نویسنده : تحریریه آرل
تاریخ : پنجشنبه , ۱۴۰۲/۰۱/۲۴ ۱۹:۵۲
زلزله
صفحات تکتونیکی با برخورد به هم زمینلرزه یا زلزله را به وجود میآورند. زلزلهها بسیار بیشتر از آنچه تصور میکنیم، اتفاق میافتند و روزانه دهها زمینلرزه در سراسر جهان رخ میدهد که بسیاری از آنها ناچیز و کوچک هستند. اما قدرت برخی از آنها بسیار زیاد است و وقتی در نزدیکی مناطق شهری رخ میدهند، یکی از مخربترین نیروهای روی زمین بهشمار میروند. زلزلههای قوی سبب آسیبهای جانی و محیطی بسیاری میشوند. آنها محیطهای انسانی را تخریب و جان انسانها را تهدید میکنند.
زلزله امواج ضربهای را در فواصل کوتاه و سریع مانند بار افقی بسیار شدید ساطع میکند. بهطور عمومی ساختمانها بارهای عمودی را بهخوبی تحمل میکنند. (هم بارهای مرده مانند وزن مصالح سازهای و هم بارهای زنده مانند ساکنان ساختمان، مبلمان و سایر تجهیزات). در صورت وقوع زلزله، نیروهای جانبی منتقلشده توسط امواج زلزله، کل سازه را به لرزه درمیآورد. این امر ممکن است پیامدهایی بههمراه داشته باشد از آسیبی سطحی گرفته تا فروریختن تمامی سازه.
ایمنسازی سازهها در مناطق زلزله خیز
در مناطق زلزله خیز که فعالیت لرزهای در آن زیاد رخ میدهد، از سیستمهای پیریزی انعطافپذیر، وزنههای تعادل و حتی آونگها در ساختمانهای بلند استفاده میشود. این کار از تاب خوردن سازه در هنگام زمینلرزه جلوگیری میکند. این سیستم میتواند به حفظ تعادل سازه در حین زلزله منجر شود. اما علاوه بر آرماتورهای سازهای، مصالح تشکیلدهنده ساختمان نیز میتوانند در ایمنسازی سازهها در مناطق زلزله خیز نقش اساسی داشته باشند.
کشورها و مناطقی که دارای فعالیتهای زمینساختی هستند، از پیشرفت تحقیقات و آزمایشها در مهندسی و ساختوساز استفاده میکنند. بهرهمندی از این دانش خطر مرگومیر ناشی از زلزله را کاهش میدهد. پژوهشها ثابت کردهاند که برخی از محلولها و مواد در زمان وقوع زلزله بهتر عمل میکنند. این مواد میتوانند ساختمانها را در برابر زلزله مقاومتر کنند. چوب یکی از این مواد است.
ساختار چوب و ارتباط آن با زلزله
چوب در نقش ماده سازهای بهویژه در زمینه زلزله خوب عمل میکند، زیرا سیستمهای مقاوم چوب در برابر نیروی جانبی به شکلپذیری بالایی تمایل دارند. این ویژگی نشان میدهد چوب مادهای است که تا رسیدن به لحظه شکستگی خود تغییر شکل زیادی را تحمل میکند. چوب پیش از شکستن خم میشود. به رفتار درخت در برابر طوفان دقت کنید. درخت بهراحتی در برابر فشارها و نیروهای طوفان مقاومت میکند. ویژگیهایی که سبب میشود چوب بتواند در برابر نیروهای زمینلرزه (بهخصوص در مناطق زلزله خیز) مقاومت خوبی از خود نشان دهد، عبارت است از:
شکل سلولهای چوب
دلیل مقاومت را باید در ساختار این ماده جست. چوب از سلولهای بلند، نازک و قوی تشکیلشده است و شکل کشیده دیوارههای سلولی بهموازات دانه به چوب استحکام بالایی میبخشد. محصولات چوبی میتوانند بارهای بسیار بالایی را تحمل کنند. بهویژه زمانی که نیروهای فشاری و کششی موازی با الیاف چوب اعمال میشوند.
سبک بودن چوب
یکی دیگر از ویژگیهای مثبت چوب در این مواقع، سبک بودن آن است. هر چه جرم ساختمان کمتر باشد، نیروی اینرسی کمتری با امواج لرزهای ایجاد میشود. کریستیانو لاس، استادیار مهندسی چوب در دانشگاه بریتیش کلمبیا و متخصص مقاومسازی سیستمها و سازههای چوبی است؛ سازههایی که در مناطق زلزله خیز در برابر زلزله کارایی بالایی دارند. او در آزمایش تجربی مجموعههای چوبی مشارکت دارد. این متخصص با اشاره به مزایای ذاتی چنین سیستمهایی معتقد است یکی از عواملی که چوب را تا حد زیادی قویتر میکند، وزن سبک آن است.
شاید بهنظر برسد سبکوزنی چوب نقطهضعف آن بهشمار میرود. اما در واقع این امر یکی از مزیتهای بزرگ این ماده قلمداد میشود. چوب پنج برابر سبکتر از بتن است و بهطور قابلتوجهی نیروهای لرزهای ساختمان را کاهش میدهد.
تمایل به ایجاد سیستم اتصالاتی
کریستیانو لاس به یکی دیگر از مزایای سیستمهای چوبی اشاره میکند. مزیت مورد نظر تمایل این ماده به ایجاد سیستم اتصالاتی است. در سیستم های چوبی اگر میلگرد نیز به کار رود، اتصال چوب و میلگرد میتواند بسیار مفید باشد و استحکام سازه را افزایش میدهد. اگر هیچ میلگردی در مواد یا سیستم وجود نداشته باشد، سیستم آسیبپذیرتر خواهد بود. اگر اتصال بهخوبی در سیستم شکل بگیرد، امکان تعمیر بهموقع آن نیز وجود خواهد داشت.
استفاده از الوار برای ساختوساز در مناطق زلزلهخیز
ساختمانی که در زلزله خوب رفتار میکند، ساختمانی است که توانایی برقراری تعادل بین سختی و سبکی را دارد. ساختمانی که بیش از حد سخت است، شکننده میشود. زیرا ساختار آن در نهایت بر اثر ارتعاشات میشکند. از طرف دیگر ساختمان سبکتر و دارای سختی کمتر میتواند باعث تکان بیشتر ساکنان شود و حرکات بزرگی ایجاد کند که به اجزای ساختمان آسیب میرساند. چندین بررسی با آزمایشهای واقعی نشان داده است ساختمانهایی که از الوار با اتصالات فلزی ساخته شدهاند، عملکرد موثری در برابر این پدیدههای طبیعی بهخصوص در مناطق زلزلهخیز خواهند داشت.
استفاده از چوب در ساختمانهای پس از فاجعه
در صورت وقوع زلزلههای قوی یافتن مکان امن برای پناه دادن به مردم بسیار حیاتی است. با اطمینان از امنیت جان مردم میتوان سریعتر نسبت به کمکرسانی اقدام کرد و به بازسازی زیرساختها و مکانهای ویرانشده پرداخت.
ساختمانهای پس از فاجعه یا «هاب»، ساختمانهایی هستند که بهعنوان تسهیلات ضروری برای ارائه خدمات در صورت وقوع فاجعه تعریف و شناخته میشوند. علت این نامگذاری آن است که هابها برای تحمل بار لرزهای بسیار بالاتر از ساختمانهای مسکونی یا تجاری معمولی ساخته میشود. این ساختمانها بیشتر بهعنوان مراکز نیرو، زیرساختهای پشتیبانی و مراکز عملیات برقآبی به کار میروند. چوب یکی از مصالح بسیار مناسب و کارآمد است که برای ساخت و ایمنسازی این نوع ساختمانها در مناطق زلزله خیز به کار میرود. دلیل این کار مقاومت چوب و مصالح چوبی در برابر نیروهای لرزهای و دوام آنها در برابر باد و حتی آتشسوزی است.
نمونهای از کاربرد الوار برای ساختوساز در مناطق زلزله خیز
مهندس نیک بویلاکوا، مدیر Fast+Epp، میگوید که مدارس در بریتیش کلمبیا، کانادا، با استاندارد بالایی طراحیشدهاند. این استانداردسازی سبب میشود سازهها 30 درصد بیشتر از ساختمانهای معمولی در برابر زلزله مقاومت کنند. این مدارس علاوه بر محافظت از دانشآموزان در هنگام وقوع زلزله، بهعنوان مراکز اجتماعی مناسب در نظر گرفته شدهاند که ایمنی، سرپناه و دسترسی به خدمات پس از زلزله یا انواع دیگر بلایای طبیعی را فراهم میکنند.
مهندس نیک بویلاکوا، با اشاره به نوآوریهای سازهای میگوید: «ما برای طراحی لرزهای مدرسه ابتدایی Bayview و مدرسه ابتدایی Sir Matthew Begbie، از سیستم دیوار برشی CLT استفاده کردیم. این سیستم مجموعه سازههای چوبی است که از سطح شکلپذیری و انعطافپذیری ویژهای برخوردار است و سیستم لرزهای بهویژه در مناطق زلزله خیز بهطور قطع به آن نیاز دارد. اصطلاح شکلپذیری میزان انعطافپذیری است که یک سازه میتواند بدون شکسته شدن از خود نشان دهد.»
این سیستم دیوارهای سازهای است که توسط میلههای نگهدارنده فولادی در گوشهها به فونداسیون متصل میشوند. استفاده از این نوع سیستم درصورت بروز بلای طبیعی مانند زلزله به کل سازه اجازه میدهد بهراحتی حرکت و انرژی را پراکنده کند و بدون آنکه فرو بریزد زلزله را پشت سر بگذارد.
جمعبندی
توسعه راهحلهایی که خطرات و آسیبهای وارده به ساختمانها را در هنگام وقوع زلزله کاهش میدهد، انگیزه بسیاری از محققان در سراسر جهان را برانگیخته است. بهتجربه دیده شده است که ساختمانهای چوبی سبک در برابر زلزله مقاومت نشان میدهند و استحکام کافی دارند. استفاده از سیستمهای ترکیبی چوب و فولاد به جذب و اتلاف بخشی از انرژی زلزله در مناطق زلزله خیز کمک میکند. الوار میتواند بهعنوان سیستم ساختمانی بسیار مقاوم بهکار گرفته شود. استفاده از الوار علاوه بر اینکه روش ساختوساز بسیار پایداری است، امکان استفاده دوباره از آنها را پس از پایان عمر مفیدشان فراهم میکند. همچنین ساختمانهایی که الوار در ساخت آنها استفاده شده است علاوه بر زلزله از آتشسوزی نیز در امان هستند.
https://www.archdaily.com/967285/is-mass-timber-a-good-choice-for-seismic-zones?ad_source=search&ad_medium=search_result_articles
مطالب مشابه
X
همراه معماری آرل باشید