مقاله تحلیلی: ده مورد از مقاوم‌ ترین ساختمان‌ ها در برابر زلزله

همیشه به محض صحبت درباره زمین لرزه، اولین تصاویری که در ذهن ایجاد می‌شود، دگرگونی، ویرانی و مصیبت است. علاوه بر این موارد، این تصور هم وجود دارد که زلزله سبب مرگ هزاران و حتی میلیون‌ها نفر می‌شود. نیروهای جانبی ناشی از امواج لرزه‌ای مسئله جدیدی برای بشر نیست اما همیشه باعث آزرده خاطر شده انسان از عصر برنز تا به کنون شده است، چرا که در طول تاریخ شهرهای مهمی با معماری چشمگیر به دست این بلای طبیعی تخریب شده‌اند. این موضوع وقتی وخیم‌تر و نگران‌کننده‌تر می‌شود که جمعیت شهرنشین ساکن در سازه‌های سر به فلک کشیده افزایش یابد.

حال این سؤال مطرح می‌شود که آیا ما نمی‌توانیم قوانینی سخت‌گیرانه برای مقابله با فشار ناشی از فعالیت‌های زمین وضع کنیم و از این طریق جان افراد را نجات دهیم؟ خوشبختانه دانشمندان، مهندسان و معماران پیوسته در تلاش هستند تا تکنولوژی‌های هوشمندی ابداع کنند تا بتوان از طریق آن‌ها اطمینان حاصل کرد که خانه‌ها و آسمان‌خراش‌ها در مقابل این فاجعه بی‌رحم سرپا باقی می‌مانند و به ساکنین این ساختمان‌ها آسیبی وارد نمی‌شود. ما ده ساختمان طراحی کرده‌ایم که مجهز به تکنولوژی‌های برای خنثی کردن اثرات فاجعه بار زمین لرزه هستند. بعضی از آن‌ها جدید و بعضی دیگر هنوز در حال آزمایش هستند؛ اما هدف از ساخت همه آن‌ها محافظت از محیط اطراف و انسان‌ها در برابر این فاجعه طبیعی می‌باشد.

۱- ساختمان Utah State Capitol

این ساختمان یک مرکز دولتی است. به دلیل این‌که این ساختمان در یک منطقه زلزله خیز قرار دارد، مسئولین تصمیم گرفتند برای مقابله با این واقعه سیستم جداساز فونداسیون را نصب کنند که این فرآیند در سال 2007 پایان یافت.

 با نصب این سیستم کل ساختمان روی یک شبکه متشکل از 280 جداساز ساخته شده از لاستیک‌های چند لایه قرار گفت که خود این جداسازها نیز روی فونداسیون ساختمان قرار داشتند. این بلبرینگ‌ها به وسیله ورق‌های فولادی از یک سو به ساختمان و از سوی دیگر به فونداسیون آن متصل شدند.

هنگام وقوع زمین لرزه، این بلبرینگ‌های جدا کننده، به صورت محکم در راستای عمودی باقی می‌مانند و به این صورت سبب می‌شوند که ساختمان نوسان‌های آرامی به سمت عقب و جلو داشته باشد، به عبارتی دیگر فونداسیون ساختمان حرکت می‌کند اما سبب حرکت سازه فوقانی نمی‌شود.

۲- فرودگاه بین‌المللی صبیحه گوکچن (Sabha Gökçen)

شهر استانبول درر محل تلاقی 3 صفحه تکتونیکی مهم قرار دارد. از این رو احتمال وقوع زمین لرزه در این منطقه وجود دارد. سازه‌این فرودگاه با مساحت 2 میلیون فوت مربع به گونه‌ای طراحی شده که علاوه بر مقاومت در برابر زلزله‌هایی با بزرگی 8 ریشتر، می‌تواند پس از وقوع چنین فاجعه‌ای کاملاً عملکرد خود را حفظ کند. در سازه‌این فرودگاه از جداسازهای پاندولی اصطکاکی سه‌گانه استفاده شده که کمک می‌کند ساختمان هنگام وقوع زمین لرزه بالاتر از سطح زمین قرار بگیرد. برای اینکه نصب این جداسازها به نحوی مقرون به صرفه انجام شود، شبیه سازی کامپیوتری بسیار پیچیده و سطح بالایی صورت گرفت.

۳- برج تایپه 101

برج تایپه 101 که پیشتر به اسم مرکز مالی جهانی شناخته می‌شد، یک آسمان‌خراش فوق‌العاده در تایپه پایتخت کشور تایلند است. این برج با ارتفاع 1667 فوت در سال 2004 جزء یکی از بلندترین ساختمان‌ها محسوب می‌شد. برای این‌که این آسمان‌خراش بتواند در مقابل توفان‌ها و زمین لرزه‌ها مقاومت کند، طراحان از میراگر جرمی تنظیم شده استفاده کردند.

زیبایی معماری این برج به گونه‌ای است که یک قسمت با جرم زیاد در نزدیکی قسمت فوقانی قرار دارد. این قسمت به واسطه کابل‌هایی فولادی در حالت معلق به سر می‌برد. در هنگام زمین لرزه، این میراگر جرمی مثل یک پاندول در خلاف جهت نوسان ساختمان حرکت می‌کند. از این رو، انرژی و اثرات لرزه‌ای ناشی از زمین لرزه و طوفان‌ها به ترتیب جذب و کاهش می‌یابند. بدین صورت از پاسخ دینامیکی سازه هنگام فعالیت‌های لرزه‌ای زمین کاسته می‌شود. بزرگ‌ترین میراگر جرمی تنظیم شده جهان با وزن 730 تن و به شکل یک توپ طلایی رنگی در مرکز این آسمان‌خراش نصب شده است.

۴- برج خلیفه دوبی

برج خلیفه بزرگ‌ترین سازه ساخته دست بشر در جهان است که در امارت و شهر دوبی واقع شده است. ارتفاع این آسمان‌خراش 2722 فوت می‌باشد. این برج از سال 2009 تا کنون به عنوان بلندترین ساختمان جهان شناخته می‌شود. به دلیل این‌که سازه‌این برج مشابه یک مناره مارپیچ است، می‌توان آن را نمادی از فرهنگ اسلامی دانست. مهندسان این سازه را به نحوی طراحی و ساختند که بتواند در مقابل زلزله‌هایی با بزرگی 5.5 تا 7 ریشتر مقاومت کند.

۵- برج یوکوهاما

برج یاکوهوما که در شهر یوکوهومای ژاپن واقع شده است، با ارتفاع 972 فوت دومین ساختمان بلند ژاپن شناخته می‌شود. از زمانی که انسان‌ها مجمع الجزایر ژاپن (منطقه‌ای فعال به لحاظ ژئوتکنیکی) را برای سکونت انتخاب کردند، همواره در معرض زمین لرزه‌های متعدد قرار داشته است. ژاپنی‌ها همواره به دنبال آن بوده‌اند که ساختمان‌ها را با هدف حفظ ایمنی آن‌ها در مقابل زلزله بسازند.

 این سازه فوق العاده نمادی از اقدامات خنثی کننده حرکت‌های زمین در طی زلزله است. اصلی‌ترین اقدامی که در این برج صورت گرفته، قرار داشتن ساختمان روی چندی غلتک است که هنگام وقوع زمین لرزه سبب می‌شود زمین زیر ساختمان حرکت کند اما هیچ اختلال و مشکلی در سازه فوقانی رخ ندهد. علاوه بر اینکه در این ساختمان از میراگرهای جرمی استفاده شده، در ساخت آن نیز از مصالحی با انعطاف‌پذیری بالا بهره گرفته شده تا هنگام وقوع زمین لرزه ساختمان به جای اینکه دچار شکست شود بتواند خم شود.

۶- برج بانک آمریکا

برج بانک آمریکا که پیشتر به اسم برج کتابخانه و اولین مرکز بانک جهانی شناخته می‌شد، در ایالت کالیفرنیا و شهر لس‌آنجلس قرار دارد. این برج با ارتفاع 1018 فوت در منطقه زلزله خیز کالیفرنیا قرار دارد. مساحت این ساختمان اداری حدود 1.3 میلیون فوت مربع می‌باشد. این ساختمان به گونه‌ای ساخته شد که بتواند در برابر زلزله‌ای با بزرگی 8.3 ریشتر مقاومت کند.

۷- برج هرمی شکل ترنس­آمریکا (Transamerica Pyramid)

این ساختمان بلندتری آسمان‌خراش در سانفرانسیسکو محسوب می‌شود. این برج یکی دیگر از مقاوم‌ترین ساختمان‌ها در برابر زمین لرزه است که عملکرد خود را مدیون طراحی صلب سازه‌اش است. این برج با ارتفاع 853 فوت به گونه‌ای ساخته شده است که علی‌رغم ارتفاع زیادش می‌تواند ساختمان‌های مجاور را از نور خورشید بهره‌مند کند. این سازه عظیم روی فونداسیونی متشکل از فولاد و بتن قرار گرفته است. این فونداسیون به گونه‌ای طراحی شده که هنگام وقع زمین لرزه حرکت می‌کند.

طی زلزله‌ای که با بزرگی 7.1 ریشتر در سال 1989 رخ داد، این ساختمان 48 طبقه به مدت یک دقیقه لرزید اما آسیبی ندید. دلیل آن، اقداماتی است که برای خنثی کردن حرکات زمین لرزه انجام شده بود.

 ۸- برج‌های دوقلوی پتروناس

این ساختمان تا سال 2004 بلندترین ساختمان جهان محسوب می‌شود. برج‌های پتروناس در شهر کوالالامپور کشور مالزی قرار دارند و به لحاظ سازه‌ای به گونه‌ای ساخته شده‌اند که می‌توانند در مقابل زمین لرزه‌ها مقاومت کنند. این برج با ارتفاع 452 متر هنوز هم بلندترین ساختمان دوقلوی جهان محسوب می‌شود. همچنین این ساختمان‌ها دارای بلندترین پل دو طبقه جهان هستند که طبقات 41 ام و 42 ام این دو ساختمان را به هم متصل می‌کند. از دیگر ویژگی‌های این پل متصل کننده دو ساختمان این است که می‌تواند لغزش‌هایی داخلی و خارجی نسبت به برج‌ها را داشته باشد تا از این طریق مانع وارد شدن بار باد بر این دو برج شود.

۹- برج One Rincon Hill South

این مجتمع مسکونی با شکوه در ایالت کالیفرنیا و شهر سان‌فرانسیسکو قرار دارد. برج جنوبی این مجتمع یک مخزن بزرگ آب است که اساساً به صورت یک میراگر چرمی مایع طراحی شده است به نحوی که سبب می‌شود این ابر سازه در مقابل فشار ناشی از تندبادها و زمین لرزه‌ها مقاومت کند.

 این برج همچنین رفتاری مشابه یک مهاربند مقاوم در برابر کمانش (مهاربند کمانش تاب) دارد به صورتی که سبب می‌شود ساختمان در مقابل بارهای جانبی چرخه‌ای که معمولاً ناشی از بارهای زلزله هستند، مقاومت کند.

۱۰- ساختمان سیتی کورپ سنتر (Citicorp Center)

این ساختمان 915 فوتی یک برج اداری در شهر نیویورک است که یکی از ساختمان‌های مقاوم در برابر زلزله در منهتن به حساب می‌آید. در ابتدا این ساختمان اتصالات ضعیف‌تری داشت که به لحاظ سازه‌ای و با توجه به فشار ناشی از بارگذاری بار باد روی مفصل‌ها کاملاً غلط طراحی شده بود؛ بنابراین یک میراگر جرمی تنظیم شده بتنی به وزن 410 تن برای پایداری سازه داخلی و مقابله با اثرات ناشی از فشار باد به آن اضافه شد. این ساختمان اولین آسمان‌خراش در امریکا است که مجهز به میراگر جرمی تنظیم شده می‌باشد. به همین دلیل این مرکز به عنوان یک مرکز جالب توجه شناخته می‌شود.

منبع

ترجمه شده توسط تیم مترجمین ۸۰۸

اگر دوست دارید به تیم مترجمین ۸۰۸ بپیوندید، با ما تماس بگیرید.

دریافت فایل PDF مقاله برای اعضای VIP رایگان است. سایر کاربران با پرداخت ۵۰۰ تومان می توانند اقدام به دریافت این فایل کنند.