امتت مجله امتت – اقتصاد – ساختمان
شاید این مطالب برایتان مفید باشد
نقش مهندسی زلزله در مقاومسازی ساختمانها
مهندسی زلزله شاخهای تخصصی از مهندسی سازه است که بر طراحی، ساخت و بهسازی لرزهای سازهها متمرکز است. هدف اصلی این علم، به حداقل رساندن خسارات جانی و مالی در هنگام وقوع زمینلرزه از طریق کنترل رفتار سازه و افزایش ظرفیت جذب انرژی آن است. در سال ۲۰۲۵، با پیشرفت مدلهای محاسباتی و ابداع مصالح هوشمند، روشهای مقاومسازی از حالت سنتی به سمت سیستمهای کنترل غیرفعال و فعال حرکت کردهاند.
در ادامه، استراتژیها و فناوریهای کلیدی در این حوزه را بررسی میکنیم.
۱. تحلیل لرزهای و شناسایی نقاط ضعف سازه
پیش از هرگونه مقاومسازی، مهندسان باید رفتار دینامیکی ساختمان را تحت نیروهای لرزهای شبیهسازی کنند.
تحلیلهای خطی و غیرخطی
مهندسان زلزله با استفاده از تحلیلهای استاتیکی و دینامیکی غیرخطی (مانند تحلیل پوشآور – Push-over)، «مفاصل پلاستیک» و نقاط بحرانی سازه را که پتانسیل شکست دارند، شناسایی میکنند. این تحلیلها نشان میدهند که سازه در سطوح مختلف زلزله (خفیف، متوسط و شدید) چه واکنشی نشان خواهد داد.
۲. روشهای نوین مقاومسازی لرزهای
امروزه به جای ضخیمتر کردن ستونها، از تکنولوژیهایی استفاده میشود که انرژی زلزله را مستهلک کرده یا از انتقال آن به سازه جلوگیری میکنند.
جداسازهای لرزهای (Base Isolation)
این سیستم یکی از موثرترین روشها برای ساختمانهای با اهمیت بالاست. با قرار دادن بالشتکهای لاستیکی با هسته سربی در تراز پی، ساختمان از زمین جدا میشود. در هنگام زلزله، زمین زیر ساختمان حرکت میکند اما خود سازه به دلیل انعطافپذیری جداسازها، جابهجایی بسیار اندکی را تجربه میکند.
میراگرها یا دمپرها (Dampers)
میراگرها مانند کمکفنر خودرو عمل میکنند. این قطعات در میان مهاربندها یا اتصالات نصب میشوند و وظیفه دارند انرژی جنبشی زلزله را جذب و به گرما تبدیل کنند. انواع مختلفی از میراگرها شامل اصطکاکی، تسلیمی، ویسکوز و میراگرهای جرم تنظیمشونده ($TMD$) در برجهای بلند برای کنترل ارتعاشات استفاده میشوند.
۳. مقاومسازی با مصالح نوین ($FRP$)
برای ساختمانهای موجود که نیاز به تقویت دارند، استفاده از پلیمرهای مسلح به فیبر (Fiber Reinforced Polymers) انقلابی در مهندسی زلزله ایجاد کرده است.
-
ویژگیها: این ورقها که از جنس کربن یا شیشه هستند، ضخامت بسیار کمی دارند اما مقاومت کششی آنها چندین برابر فولاد است.
-
کاربرد: پیچیدن این ورقها به دور ستونهای بتنی (محصورشدگی) یا چسباندن آنها زیر تیرها، شکلپذیری سازه را به شدت افزایش داده و از فروپاشی ناگهانی جلوگیری میکند.
۴. استانداردهای طراحی بر اساس عملکرد ($PBD$)
در مهندسی زلزله مدرن، طراحی تنها بر اساس «نیرو» انجام نمیشود، بلکه بر اساس «عملکرد» ($Performance\ Based\ Design$) صورت میگیرد.
| سطح عملکرد | شرح وضعیت سازه بعد از زلزله | کاربرد |
| قابلیت بهرهبرداری بلافاصله | ساختمان آسیب سازهای ندیده و قابل سکونت است. | بیمارستانها و مراکز مدیریت بحران |
| ایمنی جانی | سازه آسیب میبیند اما فرو نمیریزد؛ تلفات جانی ندارد. | ساختمانهای مسکونی و اداری عادی |
| آستانه فروپاشی | سازه در آستانه انهدام است اما زمان تخلیه فراهم شده است. | سازههای قدیمی با اولویت پایین |
مهندسی زلزله با ترکیب دانش ریاضی، فیزیک و مکانیک خاک، به دنبال ساخت شهرهایی است که در برابر قهر طبیعت، تابآوری ($Resilience$) لازم را داشته باشند. مقاومسازی اصولی نه تنها یک هزینه نیست، بلکه سرمایهگذاری برای حفظ جان انسانها در آینده است.
آینده صنعت ساختمان: بررسی فناوریهای نوین و تحولات آتی
آینده مصالح ساختمانی در ایران: تحولات و چالشها
