5 تقنيات قادرة على الحد من آثار الزلازل على المباني

د. إيمان بشير ابوكبدة 

أدى أقوى زلزال تم تسجيله في تايوان خلال الـ 25 عاما الماضية إلى مقتل تسعة أشخاص على الأقل وفقدان 50 شخصا وإصابة أكثر من 800 يوم الأربعاء، وفقا للبيانات الرسمية. وأدى الزلزال الذي بلغت قوته 7.5 درجة إلى إطلاق تحذيرات من حدوث تسونامي في اليابان والفلبين، لكن تم سحبها لاحقا.

وظهرت صور المباني التي تهتز وتقاوم الانهيار على موقع X/Twitter بعد وقت قصير من وقوع الظاهرة. تظهر مقاطع الفيديو مباني مقاومة للزلازل، وهو أمر شائع في البلدان التي اعتمدت تقنيات مختلفة في البناء لتقليل الأضرار الناجمة عن الزلازل المتكررة.

وفيما يلي، نعرض 5 تقنيات قادرة على الحد من تأثيرات الزلازل على المباني، معتمدة في آسيا ومناطق أخرى، تساعد على إنقاذ الأشخاص الموجودين فيها، وعليها، ومن حولها.

البندول

تستخدم هذه الطريقة الموجودة في تايبيه 101، أحد أطول المباني في العالم، بندولا يعمل عندما يتأرجح المبنى، دافعا في الاتجاه المعاكس. إذا تحرك المبنى إلى اليسار، فإن الآلية تدفعه إلى اليمين، لتعويض الوزن ومنع الانهيار.

ويتكون النظام القائم على قانون القصور الذاتي من “كرة” وزنها 700 طن معلقة بثمانية كابلات فولاذية، مثبتة داخل وعلى مقربة من قمة ناطحة السحاب التي يبلغ ارتفاعها 508 أمتار .

ممتصات الصدمات

تستخدم الطريقة مكونات تشبه السيارة في المباني التي تحتوى على تكنولوجيا مقاومة الزلازل، يعد نظام التخميد شائعا أيضا، مما يساعد على امتصاص أكبر قدر ممكن من الطاقة الزلزالية. يمكن تصنيع المخمدات من أنواع مختلفة من المواد، مثل المطاط، مما يمنع المبنى من التجاوب مع الحركة الناتجة عن الهزة.

تقع بشكل عام أسفل المبنى، ولكن من الشائع أيضًا تركيبها في كل طابق ، حيث يتم ربط أحد طرفيها بالعارضة والآخر بالعمود.

تحمل العزلة الزلزالية

محمل العزل الزلزالي المستخدم في صالات الألعاب الرياضية في أولمبياد طوكيو 2020.

محمل العزل الزلزالي المستخدم في صالات الألعاب الرياضية في أولمبياد طوكيو 2020. تتضمن الطريقة، المشابهة للتخميد، هياكل مرنة قادرة على عزل هيكل المبنى عن ملامسته للأرض. وبالتالي، يتم تقليل انتشار موجة الصدمة الناتجة عن الاهتزاز، مما يقلل من احتمالية حدوث ضرر.

وتستخدم نسخة أحدث من النظام نوعا من الوسائد الهوائية لإجراء العزل، مما يرفع الهيكل بما يصل إلى 3 سم عندما تكتشف أجهزة الاستشعار أي نشاط زلزالي.

جدران فائقة المقاومة

يعتمد استخدام هذه التقنية على حجم المبنى. تعتبر الجدران فائقة المقاومة حلا آخر في المباني المعدة لمقاومة الزلازل، خاصة في المباني المنخفضة. تعمل هذه التقنية، المستخدمة في اليابان وتشيلي، على تعزيز الهيكل بالكثير من الخرسانة والحديد، مما يزيد من صلابته.

في المباني الكبيرة، من الشائع استخدام الجدران المركزية المسلحة جنبا إلى جنب مع أنظمة التخميد أو التحمل، مما يحسن حماية المبنى.

شكل سبيكة الذاكرة

إن استخدام المواد المتقدمة في الهياكل يقلل من انهيار المباني في الزلازل. 

إن استخدام المواد المتقدمة في الهياكل يقلل من انهيار المباني في الزلازل.

بحثا عن خيارات جديدة للمباني المقاومة للزلازل، قام المهندسون باختبار مواد مختلفة، مثل السبائك ذات الذاكرة الشكلية. بالإضافة إلى تحمل الضغوط الشديدة، فإنه يعود إلى شكله الأصلي بعد التغيرات الناجمة عن الزلازل.

مع مرونة تصل إلى 30% أكثر من الفولاذ، يبدو النيكل والتيتانيوم (النيتينول) واحدا من أكثر المواد الواعدة للاستخدام في أعمدة المباني والجسور.