5 سازه برتر ضدزلزله در جهان

۵ سازه برتر ضدزلزله در جهان

منشور- زلزله ها یکی از مخرب ترین نیروهای طبیعی هستند که البته بطور طبیعی مخرب نیستند بلکه تخریب ساختمانهای مسکونی است که جان انسان ها را میگیرد. اغلب ساختمان ها و زیرساخت ها در هنگام زلزله آسیب خواهند دید. بارهای وارده از زلزله هنگام طراحی سازه بویژه در سازه های بلندمرتبه محاسبه می شوند و سیستمی برای مقابله با آن در نظر گرفته می شود. در ادامه مطلب پنج سازه ضدزلزله پیشرفته در جهان معرفی می شوند و نحوه عملکرد سیستم آنها در برابر زلزله توضیح داده خواهد شد.

زلزله چگونه اتفاق می افتد؟
از نظر مهندسی قبل از همه باید بدانیم که اساسا زلزله چیست و چگونه رخ می دهد تا بتوانیم سیستمی برای مقابله با آن طراحی کنیم. امروزه با پیشرفت علم و سطح آگاهی جامعه هر کسی میداند که پوسته زمین از چندین صفحه بنام صفحات تکتونیکی (Tectonic plates) تشکیل شده است و جابجایی و حرکات این صفحات بر یکدیگر تاثیراتی دارد که این تاثیرات منجر به فشار و لغزش به صفحات در مرزهای صفحات خواهد بود و انرژی آزاد شده از این حرکات بسیار زیاد بوده و در مقایس ریشتر آزاد می شود که پیامد آن نوسان و لرزش پوسته زمین خواهد بود. جابجایی صفحات تکتونیک نیز به علت یک پدیده فیزیکی ساده یعنی انتقال حرارت صورت میگیرد.

۵- فرودگاه بین المللی صبیحه گوکچن  (Sabiha Gokcen International Airport)
فرودگاه صبیحه گوکچن یکی از دو فرودگاه بین المللی استانبول در ترکیه است و در نزدیکی گسل آناتولیای شمالی (North Anatolian fault) قرار گرفته است. این فرودگاه توسط تیم مهندسی Ove Arup طراحی شده و شامل ۳۰۰ سیستم جداسازهای پی است و می تواند حداکثر تا ۸ ریشتر زلزله را تحمل کند. پی های جداسازی شده می توانند بارهای زلزله را تا ۸۰% کاهش دهند که این در مقایسه با سایر سیستمهای مشابه خود در جهان برتری دارد.

۴- هرم ترنس آمریکا (Transamerica Pyramid)
هرم ترنس آمریکا یک سازه نمادین در سال ۱۹۷۰ در شهر کالیفرنیای سانفرانسیسکو در نزدیکی گسل سن آندریاس (San Andreas) و گسل هیوارد (Hayward) قرار گرفته است. در سال ۱۹۸۹ زلزله لوما پریتا (Loma Prieta) به بزرگی ۶.۹ ریشتر به این سازه وارد آورد که باعث شد نوک این هرم بلندمرتبه تقریبا یک فوت (۳۰ سانتیمتر) به مدت زمان بیش از یک دقیقه نوسان داشته باشد. اما پایداری سازه همچنان برقرار بوده و آسیبی به آن وارد نشد.

سیستم بکار رفته در این سازه شامل ۵۲ فوت (۱۵.۵ متر) پی فولادی و بتنی است که برای مستهلک کردن جابجایی های وارده از نیروهای زلزله است. نیروهای افقی و قائم سازه توسط سیستم خرپاهای منحصربفردی از طبقه اول به اسکلت اصلی مرتبط شده اند و تا طبقه ۴۵ به همین ترتیب ادامه یافته اند. ترکیب پیچیده این سیستمهای سازه ای با یکدیگر باعث می شود تا سازه در مقابل نیروهای پیچشی ناشی از زلزله مقاومت بالایی نشان دهد و همچنین نیروهای برشی بزرگ وارد بر پی را جذب نماید.

۳- برج خلیفه (Burj Khalifa)
این برج نیازی به معرفی ندارد و یکی از معروفترین برجهای بلندمرتبه نمادین در جهان است و سیستم بکار رفته در آن نیز منحصربفرد است. سازه شامل طبقات مکانیکی است که دیوارهای برشی آن طبقه ستونهای پیرامونی سازه را به دیوارهای داخلی وصل میکند. این سیستم باعث می شود ستونهای پیرامونی مقاومت بسیار بالایی نسبت به نیروهای جانبی از خود نشان دهند در نتیجه سازه سختی زیادی در برابر نیروهای جانبی و پیچشی در تمام جهات خواهد یافت. همچنین سیستم پیچیده بکار رفته در پی این سازه حاصل مطالعات گسترده ژئوتکنیکی و زلزله بوده است و مقاومت سازه را در برابر زلزله ها دو چندان نموده است.

۲- برج تایپی ۱۰۱ (Taipei 101)
برج تایپی ۱۰۱ یکی از بلندمرتبه ترین برج های جهان محسوب می شود. طراحی معماری خیره کننده این برج توسط مهندس C.Y.Lee انجام شده است.

درون این معماری بسیار زیبا واقعیتی نهفته است که برج را در برابر زلزله مقاوم می کند و آن سیستم درون اتاقی بزرگ در قسمت بالای برج بین طبقات ۸۷ تا ۹۲ واقع شده است و بنام سیستم گوی میراگر (Tuned mass damper) معروف است. این سیستم شامل یک گوی فلزی بسیار بزرگ است که نیروهای جانبی ناشی از زلزله و باد ار مستهلک می کند و در نتیجه میزان نوسان نوک برج کاهش می یابد. این سیستم توسط جکهای میراگر هیدرولیکی و ضربه گیرهای پیشرفته تکیه و مهار شده اند که دقیقا مشابه عملکرد سیستم تعلیق در اتومبیل است. زمانی که نیروهای جانبی بزرگی به بالای برج وارد می شود این سیستم برخلاف جهت آن نیروها نوسان می کند و یک حالت تعادل در کل سازه بوجود می آورد. این سیستم در نوع خود بسیار منحصربفرد بوده است.

۱- فیلیپین آرنا (Philippine Arena)
فیلیپین آرنا بزرگترین گنبد جهان است و ضدزلزله ترین سازه جهان محسوب می شود. این سازه متعلق به گروه مذهبی Iglesia Ni Cristo است و شامل ۵۵۰۰۰ صندلی برای جشن صدمین سالگردش در سال ۲۰۱۴ ساخته شد و اکنون از اماکن توریستی معروف فیلیپین محسوب می شود.

آرنا توسط تیم معماری استرالیایی بنام پاپولوس (Populous) و تیم مهندسی Buro Happold طراحی شده است. سیستم ضدزلزله این سازه بسیار جالب و شگفت انگیز است. پوسته فیلیپین بر روی حلقه آتش (Pacific ring of fire) قرار گرفته است که یکی از فعالترین خطوط لرزه خیز و آتشفشانی جهان محسوب می شود. زلزله های پیشین در این کشور بسیار زیاد و تا ۸.۲ ریشتر نیز رخ داده است و هزاران نفر در نتیجه این زلزله ها و سونامی ها جان داده اند.

سقف فیلیپین آرنا دهانه ای بطول ۱۶۵ متر دارد و طوری طراحی شده است تا نیروهای جانبی ناشی از زلزله ها و بادها را تحمل کند. در هنگام وقوع زلزله نیروهای جانبی وارد بر سازه به مقدار ۴۰% بیشتر از وزن عناصر سازه بر آن وارد می شوند. سیستم ضدزلزله بکار رفته در این سازه زیر پی آن است که کل سازه و پی آن را از خاک زیر آن جداسازی می کند و این فاصله توسط پایه های لاستیکی (lead rubber bearings) تامین می شود. این پایه ها از مواد لاستیکی انعطاف پذیری ساخته شده اند و کار آنها جذب نیروهای جانبی زلزله در خود است و به سازه اجازه می دهند به آزادی نوسان کند بدون اینکه ضربه ای به آن وارد شود. این سیستم از شاهکارهای مهندسی محسوب شده است.

 

منبع: interestingengineering.com – ترجمه: نظری مهر

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

*
*