اهمیت مقاوم‌سازی ساختمان با توجه به زلزله ترکیه

بر اساس جزئیات منتشر شده توسط مرکز ملی اطلاعات زلزله (NEIC) در راکویل، مریلند، ایالات متحده، به طور متوسط 20 هزار زلزله در سراسر جهان در سال رخ می‌دهد؛ به عبارت دیگر، چیزی در حدود 55 زمین لرزه در روز.

مطالعات طولانی‌مدت که از حدود سال 1900 انجام شده است، نشان می‌دهد می‌توان انتظار داشت هر سال حدود 16 زمین لرزه بزرگ رخ دهد. این‌ها شامل 15 زمین لرزه 7 ریشتری و یکی با بزرگی 8 یا حتی بیشتر است. آمارهای انجام شده در 40 تا 50 سال گذشته نشان می‌دهد که تعداد بزرگ‌ترین زمین‌لرزه‌ها بیش از ده برابر از میانگین بیشتر شده است. این امر، اهمیت حفاظت از ساختمان‌ها را بیشتر می‌کند.

در طول زمین‌لرزه‌های بزرگ‌تر مانند زلزله در ترکیه امواج انرژی عظیمی در داخل زمین جابه‌جا می‌شوند که می‌توانند در سطح زمین از طریق زمین لرزان احساس شوند. خاک هم به صورت عمودی و هم به صورت افقی حرکت می‌کند و هر چیزی که روی آن قرار می‌گیرد نیز به همان نسبت حرکت خواهد کرد. 

از یک‌سو، زلزله‌ها اثر بی‌ثبات‌کننده‌ای بر ساختار ساختمان‌ها دارند، زیرا تکان‌های خاک باعث نوسان اجزای افقی و عمودی ساختمان می‌شوند. از سوی دیگر، زمین‌لغزش یا روان شدن خاک می‌تواند منجر به خسارات شدید شود.

در چند دهه گذشته، چندین زلزله بزرگ در جهان رخ داده است که به واسطه آن‌ها انسان‌های زیادی به کام مرگ فرستاده شده‌اند. مرگبارترین زمین‌لرزه‌ها معمولاً قوی‌ترین زلزله‌های ثبت شده نیستند. تلفات اغلب تابعی از عمق زمین لرزه (زلزله‌های کم‌عمق خسارات بیشتری وارد می‌کنند)، تراکم جمعیت و مقاومت ساختمان‌ها و سازه‌ها است. برخی از زمین‌لرزه‌ها، مانند زلزله اقیانوس هند در سال 2004 و زلزله بزرگ سندای ژاپن در سال 2011، سونامی ایجاد کرد که باعث خسارات و تلفات بیشتر شد. در مقابل، دو مورد از قوی‌ترین زلزله‌های ثبت‌شده، مانند زلزله‌های شیلی در سال‌های 1960 و 2010، تلفات نسبتاً کمی داشتند.

در بامداد 8 اکتبر 2005، اسد جامو و کشمیرسووی در استان خیبر پاکستان توسط زمین لرزه‌ای به بزرگی 7.6 مگاوات لرزید. حدود 100 هزار نفر جان باختند و بیش از 138 هزار نفر به شدت مجروح شدند. علاوه بر این، حدود 3.5 میلیون نفر آواره شدند. ساختمان‌ها و زیرساخت‌ها در اثر جابه‌جایی زمین به شدت آسیب دیدند:

• بیش از 400 هزار خانه

• 6298 ساختمان مدرسه

• 796 مرکز بهداشتی درمانی

• 6440 کیلومتر شبکه راه

و 50 تا 70 درصد خدمات از جمله ارتباطات، برق و آب آسیب دید.

مجموع هزینه‌های برآورد شده خسارت حدود 5.2 میلیارد دلار آمریکا بود. دلایل تخریب عظیم تا حدی به این واقعیت مربوط می‌شد که بیشتر ساختمان‌ها فقط با انطباق جزئی با قوانین ساخت‌و‌ساز و بدون مقاوم‌سازی در برابر زلزله ساخته شده بودند.

در 6 فوریه زمین لرزه به قدرت 7.6 مگاوات جنوب و مرکز ترکیه و بخش شمال غربی سوریه را لرزاند. کانون این زمین لرزه در 37 کیلومتری غرب و شمال غرب منطقه غازیانتپ بود. این زمین لرزه یکی از بزرگ‌ترین زلزله‌هایی است که تا کنون در این منطقه اتفاق افتاده است. کشورهایی همچون مصر، فلسطین، اسرائیل، لبنان، قبرس و سواحل دریای سیاه ترکیه نیز این زمین لرزه را احساس کردند. 

بر اثر این زمین لرزه، زندگی 14 میلیون نفر برابر با 16 درصد از جمعیت کشور ترکیه تحت تأثیر قرار گرفت. میزان خسارات در ترکیه بیش از 100 میلیارد دلار و در سوریه بیش از 5 میلیارد دلار برآورد شده است. اما آیا این امکان وجود داشت که این میزان خسارت وارد نشود؟ برای پاسخ دادن به پرسش بیایید نگاه کوتاهی به زلزله ژاپن اندازیم.

وقتی لرزش در ساعت 5:46 صبح شروع شد، یاسوهیسا ایتاکورا، معمار یک شرکت ساختمانی بزرگ ژاپنی در کوبه، پشت میزش نشسته بود و گزارشی را که تمام شب برایش زحمت کشیده بود، به پایان می‌رساند. دفترش تکان می‌خورد اما کتاب‌ها در قفسه‌هایشان ماندند و چیزی از روی میزش نیفتاد.

آقای ایتاکورا گفت: "با خودم فکر کردم، این زلزله آن‌قدر بزرگ نیست." اما در واقع فاجعه‌بار بود. زلزله بزرگ هانشین در 17 ژانویه 1995 بیش از 6000 نفر در شهر بندری صنعتی و اطراف آن کشته داد.

آقای ایتاکورا از شدت زلزله در امان مانده بود؛ زیرا ساختمان اداری سه طبقه او روی یک پایه آزمایشی ساخته شده از لاستیک قرار داشت. این نوع طراحی، نسخه اولیه یک تکنیک مهندسی به نام جداسازی پایه بود.

تکنیکی که از ساختمان آقای ایتاکورا محافظت می‌کرد، امروزه در حدود 9000 سازه در ژاپن استفاده می‌شود؛ در حالی که در زمان زلزله کوبه تنها 22 سازه به این تکنیک مجهز بودند. هزاران ساختمان دیگر در کشور مجهز به دستگاه‌های ضربه‌گیر هستند که می‌توانند آسیب‌ها را تا حد زیادی کاهش دهند و از ریزش آنها جلوگیری کنند.

با توجه به زلزله‌های اتفاق افتاده در نیم‌قرن اخیر مانند زلزله در ترکیه و سوریه، مشخص است که باید ساختمان‌ها و زیرساخت‌ها در برابر زلزله مقام سازی شوند. مزایای این کار به ویژه در مناطقی که در معرض زلزله هستند، شامل موارد زیر می‌شود:

• بهبود قابل‌توجهی در شانس بقا

• از کار نیفتادن تأسیسات مهم 

• محدود شدن آسیب‌های سازه‌ای به مناطق محدود 

• ایجاد ثبات باعث افزایش اعتماد به نفس کارکنان می‌شود.

• بهبود روحیه پس از زلزله 

قوانین لرزه‌ای در کانون توجه

آیا این ضرب‌المثل را شنیده‌اید: زلزله انسان را نمی‌کشد، اما ساختمان‌ها می‌کشند؟ به همین دلیل است که استانداردهای لرزه‌ای و مقررات مقاوم‌سازی در برابر زلزله، برای حفاظت از جان و مال افراد ضروری و حیاتی هستند.

الزامات اساسی از نظر مقاومت لرزه‌ای ساختمان به نوع ساختمان، موقعیت آن و اجرای طرح و معیارهای لرزه‌ای بستگی دارد. با این حال، پایداری زمین نیز باید قبل از شروع ساخت‌و‌ساز بررسی شود.

ساختمان‌ها باید – با رعایت قوانین ساخت‌و‌ساز قابل اجرا – به‌گونه‌ای طراحی شوند که نتوانند ریزش کنند و بتوانند در برابر زلزله‌هایی که انتظار می‌رود در محل ساخت و ساز رخ دهند، مقاومت کنند.

با این حال، رعایت ساده قوانین تضمین نمی‌کند که ساختمان‌ها و زیرساخت‌ها به طور خودکار در برابر زلزله محافظت شوند. طراحی و ساخت ساختمان‌هایی که کورکورانه از برخی از مقررات زلزله پیروی می‌کنند، آن‌ها را در برابر آسیب‌های سنگین یا فروریختن مقاوم نمی‌کند. در واقع، طراحی ضعیف لرزه‌ای سازه همچنان می‌تواند منجر به ریزش یا تخریب یک ساختمان شود.

به لطف تحقیقات گسترده، پیشرفت‌های قابل‌توجهی در زمینه حفاظت در برابر زلزله در طول دهه‌های گذشته حاصل شده است: مواد جدید و راه‌حل‌های نوآورانه توسعه یافته‌اند و فلسفه طراحی ساختمان تغییر کرده است. این روش‌ها می‌توانند رویکرد اساسی برای طراحی ضد زلزله ساختمان‌ها و زیرساخت‌ها را تغییر دهند.

در وهله نخست درک تأثیرات احتمالی زلزله بر سازه‌های ساخته شده توسط انسان ضروری است. هنگام وقوع زلزله، امواج ضربه‌ای در تمام جهات در فواصل کوتاه و سریع در خاک حرکت می‌کنند. در حالی که ساختمان‌ها معمولاً برای مقابله با نیروهای عمودی ناشی از جرم و گرانش خود طراحی می‌شوند، اما قادر به مقاومت در برابر نیروهای جانبی که در هنگام زلزله رخ می‌دهند، نیستند.

اما دقیقاً همین بار افقی است که باعث ارتعاش دیوارها، کف‌ها، ستون‌ها، تیرها و عناصر متصل‌کننده آن‌ها می‌شود. حرکت متفاوت قسمت‌های پایین و بالایی ساختمان باعث ایجاد تنش‌های شدید خواهد شد که باعث شکسته شدن قاب نگهدارنده و در نهایت، فروریختن کل سازه می‌شود.

کشورهایی مانند شیلی و ژاپن که با زلزله‌های منظم مواجه می‌شوند، قوانین زیادی برای اطمینان از اینکه ساختمان‌ها می‌توانند تا حد امکان در برابر این حوادث مقاومت کنند، دارند.

طراحان می‌توانند با افزودن یک اسکلت فولادی انعطاف‌پذیر، یا نصب یک سیستم «ایزوله پایه» برای جدا کردن ساختمان از پایه‌های آن، به ساختمان‌ها کمک کنند تا در برابر شوک‌های ناشی از زلزله مقاومت کنند.

ساخت ساختمان‌هایی که در برابر زلزله مقاوم باشند، نه‌تنها جان انسان‌ها را نجات می‌دهد، بلکه پیامدهای اقتصادی و زیست‌محیطی این بلایا را کاهش می‌دهد.

هر کشوری صدها قانون در مورد ساخت‌و‌ساز ساختمان دارد. در کشورهایی مانند شیلی و ژاپن که با زلزله‌های منظم مواجه هستند، قوانین اضافی بسیاری وضع شده‌ است تا اطمینان حاصل شود که ساختمان‌ها می‌توانند در برابر این بلایا تا حد ممکن مقاومت کنند.

شیلی در حلقه آتش اقیانوس آرام، یکی از زلزله‌خیزترین مناطق جهان قرار دارد و در 50 سال گذشته با بیش از ده‌ها زمین لرزه حداقل 7 ریشتری مواجه شده است. دلیل تلفات اندک در این کشور، به قوانین سختگیرانه آن بازمی‌گردد.

بلایای طبیعی مانند زلزله، همواره اتفاق می‌افتند. نکته مهم برای کاهش تلفات و آسیب‌ها، مقاوم‌سازی ساختمان‌ها و استفاده از روش‌های ضد زلزله در پروسه ساخت‌و‌ساز است. برخی کشورهای زلزله‌خیز تجربه‌های زیادی در این زمینه کسب کرده‌اند که می‌توان از آن‌ها آموخت. هنگام وقوع زلزله در ترکیه کارشناسان ژاپنی اظهار داشتند اگر مسئولین ترکیه به تذکرات آن‌ها در زمینه ساخت‌و‌ساز مقاوم توجه می‌کردند، این تلفات وسیع در کشور اتفاق نمی‌افتاد. 

 

 

 https://www.preventionweb.net/news/how-we-can-make-buildings-earthquake-proof 
 https://blog.ringfeder.com/compelling-reasons-for-earthquake-resistant-construction 
https://www.nytimes.com/interactive/2019/06/03/us/earthquake-preparedness-usa-japan.html