زلزله و عوامل آسیب پذیر به ساختمان چیست؟

زلزله چیست؟

هم کف دریا و هم سطح زمینی که ما روی آن زندگی میکنیم پوسته ی سختی است متشکل از سنگ های سبک که روی هسته نرم مرکز زمین که از نوعی سنگ مذاب سخت تر و نوعی آهن مذاب تشکیل شده است شناور هستند، این پوسته سخت به صورت یکدست و جامد نیست بلکه این پوسته به شکل توده ای و تکه تکه است، که به وسیله گسل ها و ترانشه ها از هم جدا شده و یا در نواحی کوهستانی به یکدیگر با فشار متصل شده اند.

لایه های زمین

این صفحه ها جدا و ثابت نیستند بلکه با سرعتی بسیار آرام و به واسطه نیروی حرارتی موجود در هسته مذاب، نیروی گرانشی خورشید و ماه و همچنین نیروی گریز از مرکز حاصل از چرخش زمین به آرامی و دائما در حال حرکت هستند.

برخی از صفحات از هم فاصله میگیرند به ویژه در ترانشه های میانی اقیانوس ها، که مواد مذاب فشاری را به سمت بالا به صفحات وارد کرده و با قدرت صفحات را از هم دور میکند، در حالی که دیگر صفحات پوسته زمین بیشتر به هم نزدیک میشوند که این حرکت باعث به وجود آمدن کوه هایی همچون کوه های هیمالیا می شود (برای مثال تمام شبه قاره هندوستان رو به شمال در حرکت است و به آسیا برخورد میکند).

برخی از صفحات روی هم لیز میخورند، همچون صفحات پوسته سواحل غربی آمریکا، که در این صورت صفحات پیوسته روی صفحات متراکم تر کف اقیانوس لیز خورده که موجب می شوند کوه هایی همچون کوه های اند و راکی با نیروی پیشرانه به سمت بالا فشار آورند.

برخی صفحات در امتداد یکدیگر حرکت کرده، و در یک آن و در یک مسیر نادرست به هم می چسبند، که اغلب این اتفاق همراه با اصابت های سخت و یا لیز خوردن صفحات روی هم همراه است. (درست مثل سان فرانسیسکو)

همه این حرکات منجر به زمین لرزه می شوند (و همینطور گاهی باعث بروز آتشفشان می شوند). اگر این حرکات در طول یک سال ثابت و به یک قرار باشند و حرکاتی در حدود یک میلی متر باشند، کسی متوجه آنها نمی شود. اما خاصیت صفحات این است که گرایش به متراکم شدن دارند، صفحات حرکت می کنند، اما موادی که در محل تلاقی صفحات هستند کش می آیند، یا متراکم شده و یا به سمت و سویی دیگر خم می شوند.

سه نوع تعامل در محدوده مرز صفحات که منجر به حرکت صفحات می شود

مواد میانی آنها تغییر شکل می دهند (مثلا کش آمده یا متراکم شده و یا میچرخند). گاهی فشار وارده بر آنها از میزان تحمل نقطه شکست فراتر رفته و باعث می شود بخشی و یا همه ی این اتصال شکسته شود، و در این حالت است که با یک حرکت ناگهانی مواجه می شویم. این حرکت ناگهانی ممکن است بسیار اندک و ناچیز و یا حتی چند ریشتر باشد؛ اما در این حالت میزان زیادی از انرژی زمین تخلیه می شود، که این انرژی معمولا چیزی بیشتر از انرژی بزرگ ترین بمب های اتمی است.

انرژی تخلیه شده به صورت مواج به همه طرف پخش می شود، درست مثل حرکت موجی آب وقتی که سنگی را به داخل آب پرت میکنید؛ به علاوه این انرژی با سرعت بسیار زیادی در سطح زمین حرکت میکند. میزان این انرژی را در سرتاسر جهان می شود اندازه گیری کرد. به این حرکات و انرژی تخلیه شده زلزله می گویند.

پیش از وقوع زلزله معمولا لرزش های اخطار دهنده کوچکی رخ می دهند، که در راستای این لرزش ها تکه های پر فشار شکسته و اتصالات صفحات خود را دوباره متعادل می کنند، اما همچنان بخش عمده ای از اتصال بین صفحات به صورت پر فشار باقی می ماند. پس از اولین زلزله، و زمانی که اتصال اصلی شکسته شد و صفحات به حرکت در آمدند، تجدید تعادل دیگری صورت میگیرد و سایر تکه های موجود در اطراف گسل دوباره مورد اعمال فشار بالا قرار میگیرند و همین روند ادامه پیدا می کند.

این پس لرزه ها خود به تنهایی گاهی زمین لرزه های پر انرژی محسوب می شوند. پس از زمین لرزه، زمین دوباره به حالت اول برگشته و آرام میگیرد. اما حرکات صفحات همچنان ادامه پیدا کرده و زمین لرزه بعدی با نیروی بیشتر و به شکل بی رحمانه تری اتفاق می افتد.

مردم این زمین لرزه ها را فراموش میکنند و دوباره خانه ها و سازه هایی را می سازند که طی زمین لرزه بعدی قاتل جان خود و کودکانشان می شوند، در حالی که این امکان برای ما فراهم است تا در طول طراحی و ساخت بناهای خود از برخی اقدامات ضد زلزله استفاده کنیم.

 چه عواملی باعث می شود که یک سازه یا ساختمان در برابر زمین لرزه آسیب پذیر باشد؟

زمین لرزه باعث حرکت زمین می شود. زلزله می تواند تنها یک حرکت ناگهانی باشد، اما اغلب زمین لرزه مجموعه ای از شک های موجی شکل و در یک مدت زمان بسیار کوتاه است، درست مثل مثال بالا از انداختن سنگ در آب و ایجاد حلقه های موجی شکل. این لرزش ها هم باعث حرکت افقی و هم عمودی زمین می شوند.

تمام ساختمان ها می توانند وزن خود را تحمل کنند (یا احتمالا ریزش کنند). در حرکات عمودی زمین، ساختمان معمولا میتواند وزن کمی برف و حتی فشار طبقات را تحمل کند. از این رو حتی برخی بناهایی که ساخت چندان خوبی ندارند نیز میتوانند برخی حرکات بالا و پایین زمین را تحمل کنند.

اما لزوما همه ساختمان ها و بناها قادر به مقاومت در برابر حرکات افقی زمین نیستند، مگر اینکه حین نقشه کشی های مهندسی سازه ای و در طول ساخت بنا این مساله را در نظر گرفته و اقدامات لازم برای جلوگیری از زلزله را مد نظر قرار گیرد. این ضعف ساختمان ها تنها در صورت بروز زمین لرزه مشخص می شود، در حالی که این زمان مسلما زمان مناسبی برای فهمیدن ضعف های ساختمان نیست. بیشترین خسارتی که به بنا وارد می شود ناشی از حرکات افقی زمین است که معمولا طی همان اولین لرزش، ساختمان های بی بنیه فرو می ریزند.

در صورتی که انرژی حاصل از فشار افقی زمین به صورت موجی شکل باشد، بدترین حالت زمین لرزه رخ می دهد، در این حالت برخی از ساختمان های بزرگ نیز همچون دیاپازون (دوشاخه صوتی) می لرزند، به طوری که هر نوسان از نوسان قبلی بزرگ تر خواهد بود تا زمانی که بنا فرو می ریزد. احتمال وقوع این سری امواج بیشتر در مناطقی همچون مکزیک رخ می دهد که ساختمان ها روی زمین نرم و عمیق بنا شده اند. در چنین فرکانسی ساختمان های بلند و کوتاه چندان نوسان نخواهند کرد.

اغلب در ساختمان هایی با ارتفاع بیشتر وزن بیشتری نیز به ساختمان افزوده می شود؛ مثلا طبقاتی که هر یک روی دیگری قرار گرفته؛ دیوار های اطراف بالکن ها و داخل آپارتمان ها برای داشتن اتاق های کوچکتر بیشتر؛ ستون های بکار رفته در ساختمان؛ و کمد ها همه بر وزن ساختمان می افزایند. این وزن مازاد، فشار را بیشتر کرده به فروپاشی ساختمان کمک میکند.

هر چه وزن ساختمان بیشتر باشد باید قدرت آن و همچنین شالوده ساختمان برای مقاومت در برابر زلزله بیشتر باشد؛ بیشتر ساختمان ها پس از افزودن بار اضافی، مقاوم سازی نمی شوند.

اغلب دیوار ها و پارتیشن های بنا در برابر فشار نوسانی ساختمان مقاوم سازی نمی شوند؛ که این خود منجر به آسیب دیدن بنا حین زمین لرزه های بزرگ و یا ضعیف شدن شالوده و ساختار آن می شود. در این حالت بنا بشدت آسیب پذیر می شود به طوری که با یک پس لرزه ضعیف شاید زمین لرزه ای که در یک مسیر متفاوت، و یا با فرکانس دیگر به فروپاشی بنا می انجامد.

در ساختمان های چند طبقه بزرگ، طبقات و سقف آنها تنها روی دیوارها قرار گرفته و دیوارها تنها با وزن خود آنها را نگه میدارند؛ در این صورت عدم اعمال هر گونه نکته ساختاری باز هم برای ساختمان خطر آفرین خواهد بود. این مساله باعث ضعیف شدن و فروپاشی طبقات و سقف ساختمان می شود و هر آنچه که زیر آن قرار دارد را نابود میکند.

گاهی وزن مازادی بیش از این به ساختمان اضافه می شود، برای مثال یک طبقه دیگر، دیوارها و پارتیشن های اضافی، فضای ذخیره بیشتر و همچنین سنگ های بکار رفته در بام خانه برای جلوگیری از بیرون زدگی آن به وزن بنا می افزایند. در این حالت ترک هایی نیز در بتن ساختمان به وجود می آید.

پیوند رکاب ها (میله های فولادی کوچکی که تقویت کننده های اصلی را به هم وصل میکنند) به بتن منجر به تضعیف بتن شده، میله های تقویتی اصلی به سمت بیرون ستون خم می شوند و به ناگهان تمام قوای ساختمان تحلیل می رود. این مورد را به وضوح می توان در مثال آزاد راه اوکلند دید، در این بزرگراه ستون های بزرگ و بتنی آن به مرور فرو ریختند.

امروزه در پی مطالعاتی در زمینه مهندسی زلزله، این بزرگراه را با استفاده از کمربند های بزرگ و مقاوم در اطراف آنها تقویت کرده اند تا قوای ساختاری آن را بهبود بخشند.

در بیشتر خانه های چند طبقه، ارتفاع دیوار های طبقه پایین بیشتر است (از این رو ستون های بلندتری نیز در ساختشان بکار می رود)؛ همچنین این طبقات فضای باز بیشتری نیز دارند (دیوار کمتری نیز در آنها به کار رفته است)؛ و اغلب طبقات اول روی پایه هایی بی دوام و اتصالی قرار گرفته اند. از این رو ستون های طبقه اول که بیشترین فشار وزن ساختمان و همچنین بیشترین فشار تراکمی حاصل از زمین لرزه را متحمل می شوند، کمترین میزان مقاومت و ثبات را نیز دارند.

اغلب این بخش های ساختمان پیش از بقیه پلان ها شروع به ریزش میکنند. در بدترین شرایط تنها یک تکان برای فروپاشی آنها کافی است، بی شک همگان به ویژه ساکنین آمریکا، مکزیک، ترکیه، ایران، پرو، و امروزه پاکستان و کشمیر با واژه معروف فروپاشی پنکیکی آشنا هستند. گاهی ساختمان روی خاک نرم ساخته می شود؛ حین لرزه این خاک تبدیل به شن روان شده که باعث فرو ریختن ساختمان می شود.

برخی ساختمان های بلند تا حدی سالم می مانند اما در نهایت در خود کاملا فرو میریزند. هر چه ساختمان بلندتر باشد احتمال فروپاشی آن بیشتر است، به ویژه اگر ساختمان در جهت نوسان امواج لرزش به نوسان در آید و علی الخصوص اگر شناور شدن خاک نرم زیر بنا باعث به نوسان در آمدن ساختمان شود.

ترجمه: آتنـا هوایی

زلزله و عوامل آسیب پذیر به ساختمان چیست؟
به این مطلب رای دهید



 

به اشتراک بگذارید :       فیس بوک کلوب

 

برچسب ها:
این مقاله اختصاصاً برای یاد بگیر دات کام تهیه شده است استفاده از آن با ذکر منبع همراه با لینک آن و نام نویسنده یا مترجم مجاز است

 

در یاد بگیر دات کام مشترک شوید و آخرین مطالب و مقالات را در ایمیل خود دریافت نمایید
برای عضویت، ایمیل خود را وارد کرده و بروی اشتراک کلیک کنید

نظر شما چیست؟

پرسش های خود را در بخش پرسش و پاسخ مطرح کنید

*

code



تبلیغات اینترنتی در یاد بگیر دات کام

بسته های تبلیغاتی ارزان قیمت




بستن تبلیغات

Useful Websites Directory

آموزش زبان آلمانی
آموزش زبان فرانسوی
آموزش برنامه نویسی اندروید
آموزش ARM
بهترین تور دبی
گردنبند اسم
طراحی سایت
طراحی سایت
طراحی سایت شرکتی
طراحی سایت توسعه دهندگان
جراحی بینی
دستگاه جوجه کشی ارزان
دستگاه جوجه کشی
کولر گازی بانه
روغن شتر مرغ
شیشه سکوریت
خرید لپ تاپ
قیمت سوئیچ شبکه
قیمت پرینتر لیزری



صفحه ما را در فیس بوک دنبال کنید صفحه ما را در توییتر دنبال کنید صفحه ما را در گوگل پلاس دنبال کنید صفحه ما را در  تلگرام دنبال کنید صفحه ما را در  اینستاگرام دنبال کنید صفحه ما را در لینکداین دنبال کنید