تعرّف على آلية عمل نظام مقاومة الزلازل في المباني

نستذكر سويًا عام 2023 الذي أُطلق عليه عام الكوارث الطبيعيّة نظرًا للكوارث الطبيعيّة الهائلة التي حدثت فيه والحقت أضرارًا عارمة بالمباني والأشخاص، ومن أشهر تلك الكوارث وأكثرها تدميرًا هو الزلزال الذي ضرب كلًا من سوريا وتُركيا فجر يوم الإثنين في السادس من شهر فبراير لعام 2023 والذي بدوره تسبب في سقوط الكثير من الأبنية مخلفًا وراءه آلاف الضحايا وعشرات الآلاف من الجرحى، فمن هُنا التفت الأنظار حول المباني المُقاومة للزلازل وإمكانية صمودها أمام الكوارث الطبيعيّة وخاصةً الزلازل، والجدير بالذكر أنه بدأ الإهتمام بهذا النوع من المباني بعد الزلزال الذي ضرب اليابان في عام 1995 وتسبب في مقتل تسعة آلاف شخص ولم يتأثر مبنى واحد في المدينة جرّاء هذا الزلزال العنيف، حيث أن شركة إنشاءات يابانية جعلت أساسات البناء مصنوعة من المطاط الخاص، وكانت عبارة عن نسخة تجريبيّة لأشكال بناء مقاومة الزلازل وتسمى تقنية عزل القاعدة، وفي الوقت الراهن تستخدم هذه التقنية نحو 9 آلاف مبنى في اليابان، بينما العديد من المباني الأخرى زُودت بأجهزة امتصاص الصدمات التي بدورها تساعد في تقليل الأضرار الناتجة عن الزلازل.

مدى فعالية تقنية مقاومة الزلازل

تُعد التكنولوجيا المُضادة للزلازل اليوم متقدمة جدًا، ومن المُمكن بناء هياكل فردية يُمكنها أن تتحمل الغالبية العُظمى من الزلازل المُسجلة، وهي أجهزة مثل أنظمة العزل وامتصاص الصدمات التي تم تصميمها للتقليل من الإهتزازات للهياكل الناجمة عن الزلازل، لكن نادرًا ما يتم استخدام هذه التقنيات لحماية المباني القديمة، نظرًا لأنها تتطلب تغييرًا جوهريًا في الهيكل الأصلي في حالة المباني التُراثية، أو المرافق الحيوية، أو الإسكان الحضري خاصةً في البلدات النامية، نظرًا لأنه قد تكون الحلول المحلية التقليدية غير عملية، فعند حدوث زلزال فإنه يقوم بإرسال موجات صدمية خلال فترة قصيرة وسريعة تمتد في جميع الإتجاهات، في حين أن المباني تُعد مجهزة بشكل كامل للتعامل مع القوى الرأسية من وزنها وجاذبيتها، إلا أنها لا تستطيع التعامل مع القوى المُترتبة عن الزلزال، حيث تعمل هذه الحركة الأفقية على اهتزاز الجدران والأرضيات والأعمدة والعوارض التي ترتبط مع بعضها البعض، مما يؤدي إلى إختلال بين الجزء السفلي والعلوي من المبنى، الشيئ الذي يؤدي إلى تمزق في الإطارات الداعمة وإنهيار الهيكل بأكمله في النهاية.

إنشاء أساس مرن

من الطُرق المُتبعة في مُقاومة المباني للزلازل رفع أساس المبنى فوق سطح الأرض، من خلال طريقة يُطلق عليها القاعدة، حيث يشمل عزل القاعدة بناء مبنى فوق منصات مرنه مصنوعة من الفولاذ والمطاط والرصاص، وعندما تتحرك القاعدة أثناء حدوث الزلازل تهتز العوازل، بينما يظل الهيكل ثابتًا في مكانه، وهذا الأمر يُساعد بشكل فعّال على امتصاص الموجات الزلزالية منعها من السفر عبر المبنى.

مواد بناء مقاومة للزلازل

لكي تُقاوم المادة الإجهاد والإهتزاز يجب أن تتمتع بدرجة عالية من الليونة، وهي القدرة على الخضوع لتشوهات وتوترات كبيرة، وغالبًا ما يتم تشييد المباني الحديثة باستخدام الفولاذ الإنشائي، وهو مكون يأتي في مجموعة متنوعة من الأشكال، يسمح للمباني بالإنحناء دون أن تتكسر، كما يُعد الخشب من المواد القوية بالنسبة لهيكلها الذي يُعد خفيف الوزن.

تقنية عباءة الإخفاء الزلزالية

يقوم الباحثون بتجربة طرق يُمكن للمباني من خلالها تحويل الطاقة من الزلازل وإعادة توجيهها تمامًا، ويتضمن هذا الإبتكار الذي أُطلق عليه اسم عباءة الإختفاء الزلزالية، صُنع عباءة مكونة من 100 حلقة، متحدة المركز من البلاستيك والخرسانة، ودفنها على بعد 3 أقدام على الأقل تحت أساس المبنى، وعندما تدخل الموجات الزلزالية في الحلقات تُجبرها سهولة السفر على الإنتقال إلى الحلقات الخارجية، نتيجةً لذلك يتم توجيهها بشكل أساسي بعيدًا عن المبنى وتتشتت في الأرض.