مبانٍ مقاومة للزلازل - دروس مستفادة من زلزال تركيا وسوريا
بحسب آخر الأخبار الواردة من وسائل الإعلام، أسفر الزلزال الذي ضرب تركيا عن مقتل أكثر من 7700 شخص في تركيا وسوريا. وتضررت المباني الشاهقة والمستشفيات والمدارس والطرق في مناطق عديدة بشكل بالغ. وقد أرسلت الدول مساعدات متتابعة، كما تُرسل الصين فرق إغاثة إلى المناطق المتضررة.
تُعدّ الهندسة المعمارية عنصراً أساسياً يرتبط ارتباطاً وثيقاً بحياة الإنسان. وتتمثل الأسباب الرئيسية للخسائر البشرية في الزلازل في تدمير المباني والمنشآت وانهيارها وتضرر سطحها.
مبانٍ تضررت جراء الزلزال
تسبب الزلزال في تدمير وانهيار المباني والمنشآت الهندسية المختلفة، وألحق خسائر فادحة في الأرواح والممتلكات لا تُحصى. وترتبط مقاومة المباني للزلازل ارتباطًا وثيقًا بسلامة الأرواح والممتلكات.
إن الصدمة التي تسببها الزلازل مدمرة. وهناك أمثلة عديدة في التاريخ على الأضرار الجسيمة التي لحقت بالمباني جراء الزلازل.
"انهار ما يقرب من 100% من المبنى المكون من 9 طوابق ذي الهيكل الخرساني المسلح مسبق الصنع في لينين ناكان."
الزلزال الأرميني عام 1988 الذي بلغت قوته 7.0 درجة
"تسبب الزلزال في انهيار 90000 منزل و4000 مبنى تجاري، وتضرر 69000 منزل بدرجات متفاوتة".
زلزال إيران عام 1990 بقوة 7.7 درجة
"تضررت أكثر من 20000 مبنى في منطقة الزلزال بأكملها، بما في ذلك المستشفيات والمدارس والمباني المكتبية".
—— 1992 زلزال تركيا M6.8
"في هذا الزلزال، تضررت 18000 مبنى ودُمرت 12000 منزل بالكامل."
زلزال كوبي عام 1995 بقوة 7.2 درجة في هيوغو، اليابان
"في منطقة لافالاكوت في كشمير الخاضعة لسيطرة باكستان، انهارت العديد من المنازل المبنية من الطوب اللبن في الزلزال، ودُمرت عدة قرى بالكامل."
زلزال باكستان بقوة 7.8 درجة عام 2005
ما هي أشهر المباني المقاومة للزلازل في العالم؟ هل يمكن أن تنتشر المباني المقاومة للزلازل في المستقبل؟
1. مطار أتاتورك في إسطنبول
الكلمات المفتاحية: #عزل البندول الثلاثي الاحتكاكي#
>>> وصف المبنى:
مبنى حاصل على شهادة LEED الذهبية، وهو الأكبرمبنى حاصل على شهادة LEEDيُعد هذا المبنى، الذي تبلغ مساحته مليوني قدم مربع، من بين الأفضل في العالم. وقد صُمم بعناية فائقة، ويمكن استخدامه بكامل طاقته فور وقوع الكارثة. ويستخدم نظام عزل اهتزازات ثلاثي الاحتكاك (بندول) لمنع انهياره في حال وقوع زلزال.
2. مبنى الكابيتول بولاية يوتا
الكلمات المفتاحية: # محمل عزل مطاطي#
>>> وصف المبنى:
مبنى الكابيتول بولاية يوتا معرض للزلازل، وقد تم تركيب نظام عزل قاعدي خاص به، والذي اكتمل في عام 2007.
يتضمن نظام عزل الأساسات وضع المبنى على شبكة من 280 عازلاً مصنوعة من المطاط المصفح على أساسات المبنى. تُثبّت هذه العوازل المصنوعة من المطاط الرصاصي بالمبنى وأساساته باستخدام صفائح فولاذية.
في حالة حدوث زلزال، تكون محامل العزل هذه عمودية وليست أفقية، مما يسمح للمبنى بالاهتزاز ذهابًا وإيابًا بشكل طفيف، وبالتالي تحريك أساس المبنى، ولكن ليس تحريك أساس المبنى.
3. مركز تايبيه المالي الدولي (مبنى 101)
الكلمات المفتاحية: #مخمد الكتلة المضبوط#
>>> وصف المبنى:
يقع مبنى تايبيه 101، المعروف أيضًا باسم تايبيه 101 ومبنى تايبيه المالي، في منطقة شينيي، تايوان، مدينة الصين، مقاطعة تايوان، الصين.
يتكون أساس مبنى تايبيه 101 من 382 عمودًا خرسانيًا مسلحًا، بينما يتكون محيطه من 8 أعمدة خرسانية مسلحة. وقد تم تركيب مخمدات كتلة مضبوطة في المبنى.
عند حدوث زلزال، يعمل مخمد الكتلة كبندول للتحرك في الاتجاه المعاكس لتأرجح المبنى، وبالتالي تبديد الطاقة وتأثيرات الاهتزاز الناتجة عن الزلازل والأعاصير.
مبانٍ أخرى مشهورة مقاومة للزلازل
برج اليابان الزلزالي، برج يينغشيان الخشبي الصيني
خليفة، دبي، سيتي سنتر
4. مركز سيتي غروب
من بين جميع المباني، يتصدر "مقر سيتي غروب" استخدام النظام لزيادة استقرار المبنى - "مخمد الكتلة المضبوط".
5. الولايات المتحدة الأمريكية: مبنى الكرة
شيدت الولايات المتحدة الأمريكية نوعًا من المباني المقاومة للصدمات يُعرف باسم "المباني الكروية"، مثل مبنى مصنع إلكترونيات شُيّد مؤخرًا في وادي السيليكون. تُثبّت كرات من الفولاذ المقاوم للصدأ أسفل كل عمود أو جدار من المبنى، وتستند هذه الكرات على المبنى بأكمله. تُثبّت عوارض فولاذية متقاطعة المبنى والأساسات بإحكام. عند حدوث زلزال، تتمدد العوارض الفولاذية المرنة وتنكمش تلقائيًا، مما يؤدي إلى انزلاق المبنى قليلًا ذهابًا وإيابًا على الكرة، وبالتالي تقليل قوة الزلزال المدمرة بشكل كبير.
7. اليابان: مبنى شاهق مضاد للزلازل
تستخدم شقة بنتها شركة دايكيو، التي تدعي أنها الأطول في اليابان، 168أنابيب فولاذيةتُستخدم في هذا المبنى نفس المواد المستخدمة في مركز التجارة العالمي في نيويورك، لضمان مقاومته للزلازل. بالإضافة إلى ذلك، يتميز المبنى بهيكل صلب مقاوم للزلازل. ففي زلزال بقوة زلزال هانشين، يهتز الهيكل المرن عادةً حوالي متر واحد، بينما يهتز الهيكل الصلب 30 سنتيمترًا فقط. وتقوم شركة ميتسوي فودوسان ببيع مبنى سكني مقاوم للزلازل بارتفاع 93 مترًا في حي سوغيموتو بطوكيو. يتكون محيط المبنى من مطاط عالي القوة مكون من 16 طبقة، تم تطويره حديثًا، بينما يتكون الجزء المركزي من مطاط مُصفّح من أنظمة المطاط الطبيعي. وبهذه الطريقة، يمكن تقليل القوة المؤثرة على المبنى إلى النصف في حالة وقوع زلزال بقوة 6 درجات. وقد طرحت ميتسوي فودوسان 40 مبنى من هذا النوع في السوق عام 2000.
8. المباني المرنة
تتمتع اليابان، وهي منطقة معرضة للزلازل، بخبرة مميزة في هذا المجال. فقد صممت "مبنى مرنًا" يتميز بأداء زلزالي ممتاز. شيدت اليابان 12 مبنى مرنًا في طوكيو، وقد أثبتت فعاليتها في الحد من آثار الزلزال الذي بلغت قوته 6.6 درجة. يُبنى هذا النوع من المباني المرنة على هيكل عازل، يتكون من مجموعة من ألواح فولاذية صلبة مغلفة بالمطاط ومخمدات. لا يلامس هيكل المبنى الأرض مباشرة. يتكون المخمد من ألواح فولاذية حلزونية لتقليل الاهتزازات.
9. مسكن عائم مضاد للزلازل
هذا "المنزل" الضخم، الذي يشبه كرة القدم، هو في الواقع منزل يُدعى "باريير" من تصميم شركة "كيميدوري هاوس" اليابانية. يتميز هذا المنزل بقدرته على مقاومة الزلازل والطفو على الماء. ويبلغ سعره حوالي 1,390,000 ين ياباني (حوالي 100,000 يوان صيني).
10. "مساكن رخيصة مقاومة للزلازل"
طورت شركة يابانية "منزلاً مقاوماً للزلازل" رخيص الثمن، مصنوع بالكامل من الخشب، بمساحة لا تقل عن مترين مربعين وتكلفة 2000 دولار. يستطيع هذا المنزل الصمود عند انهيار المنزل الرئيسي، كما يتحمل الصدمات والارتجاجات الناتجة عن انهياره، مما يوفر حماية فعالة لأرواح وممتلكات سكانه.
11. برج ينجشيان الخشبي
تُستخدم العديد من التدابير التقنية الأخرى في المباني الصينية التقليدية القديمة، والتي تُعدّ مفتاح مقاومتها للزلازل. ويُعتبر وصلة النقرة واللسان اختراعًا بارعًا، بدأ أسلافنا باستخدامه منذ حوالي 7000 عام. هذا النوع من طرق توصيل المكونات بدون مسامير يجعل الهيكل الخشبي التقليدي في الصين هيكلًا مرنًا فريدًا يتفوق على الهياكل المنحنية أو الإطارية أو الصلبة في المباني المعاصرة. فهو لا يتحمل الأحمال الكبيرة فحسب، بل يسمح أيضًا بدرجة معينة من التشوه، ويمتص قدرًا من الطاقة من خلال التشوه تحت تأثير الزلازل، مما يقلل من استجابة المباني للزلازل.
لخص التنوير
انتبه لاختيار المكان
لا يمكن بناء المباني على الصدوع النشطة، والرواسب الناعمة، والأراضي التي تم ردمها صناعياً.
يجب تصميمه وفقًا لمتطلبات التحصين الزلزالي
ستتعرض المنشآت الهندسية التي لا تستوفي متطلبات التحصين الزلزالي لأضرار جسيمة تحت تأثير الأحمال الزلزالية (القوى).
ينبغي أن يكون التصميم الزلزالي معقولاً
عند تصميم المبنى، فإن قلة عدد الجدران الفاصلة في الأسفل، أو المساحة الكبيرة جدًا، أو عدم إضافة العوارض الحلقية والأعمدة الهيكلية كما هو مطلوب في المباني متعددة الطوابق المبنية من الطوب، أو عدم التصميم وفقًا للارتفاع المحدود، وما إلى ذلك، ستؤدي إلى ميل المبنى وانهياره في حالة حدوث زلزال قوي.
رفض "مشروع مخلفات التوفو"
يجب بناء المباني وفقًا لمعايير التحصين الزلزالي وتشييدها وفقًا لهذه المعايير بدقة.
قال المحرر أخيراً
مع مرور الزمن وتطور الحضارة، تُسهم الكوارث الطبيعية في ابتكار تقنيات البناء. ورغم أن بعض المباني قد تبدو غريبة، إلا أن لكل نوع منها تصميمه الفريد. وعندما نشعر بالأمان الذي توفره المباني، يجب علينا أيضاً احترام أفكار المصممين المعماريين.
مجموعة يوانتاي ديرون لتصنيع أنابيب الصلب على استعداد للعمل مع المصممين والمهندسين من جميع أنحاء العالم لبناء مشاريع مبانٍ مقاومة للزلازل، وتسعى جاهدة لتصبح شركة تصنيع شاملة لـأنابيب فولاذية هيكلية.
E-mail: sales@ytdrgg.com
واتساب: 8613682051821
تاريخ النشر: 8 فبراير 2023





