كيف تمتص المباني قوة الزلازل؟

أصاب الزلزال الأخير في تركيا وسوريا العالم بصدمة كبيرة، حيث أزهقت أرواح الآلاف خلال ثوانٍ معدودة، وشردت عشرات الألوف ودمرت منازلهم.
في ظل عدم قدرة العلم حتى الآن على التنبؤ بوقوع الزلازل، فإن الملجأ الوحيد من مخاطرها المميتة هو تشييد مبان قادرة على مقاومة الزلازل، وهو ما اتبعته بالفعل بعض الدول المشهورة بتعرضها للزلازل المدمرة.

ناطحات اليابان

تعد اليابان من بين الدول السبّاقة في مجال تشييد المباني المقاومة للزلازل، ذلك لأنها تقع على طول “حزام النار حول المحيط الهادئ”، على حافة الصفائح التكتونية لمناطق أوراسيا والمحيط الهادئ والفلبين، وحين تنضغط إحداها تحت الثانية تتراكم ضغوط غير عادية في كثافتها، ويتم تنفيس هذا الضغط في صورة زلازل.
وبحسب  هيئة الإذاعة البريطانية “بي بي سي” فإن الهدف الأساسي من تشييد مبانٍ مقاومة للزلازل هو جعلها تمتص أكبر قدر من الطاقة الزلزالية، يتم ذلك من خلال ما يعرف بعملية، العزل الزلزالي، حيث توضع المباني أو الهياكل الإنشائية على حوامل أو أسطح تتحمل الصدمات أو تمتصها.

وتكون هذه الحوامل أحيانا مجرد كتل من المطاط يتراوح سمكها ما بين 30 إلى 50 سنتيمترا تقريباً، توضع تحت الأعمدة الحاملة للمبنى، مهما كان موقعها في أساسات البناء، يضاف إلى ذلك صمامات لتثبيط الحركة والاهتزازات وتخفيفها، ويتم توزيعها في نقاط بالطوابق العليا من المبنى لتلعب دورا في زيادة مرونته.
يشار إلى أن الصمامات المستخدمة أشبه بالمضخات المستخدمة في الدراجات الهوائية إلا أنها مملوءة بالسوائل لا بالهواء، وتعمل على ضغط السائل الموجود بداخلها عندما تنضغط هي دون تحريكها إلا بشكل طفيف.

برج خليفة

ومن بين التقنيات الحديثة المستخدمة لتعزيز قدرة المباني على مقاومة الزلازل، تقنية المثبط الكتلي TMD، حيث تستخدم كتلة ثقيلة متأرجحة من الصلب عاد تعمل كبندول مركزي كي تتأرجح عكس الانحناء الذي يسببه الزلزال في المباني لمعادلة تأثير الهزة الأرضية.
يتم تصميم هذه الكتلة في بعض الأحيان من خلال سائل يتحرك بنفس طريقة البندول (يميل في الاتجاه المعاكس للانحناء) لعكس التأثير الذي يسببه الزلزال، ومن بين المبان المزودة بتلك التقنية مبنى تايبيه 101 في تايوان، وكذلك برج خليفة في الإمارات.
نجد أن مصممي برج خليفة قد فطنوا إلى أهمية تزويد البرج الأطول في العالم، بالقدرة على مقاومة الزلازل، وهو ما انتهجه باقي مصممي ناطحات السحاب في الإمارات بأسرها، لذلك لم تتأثر الناطحات الإماراتية بزلزال باكستان.

 اجتياز الاختبارات

ونقلت صحيفة “البيان” أن برج “خليفة” البالغ ارتفاعه 828 متراً يتحمّل الزلازل شديدة القوة بمقياس ريختر، لذلك لم يشعر سكان البرج بالقلق ولم تتعد تأثيراته أكثر من الإحساس به في الإمارات دون حدوث أية أضرار بسبب بعد المسافة.
ويمتاز برج خليفة بتشييده وفق المعايير العالمية المتبعة، حيث نجح البرج في اجتياز الاختبارات من حيث مواجهة الحرائق وتحمل زلزال تتجاوز قوته 7 درجات على مقياس ريختر وذلك قبل الشروع بإعمال تشييده عام 2004.
يكمن سر متانة برج خليفة في قوة أساسات البرج وهيكله المزود بـ 330 ألف متر مكعب خرساني، بينما تبلغ مساحة القاعدة الإسمنتية للبرج 800 ألف قدم مربعة.
ويبلغ سمك طبقة الخرسانة المدعمة بالحديد والفولاذ فوق أساسات البرج مباشرة 57,3 أمتار أسفلها 192 عاموداً من الخرسانة تمثل أساسات البرج يبلغ سمك كل منها 1,5 متر مكعب تمتد على عمق 70 مترا تحت سطح الأرض، إلى جانب 39 ألف طن متري من القضبان الفولاذية.

سيرياهوم نيوز3 – الميادين