تکنولوژی، سپری در برابر هجوم زلزله
امروزه با پیشرفت علم و تکنولوژی در صنعت ساختمان‌سازی، می‌توان افزایش سرعت ساخت‌وسازها را حس کرد. در این میان اما ارتقاء سطح علمی وتخصصی جامعه مهندسی کشور و آشنایی با فناوری نوین ساختمانی، امری اجتناب‌ناپذیر است.
در قرن بیست‌ویکم روند جهانی صنعتی‌سازی ساختمان‌ها با برداشته شدن مرزهای اقتصادی و فشردگی رقابت شدت گرفته و ضرورت استفاده از فناوری‌های نوین را افزایش داده است.
پیدایش و ظهور فناوری نوین علاوه بر آن‌که می‌تواند روند ساخت بنا را تسریع کند، راهکار بسیاری از مشکلات قدیمی در حوزه ساخت‌وساز را نیز در اختیار جامعه مهندسی قرار می‌دهد. مشکلاتی مانند زمان طولانی ساخت، عمر مفید کم و یا هزینه زیاد.
امروزه در جهان با استفاده علمی از سیستم‌های ساختمانی نوین و مصالح ساختمانی به‌روز، دستاوردهای گران‌قیمتی مثل کاهش وزن بنا، کاهش زمان ساخت و هزینه بنا و افزایش دوام و استحکام بنا را شاهد هستیم.
لزوم مقاوم‌سازی ساختمان‌ها در برابر زلزله
زلزله یکی از حوادث طبیعی پرتکرار در طول تاریخ بشر بوده است.در زلزله‌های بزرگ، مناطقی که دستورالعمل‌های ایمنی در ساخت‌وساز را رعایت کرده باشند، خسارات کمتری را متحمل شده‌اند و جایی که به این توصیه‌ها عمل نشده با مشکلات و تلفات گسترده‌ای روبرو شده است. از زمان عصر برنز تاکنون روند پیشرفت در ساختمان‌سازی با سرعت بالایی به حرکت خود ادامه داده است و امروزه شاهد هستیم که بسیاری از شهرهای بزرگ جهان در محل گسل یا زمین‌های مستعد زلزله بنا شده‌اند. این اتفاق به خودی خود ممکن است منجر به بروز فجایعی شود که عمق آن برای ما حتی قابل‌تصور نیست.
با توجه به واقع شدن ایران بر روی یکی از دو کمربند زلزله‌خیز جهان و وجود گسل‌های فراوان در کشور، وقوع زلزله در فلات ایران امری طبیعی است. بنابراین اهمیت مقابله با این پدیده طبیعی برای همه مشخص است. مقاوم‌سازی ساختمان‌ها با استفاده از فناوری‌های نوین یکی از اصلی‌ترین اقدامات ضروری برای ایجاد آمادگی در برابر زلزله است.
تجربیات کشورهای دیگر در مقاوم‌سازی ساختمان‌ها ارزشمند است
کشورهای بسیاری در جهان هستند که به لحاظ جغرافیایی وضعیتی مشابه ما دارند. ژاپن و کشورهای واقع در آسیای جنوب شرقی از این نمونه‌ها هستند. آن‌ها طی سال‌ها مطالعه و تلاش در راستای ارتقاء صنعت ساختمان‌سازی خود توانسته‌اند تا حد زیادی کشور خود را در برابر زلزله ایمن سازند.
یکی از بزرگترین دستاوردهای مهندسان و لرزه شناسان جهان طراحی سیستمی تحت عنوان «فونداسیون شناور» است. این سیستم به‌گونه‌ای است که بدنه اصلی ساختمان را از فونداسیون آن جدا می‌کند و نوعی فضای شناور برای آن ایجاد می‌کند. در این سیستم ساختمان فوقانی بر روی یاتاقان‌هایی از جنس سرب قرار می‌گیرند که اطراف آن‌ها با لاستیک و فولاد پوشش داده شده است. یک صفحه فولادی مستحکم، این فونداسیون شناور را به ساختمان اصلی متصل می‌کند و به هنگام زلزله تنها فونداسیون ساختمان تکان می‌خورد.
یکی دیگر از تکنیک‌های آزمایش‌شده و واقعی برای کمک به ساختمان‌ها در برابر زمین‌لرزه‌ها، سیستم جاذب ارتعاش است که در خودروها مورد استفاده قرار می‌گیرد. همان‌طور که در سیستم خودروها دیده‌اید، شوک‌های ارتعاشی سریع توسط جاذب ارتعاش جذب می‌شود و با تبدیل انرژی ارتعاشی به انرژی گرمایی آن را به روغن هیدرولیک تخلیه می‌کند. زمانی که ساختمان در اثر زلزله به صورت افقی حرکت می‌کند، حرکت ارتعاشی ساختمان به انرژی حرارتی تبدیل می‌شود و به روغن هیدرولیک تخلیه می‌شود.
پاندول‌های قدرتی یکی دیگر از راهکارها برای مقاوم‌سازی ساختمان‌ها هستند. پاندول‌های قدرتی کابل‌های فولادی‌ای هستند که به بخش‌های مختلف ساختمان وصل می‌شوند. هنگامی‌که در اثر زلزله، ساختمان به جهات مختلف حرکت می‌کند، پاندول‌ها در جهت مخالف آن حرکت می‌کنند و این انرژی را تخلیه می‌کنند.
در بسیاری از ساختمان‌های بلند جهان، مهندسان از یک ساختار محافظتی استفاده کرده‌اند که هزینه چندانی ندارد و می‌تواند بخش زیادی از خسارت ساختمان را در هنگام زلزله کاهش دهد. این سپر دفاعی، سازه‌های بسیار بلندی هستند که اطراف ساختمان را می‌گیرند و از ریزش ساختمان جلوگیری می‌کنند. اگرچه این دیوار حفاظتی به ساختمان‌ها کمک می‌کند که تا پایان زلزله استوار باقی بمانند، اما می‌توان گفت که تکنولوژی کاملی نیست و به راهکارهای تکمیلی دیگری نیاز دارد.
پوشش نامرئی زلزله پیشنهاد درخشان دیگری از جانب مهندسان ساختمان است. تحقیقاتی که بر روی امواج زلزله صورت گرفته نشان می‌دهند که حرکت دوم زمین که توسط پوسته انجام می‌گیرد، امواجی ایجاد می‌کند که به امواج «رایلی» شناخته می‌شوند. این امواج که به صورت عمودی هستند، باعث بروز حرکات بالا و پایین می‌شوند و تکان و آسیب ناشی از زلزله را تشدید می‌کنند. پوشش نامرئی زلزله می‌تواند مانع از رسیدن امواج رایلی به ساختمان شود. مهندسین سازه پیشنهاد داده‌اند که از 60 حلقه پلاستیکی در قسمت زیرین فونداسیون استفاده شود و از این طریق، انتقال ارتعاشات را منتفی سازند.
ساخت آلیاژهایی با استحکام بالا و قابلیت برگشت‌پذیری به شکل اولیه خود، دستاورد دیگری از تلاش محققان برای مقاوم‌سازی سازه‌ها است. دانشمندان توانسته‌اند که با افزودن نیکل تیتانیوم یا نیتینول به فولاد، یک آلیاژ هوشمند بسازند که حدود 10 تا 30 درصد انعطاف‌پذیری بیشتری نسبت به فولاد معمولی نشان می‌دهد. در سال 2017 محققان دانشگاه نوادا، عملکرد پل‌های ساخته شده از فولاد و بتن را با عملکرد نیتینول و بتن مقایسه کردند. آن‌ها متوجه شدند که سازه ساخته شده از این آلیاژ آسیب کمتری دیده است.
این‌ها نمونه‌هایی از اقداماتی است که در جهان برای مقابله با زلزله در صنعت ساخت‌وساز مورد استفاده قرار می‌گیرد. برای ما که در منطقه‌ای زلزله‌خیز در جهان زندگی می‌کنیم نیز توجه به این دستاوردها و به‌کارگیری آن‌ها در ساخت بناها خالی از لطف نیست.
دستیابی به فناوری بومی برای مقابله با زلزله در ایران
چندی پیش پژوهشگران دانشگاه صنعتی امیرکبیر با همکاری دانشگاه علم و صنعت ایران در تحقیقات خود به ساخت نوعی کامپوزیت سیمانی منعطف مقاوم در برابر زلزله و انفجار دست یافتند که قادر است سازه‌ها را در برابر زلزله مقاوم‌سازی کند. در این پروژه همگام با محققان دنیا بر روی بهبود خصوصیات شکل‌پذیری یک نوع کامپوزیت سیمانی توانمند حاوی الیاف پلیمری (کامپوزیت سیمانی مهندسی شده ECC) مطالعه شده است.
این محصول کامپوزیتی به دلیل وجود الیاف با ویژگی‌های مناسب و همچنین مواد ترکیبی تشکیل دهنده، دارای مقاومت بسیار زیاد و قابلیت شکل‌پذیری مناسب در برابر بارهای خمشی و کششی است که با توجه به خصوصیات مکانیکی و جذب انرژی بالا در برابر بارهای خارجی، کاربردهای ضربه‌ای، انفجاری و ارتعاشی ویژه‌ای دارد.
ساخت میز لرزه‌ای که می‌تواند زلزله را شبیه‌سازی کند، دستاوردی دیگر از محققان کشورمان برای مقاوم‌سازی ساختمان‌ها است. این میز برای تخمین میزان ضربه‌پذیری اجزاء ساختمان در طراحی بنا مورد استفاده قرار می‌گیرد.
اختراع سازه‌های پایدار نیز که ایده آن پس از سال‌ها به ثمر نشسته است، توسط دکتر صائبی، دانشمند ایرانی‌الاصل ثبت جهانی شده است. در این سازه دیگر نیازی به مصالح ساختمانی که هم‌اکنون در ساخت‌وسازها به کار می‌رود، نیست و در ساخت آن از صنعت نانوتکنولوژی استفاده شده است. این سازه در برابر زلزله، آتش‌سوزی و طوفان مقاوم است و سرعت ساخت بنا را به طرز چشمگیری افزایش می‌دهد.
دستاوردهای دیگری مثل بلوک‌های سبک دیواری، سازه‌های ترکیبی، سازه‌های فولادی گالوانیزه، شیشه‌های سکوریت نشکن، پنل‌های دوجداره، عایق‌های نوین حرارتی و … مواردی هستند که در نمایشگاه نما، سازه و تکنولوژی‌های نوین صنعت ساختمان که سال گذشته با حضور شرکت‌های ساخت‌وساز جهانی برگزار شد، ارائه شده‌اند. این نمایشگاه و رویدادهای دیگری از این دست که با هدف عمده تلاش برای رسیدن به استانداردهای جهانی در صنعت ساختمان برگزار می‌شود، دریچه‌ای برای آشنایی با فناوری روز دنیا در این حوزه است. اما شاید بتوان گفت که اگرچه در کشور ما دغدغه آشنایی با این تکنولوژی‌های نوین وجود دارد، تلاشی برای استفاده عملی از آن‌ها در سطح عمومی و گسترده انجام نمی‌گیرد و در نهایت مردم ما در خانه‌های خود از ترس زلزله نیامده، خواب راحت ندارند.
فناوری‌های نوین در ایران، دانش نه عملکرد
با وجود آن‌که طیف وسیعی از مواد و شیوه‌های نوآورانه در طراحی ساختمان‌ها برای پاسخگویی به شرایط جدید در جهان وجود دارد و می‌تواند الگوی مناسبی برای جامعه مهندسی کشور ما نیز باشد، اما عدم وجود اقدامات کلیدی مانند حمایت مالی برای کمک به ایجاد زیرساخت‌های تست و مکانیزم ساختمان و اعمال هزینه کمتر با عملکرد بالاتر، باعث شده است که ما همچنان در ساختمان‌های ناایمن زندگی کنیم.
استاندارد زلزله در ایران برای ساختمان‌هایی ارائه شده است که با اسکلت فلزی یا بتنی ساخته می‌شوند یا ساختمان‌هایی با مصالح آجری تا سقف دو طبقه که تمهیدات خاصی در آن‌ها لحاظ شده باشد. در صورتی‌که ساختمان‌ها براساس استانداردها و ضوابط مهندسی ساخته شوند، هنگام بروز حوادث مي‌توانند کمترین تلفات جاني را داشته باشند. اما اگر ساختمانی مطابق استانداردها ساخته نشده باشد، انتظار پایداری آن در برابر زلزله امیدی واهی است.
براساس آمار سال 1390 «مرکز آمار ایران»، از حدود نزدیک به 19.5 میلیون واحد مسکونی در ایران، تنها 8.3 میلیون واحد آن دارای اسکلت هستند و 11.2 میلیون واحد، ساختمان‌های بنایی چندطبقه، نیمه‌اسکلتی، فاقد اسکلت و مواردی از این قبیل هستند که در برابر زلزله مقاومت لازم را نخواهند داشت.
باید دانست که برای افزایش نوآوری در ساخت‌وسازها ابتدا لازم است که بسترهای مناسب در ساختمان‌ها و محیط به وجود آید و فرهنگ استفاده از فناوری‌های نوین و مصالح جدید در جامعه ایجاد شود و در کنار همه این توجهات، می‌بایستی با دید اقتصادی هم به مسأله نگاه کرد.
No tags for this post.
