زلزله بدون ویرانی

زهرا خلجی-روزنامه‌نگار

تغییرات لایه‌های زیرین زمین، هشداری است برای آمادگی هرچه بیشتر و نوآورانه در برابر زلزله. خوشبختانه در دهه‌های گذشته، معماران و مهندسان تعدادی فناوری هوشمندانه ابداع کرده‌اند تا اطمینان حاصل کنند که خانه‌ها، واحدهای مسکونی و آسمانخراش‌ها بر اثر ارتعاشات ناشی از زلزله کاملا ویران نشوند. در نتیجه، ساکنان ساختمان می‌توانند بدون آسیب از خانه خارج شوند و خیلی زود آن را بازسازی کنند. در اینجا به چند فناوری نجات‌دهنده از ویرانی‌های زلزله که ایده‌های نسبتا جدیدی هستند، می‌پردازیم.

میراگر ویسکو پلاستیک
میراگر ابزاری است که برای کاهش لرزش‌های ناشی از باد یا زلزله در ساختمان‌های بلند به‌کار می‌رود. این ابزار از نیروهایی که در پاسخ به حرکت سازه در داخل آنها ایجاد می‌شود بهره می‌گیرند. میراگرها انواع مختلفی دارند که شامل جداساز پایه، میراگر جرمی تنظیم شده، میراگر اصطکاکی، میراگر فلزی تسلیمی، میراگر ویسکوز و میراگر ویسکوپلاستیک هستند. یک پژوهشگر ایرانی نیز طرحی برای ساخت میراگر ویسکو پلاستیک ارائه کرده است. به‌گفته مهدی قندیل، این سیستم با به حداقل رساندن دامنه تغییر شکل‌ها در اعضای سازه‌ای، باعث متمرکز کردن خسارات لرزه‌ای در دستگاه‌ها و تجهیزات می‌شود.

قدرت آونگ
راه‌حل دیگر، به‌ویژه برای آسمانخراش‌ها، معلق‌کردن یک توده عظیم در نزدیکی بالای سازه است. کابل‌های فولادی از توده پشتیبانی می‌کنند، درحالی‌که دمپرهای سیال چسبناک بین توده و ساختمانی که سعی در محافظت از آن دارد، قرار گرفته است. هنگامی که فعالیت لرزه‌ای باعث تاب خوردن ساختمان می‌شود، آونگ در جهت مخالف حرکت می‌کند و انرژی را از بین می‌برد.

معلق‌سازی‌ پی ساختمان
مهندسان و لرزه‌شناسان سال‌هاست که از جداسازی پایه‌ها به‌عنوان وسیله‌ای برای محافظت از ساختمان‌ها در هنگام زلزله استفاده می‌کنند. همانطور که از نامش پیداست، این مفهوم بر جداسازی زیربنای یک ساختمان از روبنای آن تکیه دارد. یکی از این سیستم‌ها شامل شناور کردن یک ساختمان روی پایه بلبرینگ‌های سربی-لاستیکی است که حاوی یک هسته سربی جامد است که در لایه‌های متناوب لاستیک و فولاد پیچیده شده است. ورق‌های فولادی بلبرینگ‌ها را به ساختمان و فونداسیون آن متصل می‌کنند و سپس در هنگام زلزله به فونداسیون اجازه حرکت بدون حرکت سازه بالای آن را می‌دهند.

کمک فنر
یکی دیگر از فناوری‌های آزموده‌شده برای مقابله با زلزله، از صنعت خودرو الهام گرفته است. کمک فنرها با تبدیل انرژی جنبشی تعلیق جهشی به انرژی گرمایی که می‌تواند از طریق سیال هیدرولیک پراکنده شود، سرعت حرکت‌های ارتعاشی را کاهش می‌دهد. برخی افراد کمک فنر را دمپر می‌نامند. مهندسان عموماً دمپرهایی را در هر سطح از ساختمان قرار می‌دهند که یک سر آن به یک ستون و انتهای دیگر به یک تیرآهن متصل است. هر دمپر از یک سر پیستون تشکیل شده است که در داخل یک سیلندر پر از روغن سیلیکون حرکت می‌کند. هنگام وقوع زلزله، حرکت افقی ساختمان باعث می‌شود که پیستون در هر دمپر به روغن فشار وارد و انرژی مکانیکی زلزله را به گرما تبدیل کند.