زلزله یکی از مخرب ترین نیروهای مخرب طبیعی است. تقریبا پیش بینی ناپذیر و به شدت قدرتمند که می تواند هر سازه ای را در کمتر از ۱ دقیقه تخریب کند. با این حال پیشرفت مهندسی سازه و معماری در قرن ۲۱ سبب شده است که سازه های غول آسایی در نقاط زلزله خیر جهان ساخته شود. بر مهندس معمار و سازه شناخت زلزله، انواع حرکت صفحات تکتونیک و چگونه رخ داد آن واجب است. ایران جز کشورهایی است که متراکم ترین شهرهای آن بر روی گسل های فعال و خطرناکی ساخته شده اند. تهران با احاطه شدن توسط ۲۵۰ گسل شناخته شده و دوره چرخش ۲۰۰ ساله زلزله بالای ۷ ریشتر بیش از هر چیز نیازمند توجه اصولی به مقاوم سازی و مهندسی زلزله در بلندمرتبه سازی است.

تقریبا همه در مورد حرکت صفحات تکنوتیک و نحوه تاثیر آنها بر هم اطلاع دارند. زمین لرزه ها زمانی اتفاق می افتد که این صفحات تکنوتیکی با یکدیگر برخورد می کند و در محل برخورد انرژی های مهیبی آزاد می شود. دانستن اینکه امواج زلزله به شکل ترکیبی از تکانه های خطی، موجی، ضربه ای و کششی از پی به بدنه ساختمان وارد میشود و شروع به برآیند سازنده می کند مهم ترین اصل در طراحی ساختمان های مقاوم در برابر زلزله در نقاط با پتانسیل وقوع زلزله های شدید است.

 در این مقاله نگاهی خواهیم داشت بر ۵ ساختمانی که به دلیل طراحی اعجاب انگیز و مهندسی ساخت حیرت انگیز توانایی مقابله با شدیدترین زلزله ها را دارا هستند.

۵. Sabiha Gökçen International Airport

Sabiha Gökçen یکی از دو فرودگاه بین المللی استانبول، شهر توریستی محبوب ترکیه است. این فرودگاه و به طور کلی این شهر در نزدیکی گسل آناتولی شمالی قرار دارد که توانایی تولید زلزله های ویرانگری را دارد. تیم Ove Arup در طراحی این فرودگاه بیش از ۳۰۰ سیستم جداکننده پایه را به کار برده اند که این سازه بتواند تا ۸ ریشتر زلزله را تحمل کند. جداکننده های پایه می توانند شدت لرزه های وارده به پی و طبقات را تا ۸۰% کاهش دهند. این فرودگاه بزرگترین سازه با جداکننده در جهان است.

۴. Transamerica Pyramid

ساختمانی متعلق به دهه ۷۰ امریکا که در کالیفرنیا و در نزدیکی گسل های سن آندریاس و های وارد قرار دارد. در سال ۸۹ و در طی زلزله ۶.۹ ریشتری کالیفرنیا در آن سال ساختمان بیش از ۱ دقیقه در حال لرزیدن بود. با این حال بدون هیچ صدمه ای توانست این زلزله به شدت طولانی را تحمل کند. راز این مقاومت را می توان در پی ریزی و بنیان فولادی و بتنی این ساختمان دانست. پی این ساختمان به گونه ای طراحی شده است که بارهای لرزه ای را به جای انتشار به بالا در سطح گسترش دهد. بارهای عمودی و افقی توسط یک سیستم تراس منحصر به فرد که تا طبقه ۴۵ گسترش یافته است کنترل می شود. ترکیبی پیچیده از فرآیند انتقال تکانه های لرزشی از پی به سطح و جذب تکانه های ضربه ای توسط پی، این ساختمان ۵۰ ساله را همچنان جز ابر سازه های مقاوم در برابر زلزله قرار داده است.

۳. Burj Khalifa

برج خلیفه قطعا نیازی به معرفی ندارد. یکی از مشهورترین و برجسته ترین برج های جهان که در عین حال یکی از مقاوم ترین سازه های جهان در برابر زلزله نیز است.

کل برج از طبقات مکانیکی تشکیل شده است که در آن دیوارهای بیرونی، ستون های حامل بار را به دیوارهای داخلی متصل می کند. ستون های حامل بار مقاومت جانبی ساختار اصلی ساختمان را افزایش می دهند و از برآیند مثبت تنش های لرزه ای جلوگیری می کنند. ساختاری پیچیده یا مهندسی نامتقارن که بخشی از محاسبات آن نیز توسط ابرکامپیوترهای دانشگاه کلتک انجام شده است. برج خلیفه به دلیل همین ساختار چه در برابر لرزش های عرضی و چه ضربه های پیچشی به شدت مقاوم است. مطالعات ژئوتکنیکی و لرزه نگاری پیش از ساخت این برج امروزه الگویی مترقی برای هر شرکتی است که برنامه ساخت آسمان خراش در نقاط با پتانسیل رخداد زلزله های ویرانگر را دارد.

۲. Taipei ۱۰۱

تایپه صدویک درکنار زیبایی فریبنده خود بدون شک یکی از بی نظیرترین و منحصر به فردترین آسمانخراش های دنیا در زمینه مقاومت در برابر زلزله و بادهای شدید است. جدا از معماری سحرآمیز تایپه صد و یک مجهز به بزرگترین دامپر تنظیم کننده حرکت (TMD) در جهان است. توپ فلزی غول آسایی که در مرکز برج قرار دارد و با سیستمی مشابه پاندول با حرکت در خلاف جهت، تکانه وارده ناشی از باد و زلزله را به شدت کاهش می دهد.

تی ام دی این برج توسط بازوهای هیدرولیک و سیستم های بامپر مشابه چیزی که در کمک فنر ماشین های پیشرفته است پشتیبانی می شود. هنگامی که نیروی بزرگی به سازه وارد و آن را به سمتی سوق می دهد تی ام دی در جهت مخالف حرکت می کند و تعادل را به ساختمان بازمی گرداند. تایپه ۱۰۱ بی شک یکی از مهم ترین دستاوردهای مهندسی سازه و دانش مکانیک در تاریخ صنعت ساختمان سازی است. تی ام دی در حد فاصل طبقات ۸۷ تا ۹۲ این ساختمان قرار گرفته است.

۱. Philippine Arena

فیلیپین آرنا بزرگترین محوطه سرپوشیده یکپارچه جهان و شگفت انگیز ترین سازه مقاوم در برابر زلزله جهان است. این مجموعه متعلق به گروه مذهبی INC است که آن را برای گردهمایی ۱۰۰ هزارنفری خود به مناسبت ۱۰۰امین سالگرد تاسیس خود در ۲۷ جولای ۲۰۱۴ افتتاح کرده اند. امروزه این مرکز یکی از مهم ترین جاذبه های توریستی بالاکان فیلیپین است.

این مجموعه توسط شرکت معماری استرالیایی Populous و شرکت مهندسی پیشرفته Buro Happold ساخته شده است. صفحه زمین شناختی کشور فیلیپین در امتداد حلقه آتش اقیانوس آرام، خطرناکترین و فعال ترین زنجیره گسل های روی کره زمین قرار دارد. زمین لرزه های این کشور به اعداد بسیار ترسناکی در حدود ۸.۲ ریشتر رسیده اند و در کنار آن ساکنین این کشور به دلیل همین زنجیره گسل های فعال، در معرض خطرهای دیگر طبیعی نظیر آتش فشان، سونامی و رانش زمین نیز قرار دارند.

سقف استادیوم این مجموعه در کوتاه ترین مسیر در ارتفاع ۱۶۵ متری قرار گرفته است و طراحی شیب دار آن به گونه ای است که در مقابل شدیدترین زلزله ها، باد و توفان مقاوم است. ثابت شده است که در طول زلزله بارهای جانبی که در طول ساختار اصلی ساختمان ایجاد می شوند می تواند تا ۴۰% جرم کلا ساختمان باشند. عددی که در صورت عدم مدیریت مناسب می تواند هر سازه را در خود خرد کند. شرکت بورو برای حل این مسئله به شکل هوشمندانه ای تمام سازه اصلی را به شکل ایزوله ساخته است. به طوری که تمام پایه ها هنگام رخدادی مانند زلزله به شکل مستقل عمل می کنند و مانع انتقال تکانه به قسمت های دیگر می شوند. گپ بین سازه اصلی و پی توسط بلبرینگ های سربی پر شده است که مقاومت بسیار زیادی در برابر تخریب دارند. این سیستم اجازه می دهد در هنگام وقوع زلزله پی و زیرساخت بتواند به طور هماهنگ با زلزله حرکت کند در حالی که سازه اصلی کاملا ثابت بماند. شاهکاری که بدون شک مهم ترین دستاورد علمی مهندسی زلزله در ساختمان سازی در تمام تاریخ است. این سازه با مقاومت حدود ۸.۵ ریشتر، مستحکم ترین سازه ساخت بشر در برابر زلزله است.