ساختمان‌های ضد زلزله چه ویژگی‌هایی دارند؟

برای طراحی یک ساختمان ضد زلزله، مهندسان برای تقویت سازه و مقابله با نیروهای احتمالی لرزش تلاش می‌کنند.

کد خبر: ۱۴۹۹۸۱

تاریخ : ۲۳ بهمن ۱۴۰۱ - ۱۵:۴۵

نوشته

به گزارش شهرآرانیوز به نقل از بیگرنت، از آنجایی که زمین‌لرزه انرژی آزاد می‌کند که از یک جهت به ساختمان‌ها فشار می‌آورد، راهبرد ضد زلزله فشار دادن ساختمان به سمت مخالف است. در اینجا به برخی از روش‌هایی که برای کمک به مقاومت ساختمان‌ها در برابر زلزله استفاده می‌شود، اشاره می‌کنیم.

ایجاد سازه انعطاف‌پذیر

یکی از راه‌های مقاومت در برابر نیروهای زمینی، «بالا بردن» پایه ساختمان از روی زمین از طریق روشی به نام جداسازی پایه است. جداسازی پایه شامل ساخت یک ساختمان بر روی لنت‌های انعطاف‌پذیر ساخته شده از فولاد، لاستیک و سرب است. هنگامی که پایه در هنگام زلزله حرکت می‌کند، جداسازها می‌لرزند در حالی که خود سازه ثابت می‌ماند. این روش به طور موثری به جذب امواج لرزه‌ای و جلوگیری از حرکت آنها در ساختمان کمک می‌کند.

میراگرهای لرزه‌ای

اگر به کمک فنرهای مورد استفاده در خودروها آشنایی دارید، شاید تعجب کنید که بدانید مهندسان نیز از نسخه‌ای از آنها در ساختمان‌های مقاوم در برابر زلزله استفاده می‌کنند. کمک فنرها مانند استفاده از آنها در خودروها، بزرگی امواج ضربه را کاهش داده و به کاهش فشار روی ساختمان کمک می‌کنند.

دستگاه‌های کنترل ارتعاش

این روش شامل قرار دادن دمپرها در هر سطح از ساختمان بین ستون‌ها و تیرها می‌باشد. هر دمپر از سر پیستون در داخل یک سیلندر پر از روغن سیلیکون تشکیل شده است. هنگامی که زلزله رخ می‌دهد، ساختمان انرژی ارتعاشی را به پیستون‌ها منتقل می‌کند که به روغن فشار وارد می‌کند سپس انرژی به گرما تبدیل می‌شود و نیروی ارتعاشات را از بین می‌برد.

قدرت آونگ

یکی دیگر از روش‌های رایج، قدرت آونگ است که عمدتاً در آسمان خراش‌ها استفاده می‌شود. برای اجرای این امر، مهندسان یک توپ بزرگ را از کابل‌های فولادی که به یک سیستم هیدرولیک در بالای ساختمان متصل می‌شوند، آویزان می‌کنند. هنگامی که ساختمان شروع به تاب خوردن می‌کند، توپ مانند یک آونگ عمل و در جهت مخالف حرکت می‌کند تا ساختمان را تثبیت کند. این ویژگی‌ها به گونه‌ای تنظیم شده‌اند که در صورت وقوع زلزله با حرکت ساختمان مطابقت داشته باشند و آن را خنثی کنند.

حفاظت از ساختمان‌ها در برابر ارتعاشات

به جای صرفاً مقابله با نیروها، محققان در حال آزمایش روش‌هایی هستند که ساختمان‌ها می‌توانند انرژی ناشی از زلزله را به‌طور کلی منحرف کنند و مسیر آنها را تغییر دهند. این نوآوری که به آن «شنل نامرئی لرزه‌ای» می‌گویند، شامل ایجاد یک شنل متشکل از ۱۰۰ حلقه پلاستیکی و بتنی متحدالمرکز و دفن آن در حداقل سه فوت زیر پایه ساختمان است.

دانشمندان و مهندسان در حال توسعه مصالح ساختمانی جدید با حفظ شکل حتی بیشتر هستند. نوآوری‌هایی مانند آلیاژهای حافظه‌دار این توانایی را دارند که هم فشارهای سنگین را تحمل کنند و هم به شکل اولیه خود بازگردند. علاوه بر این، روکش‌های پلاستیکی تقویت شده با الیاف و ساخته شده توسط انواع پلیمرها می‌توانند در اطراف ستون‌ها پیچیده شوند و تا ۳۸ درصد استحکام و شکل‌پذیری بیشتری ارائه دهند.

مهندسان همچنین برای کمک به تقویت ساختمان‌ها به عناصر طبیعی روی می‌آورند؛ الیاف چسبنده و در عین حال سفت و سخت صدف‌ها و قدرت به اندازه ابریشم عنکبوت قابلیت‌های امیدوارکننده‌ای در ایجاد ساختار دارند. بامبو و مواد پرینت سه‌بعدی نیز می‌توانند به‌عنوان سازه‌های سبک وزن و در هم تنیده با فرم‌های بی حد و حصر عمل و به‌طور بالقوه می‌توانند حتی مقاومت بیشتری را برای ساختمان‌ها ایجاد کنند.

در طول سال‌ها، مهندسان و دانشمندان تکنیک‌های متعددی را برای ایجاد ساختمان‌های مقاوم در برابر زلزله ابداع کرده‌اند. با این حال، همانطور که امروزه تکنولوژی و مواد پیشرفته هستند، همیشه برای ساختمان‌ها نمی‌توان به‌طور کامل در برابر زلزله‌های قدرتمند مقاومت ایجاد کرد. با این حال، اگر یک ساختمان بتواند از فروریختن جلوگیری کند و زندگی و جوامع را نجات دهد، می‌توانیم آن را یک موفقیت بزرگ بدانیم.