌های متعدد آن‌ها را در طول این بلایا انعطاف پذیرتر می‌کند. در این مطلب پنج مورد از آن‌ها بیان شده است:

1.یک بنیاد مناسب نیاز است

ایجاد یک پایه انعطاف‌پذیر برای یک ساختمان می‌تواند به ماندن آن در هنگام زلزله کمک کند. یکی از گزینه‌ها این است که سازه را روی لنت‌هایی بسازید که ساختمان را از زمین جدا می‌کند. سپس، لنت‌ها حرکت می‌کنند اما ساختمان ثابت می‌ماند.

امکان مشابه دیگری که در یک مقاله تحقیقاتی در سال ۲۰۱۹ توضیح داده شده است، قرار دادن یک دال پایه جامد ساخته شده از بتن مسلح و نوارهای متقاطع در بالای یک بالشتک میانی از ماسه است.

همچنین این رویکرد شامل یک ترانشه در اطراف فونداسیون برای حفاظت بیشتر بود. از آنجایی که این طرح فونداسیون، پایه ساختمان را از خاک دور نگه می‌داشت، در برابر نیروهای لرزه‌ای مقاومت بیشتری داشت. لازم به ذکر است گروت سیمانی ماده‌ای است که برای پر کردن فضاهای خالی بتن استفاده می‌شود که در برخی اوقات بتن ترک‌های عمیقی را تجربه می‌کند و می‌بایست با خرید گروت سیمانی و استفاده از آن این فضاها را پر کرد.

2.میراگرهای لرزه ای

ساختمان‌های مقاوم در برابر زلزله نیز به ویژگی‌هایی برای کمک به جذب ضربه‌ها نیاز دارند. مردم بیشتر از آن‌ها به عنوان میراگرهای لرزه‌ای یاد می‌کنند. مهندسان با ناسا برای توسعه سیستم‌های دمپر برای چرخاندن بازوها بر روی موشک‌هایش 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 لرزه‌ای انرژی مخرب را جذب می‌کنند و ساختمان را از حفظ آن محافظت می‌کنند. به طور کلی، هرچه قطر دمپر بزرگتر باشد، نیروی بیشتری می‌تواند تحمل کند. 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 ساختمان‌های تجاری و مسکونی خواهد بود.

3. مکانیزم زهکشی

آب جمع آوری شده می‌تواند عوارض ساختاری ایجاد کند. به همین دلیل است که گاراژهای پارکینگ اغلب دارای سازه‌های باربر دو سه راهی با پیچش هستند که یک گوشه را پایین می‌آورند، ویژگی به نام تاب برداشتن معروف است. مهندسان به زهکشی مثبت با حداقل ۱.۵ درصد شیب در عرض مورب به سمت زهکشی کف دست می‌یابند. زهکشی نیز برای کمک به سازه‌ها در تحمل زلزله بسیار مهم است. گاهی برای استحکام داخل ساختمان نیاز است از گروت اپوکسی مناسب و با کیفیت استفاده کرد.

هنگامی که بلایا در مکان‌هایی با خاک‌های سست و شنی رخ می‌دهد، لرزش می‌تواند منجر به پدیده‌ای به نام روانگرایی شود. باعث فرورفتن یا حرکت ساختمان‌ها به یک طرف می‌شود و لوله‌های فاضلاب ممکن است به سطح برسند. هنگامی که خاک پس از زلزله دوباره جامد می‌شود، ساختمان‌ها در موقعیت فرورفته و کج خود باقی می‌مانند.

با این حال، زهکش‌های زلزله به خروج آب جمع آوری شده کمک می‌کند و از مایع شدن جلوگیری می‌کند. آن‌ها قطعات پیش ساخته‌ای هستند که در یک پارچه فیلتر پیچیده شده‌اند. قطر هر زهکش بین ۳ تا ۸ اینچ است. یک نصب موفق نیاز به یک قرار دادن به سبک شبکه‌ای دارد. بسته به اندازه منطقه مستعد روان شدن، یک ساختمان ممکن است به صدها یا هزاران زهکش نیاز داشته باشد.

4. تقویت سازه

مهندسان و طراحان روش‌های مختلفی برای مقاوم‌سازی سازه ساختمان در برابر زلزله‌های احتمالی دارند. بسیاری از آن نیروهای لرزه‌ای تغییر جهت می‌دهند. به عنوان مثال، دیوارهای برشی و قاب‌های مهاربندی شده، نیروهای جانبی را از کف و سقف به پی منتقل می‌کنند.

سپس، دیافراگم‌ها صفحات افقی صلب هستند که نیروهای جانبی را به قسمت‌های مقاوم در برابر عمودی ساختمان، مانند دیوارها یا چارچوب ساختمان منتقل می‌کنند. قاب‌های مقاوم در برابر حرکت نیز وجود دارد. این موضوع احتمالات باعث می‌شود اتصالات قاب ساختمان سفت شود و در عین حال به سایر قسمت‌ها اجازه حرکت دهد.

ساختمان‌های کوتاه‌تر نسبت به ساختمان‌های بلندتر انعطاف‌پذیری کمتری دارند. بنابراین، مهندسان معمولا متوجه می‌شوند که باید برای سازه‌هایی که فقط چند طبقه ارتفاع دارند در مقابل آسمان‌خراش‌ها، تقویت ساختاری بیشتری ارائه کنند. گاهی لازم است برای تقویت بیشتر بتن از روان کننده بتن استفاده کرد.

5. مواد با شکل پذیری کافی

شکل‌پذیری توضیح می‌دهد که چگونه یک ماده می‌تواند تغییر شکل پلاستیک را قبل از شکست تحمل کند. بنابراین، مواد با شکل‌پذیری بالا می‌توانند مقادیر زیادی انرژی را بدون شکستگی جذب کنند. فولاد سازه‌ای یکی از انعطاف پذیرترین مواد است، در حالی که آجر و بتن موادی با شکل‌پذیری پایین هستند.

همچنین محققان 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 شکل‌پذیر دوستدار محیط زیست نامیدند. آزمایش‌ها نشان داد که استفاده از لایه‌ای به ضخامت ۱۰ میلی‌متر بر روی دیوارهای داخلی از آن‌ها در برابر آسیب در طول یک زلزله شبیه‌سازی شده ۹.۰ ریشتری محافظت می‌کند.

همچنین پروژه‌هایی برای ساخت خانه‌های مقاوم در برابر زلزله در کشورهایی در حال انجام است که منابع لازم برای ساخت خانه‌های ایمن ساخته شده از موادی را ندارند که مردم ممکن است نیاز به واردات آن‌ها داشته باشند یا مهارت‌های لازم برای استفاده صحیح را مانند بتن و آجر ندارند.

سخن پایانی

سالانه ده‌ها هزار زلزله در سطح جهان رخ می‌دهد. اگرچه برخی از آن‌ها آسیب جزئی یا بدون خسارت وارد می‌کنند، برخی دیگر منجر به فروریختن ساختمان‌ها، تلفات جانی و اختلالات شدید در اقتصاد محلی می‌شود.

فهرست فوق همه چیز را شامل نمی‌شود اما شامل پنج مورد است که باید در هر اقدامات لازم در مورد کمک به یک ساختمان در برابر زلزله مطرح شود. زمانی که معماران، کارگران ساختمانی و سایر متخصصان از یک سازه در برابر فعالیت‌های لرزه‌ای محافظت می‌کنند، به جوامع ایمن تر، پایدارتر و مولدتر کمک خواهند کرد.