‫ تقنيات عديدة في المباني لمقاومة الزلازل.. هل تتصدى للهزات الأرضية؟ 

تقنيات عديدة في المباني لمقاومة الزلازل.. هل تتصدى للهزات الأرضية؟ 

الدوحة – موقع الشرق

تشتهر اليابان بكونها موطناً لبعض أكثر المباني مرونة في العالم، حيث تحافظ البنايات الشاهقة على اتزانها وتماسكها بتقنيات راقصة تتصدى للهزات الأرضية والزلازل الخطيرة دون انهيار.

وبينما يعج الناس وحركة المرور من حول تلك الأبنية، فإنها ثابتة ومنتصبة بشكل يجعل اليابان حالةً استثنائية في المقاومة، رغم وقوعها في بؤرة حزام الزلازل المعرَّضة لخطر الضربات الأرضية الشديدة.

فخلال زلزال هانشين الذي ضرب اليابان عام 1995، قتل نحو 6000 آلاف شخص في المدينة الصناعية الساحلية وما حولها، غير أن مبنى واحدا في المدينة لم يتأثر بالزلزال العنيف.

وكان المبنى مملوك لشركة إنشاءات هندسية يابانية، حيث جعلت أساساته من المطاط الخاص، في نسخة تجريبية وقتها، من تقنية بناء تسمى “تقنية عزل القاعدة”. 

وتستخدم هذه التقنية في نحو 9 آلاف مبنى في اليابان، ارتفاعا من 20 مبنى فقط وقت زلزال هانشين، بينما زُودت آلاف المباني الأخرى بأجهزة امتصاص الصدمات، التي يمكن أن تقلل بشكل كبير من الأضرار وتمنع الانهيار، وفق صحيفة “نيويورك تايمز”. 

وقالت الصحيفة إن دولا أخرى، مثل تشيلي والصين وإيطاليا والمكسيك وبيرو وتركيا ودول أخرى معرضة للزلازل، تبنت هذه التقنيات بدرجات متفاوتة.

وأشارت إلى أن هذه الابتكارات تُستخدم بشكل محدود في الولايات المتحدة، مثل المقر الرئيسي الجديد لشركة آبل في وادي السيليكون.

تقنية الأساسات المعزولة 

تهتز المباني التقليدية مع الأرض أثناء الزلزال، ما يعني أنها قد تتعرض لأضرار هيكلية، ولكنها مصممة للبقاء واقفة وعدم الانهيار، وكلما كان الزلزال أقوى كلما تحرك المبنى استجابة لذلك.

ونقلت الصحيفة عن الخبراء، أن من المرجح أن تنجو المباني التي تستخدم عزل الأساس من زلزال قوي وتبقى آمنة للاستخدام.

ومن المباني الشهيرة حول العالم المبنية بهذه الطريقة مبنى الكابيتول في ولاية يوتاه، حيث صُمم لتحمل ما يصل إلى زلزال بقوة  7.3 درجة على مقياس ريختر.

تقنية المثبط الكتلي TMD

تستخدم هذه التقنية كتلة ثقيلة متأرجحة (مصنوعة عادة من الصلب) تعمل كبندول مركزي مصمم للتأرجح عكس الانحناء الذي يسببه الزلزال في المباني لمعادلة تأثير الهزة الأرضية.

وفي بعض الأحيان تكون الكتلة مصممة من خلال سائل يتحرك بنفس طريقة البندول (يميل في الاتجاه المعاكس للانحناء) لعكس التأثير الذي يسببه الزلزال.

وبحسب موقع” Re thinking the future” فإن برج خليفة في الإمارات مصمم وفق هذه التقنية، وكذلك مبنى تايبيه 101 في تايوان. 

تقنية الجسر المركزي

يربط جسر منزلق مصمم لامتصاص الصدمات بين مبنيين عاليي الطول عادة، وقد صمم برج بتروناس التوأم في ماليزيا الذي أنجز عام 1999 بهذه الطريقة، وهو أطول برج توأم في العالم على ارتفاع يبلغ 452 مترا.

التهدم المحسوب

في حالة حدوث زلزال شديد، تم تصميم معظم المباني الأميركية لتنهار بشكل محسوب مما يؤدي إلى تبديد طاقة الزلزال من خلال الأضرار.

والهدف هو الحفاظ على الأرواح، غير أن المبنى – مثل السيارة بعد وقوع حادث – سيكون عديم الفائدة.

وتدرس بعض المدن مثل سان فرانسيسكو قواعد تتطلب أن تكون المباني أكثر صلابة، على غرار تلك الموجودة في اليابان.

تعزيز الأساسات

توجد خمسة معايير رئيسية يجب مراعاتها لتصميم مباني تقاوم الزلازل، ومن أهم تلك العوامل بحسب موقع    “CS engineers  ” هو الأساس المناسب، حيث يمكن أن يساعد إنشاء أساس مرن للمبنى على البقاء واقفا أثناء الزلزال.

وأورد الموقع اقتراحا يقضي ببناء أساس مصنوع من الخرسانة المسلحة وشرائط متقاطعة فوق وسادة وسيطة من الرمل.

صرف المياه

وقال الموقع إن المياه المتجمعة يمكن أن تخلق مضاعفات هيكلية، ويقترح بناء آليات تصريف للمياه المتجمعة لمساعدة الهياكل على تحمل الزلازل.

التعزيز الهيكلي

يتبع المهندسين والمصممين طرق مختلفة لتقوية هيكل المبنى ضد الزلازل المحتملة، مما يؤدي إلى تصريف القوى الزلزالية وإعادة توجيهها.

البناء بمواد لينة

يمكن للمواد ذات الليونة العالية امتصاص كميات كبيرة من الطاقة دون أن تتحطم، ويعتبر البناء بالطوب والخرسانة من المواد منخفضة الليونة، لكن مواد مثل الفولاذ المعدل والخرسانة المسلحة بشكل مبتكر بالألياف يمكن أن توفر ليونة مشابهة.

وأظهرت شركة هندسة مدنية كيف يمكن للناس في إندونيسيا بناء منازل مقاومة للزلازل بالكامل تقريبا من الخيزران، حسب الموقع السابق ذكره.