ژاپن زلزله خیز ترین کشور|| خانه های مقاوم

ژاپن با پیروی از سه ساختار اصلی طراحی در زیرساخت‌های خصوصی و تجاری، برخی از مقاوم‌ترین ساختمان‌های جهان را ساخته است. این ساختارها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که در برابر زلزله‌ها و بلایای طبیعی غیرقابل پیش‌بینی مقاومت کنند و به عنوان نمونه‌هایی از معماری پایدار و مقاوم شناخته می‌شوند

زلزله در ژاپن

     ژاپن تاریخ طولانی و دشواری با زلزله‌ها دارد. از نظر جغرافیایی، این کشور در نزدیکی مرزهای اصلی صفحات تکتونیکی واقع شده است که در حلقه آتش اقیانوس آرام قرار دارند. بنابراین، فعالیت‌های لرزه‌ای نتیجه طبیعی این منطقه است. در پاسخ، کشور از آن زمان تاکنون با طراحی خوب برای مقابله با بلایا سازگار شده است.

 

با برترین سازه های سال 2023 آشنا شوید | متفاوت‌ترین ساختمان‌ها در کجاست؟

 

همانطور که داستان می‌گوید، روش‌های جدید ساخت و ساز و مقررات ساختمانی در سال 1971 تأسیس و سپس در سال 1980 دوباره بازنگری شدند. در شرحی از زلزله بزرگ هانشین در سال 1995، دانشجویان و معلمان مؤسسه کوبه - یک پایگاه ژاپنی از کالج سنت کاترین در آکسفورد - از تپه‌های اطراف خرابه‌های شهر ساحلی زیر نگاه می‌کردند. به جز چند ساختمان در کوبه، پردیس دهه 1990 یکی از معدود ساختمان‌های باقی‌مانده بود.

همانطور که مشخص شد، سازه‌هایی که توانستند در برابر لرزش‌ها مقاومت کنند (لازم به ذکر است که لرزش‌ها تنها حدود 20 ثانیه طول کشیدند) ساختمان‌های جدیدی بودند که به عنوان بخشی از یک پروژه بزرگ احیای زمین در جزیره پورت در دهه هشتاد ساخته شدند. این‌ها شامل هتل پست اوپیا و دیگر ساختمان‌هایی است که توسط معمارانی مانند تادائو آندو و فرانک گری طراحی شده‌اند. در آنجا، بسیاری از ساختمان‌های جدید تحت کدهای ساختمانی سختگیرانه‌ای که تقریباً یک دهه قبل اجرا شده بودند، ساخته شدند.

 

 

 

تقریباً نیم قرن بعد، همان سابقه همچنان پابرجاست. این مجموعه ساختمان‌های مقاوم در برابر زلزله در ژاپن را برجسته می‌کند. این پروژه‌ها که برای دوام ساخته شده‌اند، نشان می‌دهند که چگونه معماری می‌تواند برای مقاومت در برابر بلایای طبیعی غیرقابل پیش‌بینی سازگار شود.

ژاپن با پیروی از سه ساختار اصلی طراحی در زیرساخت‌های خصوصی و تجاری، برخی از مقاوم‌ترین ساختمان‌های جهان را ساخته است. این ساختارها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که در برابر زلزله‌ها و بلایای طبیعی غیرقابل پیش‌بینی مقاومت کنند و به عنوان نمونه‌هایی از معماری پایدار و مقاوم شناخته می‌شوند.

 

بررسی اجمالی آپارتمان‌های ژاپنی و مصالح قابل استفاده در اپارتمان سازی در کشور ژاپن

 

ژاپن که در منطقه‌ای با فعالیت‌های لرزه‌ای قرار دارد، به دلیل داشتن زیرساخت‌های ساختمانی برتر که می‌توانند در برابر لرزش‌هایی به قدرت بیش از 7 ریشتر مقاومت کنند، شهرت یافته است.

این کشور دو سطح مقاومت در برابر زلزله را تعیین کرده است: اگر یک ساختمان توسط زلزله کوچکتر آسیب ببیند، باید از ابتدا با ویژگی‌های جدید مقاوم در برابر زلزله بازسازی شود؛ اگر یک ساختمان توسط لرزش قوی‌تر آسیب ببیند، تا زمانی که هیچ تلفات انسانی رخ ندهد، مقداری آسیب مادی پذیرفته می‌شود.

در سایر مناطق جهان، چندین سازه نمادین - برج خلیفه، تایپه 101 و آرنا فیلیپین - با استفاده از چندین تدابیر معماری برای اطمینان از مقاومت در برابر زلزله‌های قوی ساخته شده است در هسته زیرساخت‌های مقاوم در برابر زلزله ژاپن، سه طراحی اصلی وجود دارد

ساختار تایشین این طراحی پایه مقاومت در برابر زلزله است که هر ساختمان در کشور باید از آن پیروی کند. تیرها، ستون‌ها و دیوارها باید با حداقل ضخامت ساخته شوند تا بتوانند لرزش‌های شدید زمین را جذب کنند. تنها نقطه ضعف این مدل این است که لرزش‌های مکرر یا پس‌لرزه‌های قوی می‌توانند به ساختار آسیب برسانند. این مدل فقط برای ساختمان‌های کم‌ارتفاع توصیه می‌شود..

ساختار سی‌شین قاب ساختمان باید از پایه‌های آن جدا شود و بین آن‌ها ضربه‌گیرها، لایه‌های لاستیکی یا جداکننده‌های لرزه‌ای قرار داده شود. این کار به ساختمان کمک می‌کند تا لرزش‌های زلزله را جذب کند. این روش اختیاری است و توسط قانون ژاپن الزامی نیست، اما برای ساختمان‌های بلند بسیار توصیه می‌شود

 

 

 

در ژاپن، فناوری جداکننده‌های لرزه‌ای برای سازه‌های بلند بسیار مورد ترجیح استساختار من‌شین پایه ساختمان بر روی لایه‌های سرب، فولاد یا لاستیک ضخیم قرار می‌گیرد که به پایه ساختمان اجازه می‌دهد حرکت کند و نیروی زلزله را بر روی قاب‌های بالایی به حداقل برساند. این روش ساخت و ساز اغلب در آسمان‌خراش‌ها و آپارتمان‌های بلند استفاده می‌شود.

 فناوری‌های دیگر برای ساخت ساختمان‌های مقاوم در برابر زلزله

 

مقاومت از بالا به پایین روش‌های جدید ساخت و ساز شامل نصب دمپرها بلوک به بلوک در قاب پایه ساختمان است. در زمان زلزله، این دمپرها به جلو و عقب حرکت می‌کنند و انرژی ناشی از لرزش‌ها را جذب می‌کنند.

پاندول‌های کاهش زلزله این روش برای مقاوم‌تر کردن آسمان‌خراش‌های موجود در برابر لرزش‌های زمین اختراع شد و شامل آویزان کردن یک توپ بزرگ و سنگین با طناب‌های فولادی از یک ساختار ثابت در بالای ساختمان است. بر اساس یک قانون نسبتاً ساده - هنگامی که ساختمان در طول زلزله شروع به لرزش می‌کند، توپ مانند یک پاندول حرکت می‌کند. به دلیل اینرسی قوی ایجاد شده توسط امواج زلزله، توپ در جهت مخالف نیروی زلزله نوسان می‌کند و به این ترتیب به تثبیت ساختمان کمک می کند.‌

فناوری‌های دیگر برای ساخت ساختمان‌های مقاوم در برابر زلزله

پوشش نامرئی این فناوری می‌تواند در هنگام زلزله ساختمان را نجات دهد. زلزله به صورت امواجی بر روی زمین منتشر می‌شود که حرکت عمودی روی سطح ایجاد می‌کند و ساختمان‌ها را می‌لرزاند. برای جلوگیری از این حرکت، برخی مهندسان 100 حلقه پلاستیکی را در پایه ساختمان قرار می‌دهند که به عنوان پرده عمل می‌کنند و امواج را نامرئی می‌کنند

 

چوب در نمای ساختمان: گرمایی که از طبیعت می‌آید

 

این روش در چند سال اخیر توسط بسیاری از مهندسان عمران در خارج از کشور آزمایش شده و در تعداد کمی از سازه‌ها اجرا شده است.سازه‌های مدولار و فولادی سبک سازه‌های مدولار و فولادی سبک به عنوان آینده بخش ساخت و ساز در نظر گرفته می‌شوند، بر اساس عوامل زیادی مانند کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای، قابلیت بازیافت، پایداری، تولید انبوه، قابلیت حمل و مقاومت در برابر زلزله.

 

 

ژاپن هنوز با پیامدهای یک زلزله قدرتمند در اوایل این ماه دست و پنجه نرم می‌کند. با تاریخچه‌ای از بلایای طبیعی، ژاپن یکی از کشورهایی است که بهترین آمادگی را برای شرایط اضطراری دارد. یک سیستم هشدار پیشرفته، کدهای ساختمانی سختگیرانه و جمعیتی آماده همگی کمک می‌کنند

وقتی زلزله رخ می‌دهد، نیروهای افقی ایجاد می‌کند که ساختمان‌ها را از طرفی به طرف دیگر می‌لرزاند.از آنجا که ساختمان‌ها از بتن ساخته شده‌اند که قوی است اما انعطاف‌پذیری کمی دارد، این نیروها می‌توانند بتن را کشیده و باعث ترک خوردن آن شوند.

طراحان می‌توانند این مشکل را با افزودن یک اسکلت فولادی انعطاف‌پذیر که به آن میلگرد نیز گفته می‌شود، حل کنند. قرار دادن میلگرد در داخل بتن، استحکام کلی بتن را افزایش می‌دهد و توانایی آن را در تحمل نیرو بهبود می‌بخشد.این به این دلیل است که میلگرد دارای خواص الاستیکی است و می‌تواند به ساختمان کمک کند تا به شکل اصلی خود بازگردد.

 

 

 

ضربه‌گیرها برای ساختمان‌ها

ساختمان‌ها همچنین می‌توانند با سیستم‌های "جداسازی پایه" مجهز شوند تا با استفاده از فنرها یا ریل‌ها، ساختمان را از پایه‌های آن جدا کنند. این بدان معناست که وقتی زلزله شروع می‌شود، حرکت ناشی از آن فشار بر ساختار ساختمان وارد نمی‌کند.

این سیستم در ژاپن استفاده می‌شود، جایی که ساختمان‌ها بر روی ضربه‌گیرها - مانند بلوک‌های ضخیم لاستیکی - ساخته می‌شوند تا در هنگام لرزش‌ها پایدار بمانند.

پس از زلزله کوبه در سال 1995 که بیش از 6,000 نفر را کشت، ژاپن تحقیقات گسترده‌ای را برای مقاوم‌سازی ساختمان‌ها در برابر زلزله انجام داد، از جمله بازسازی سازه‌های قدیمی. مانند شیلی، ژاپن قوانین سختگیرانه‌ای را برای اطمینان از مقاومت ساختمان‌ها در برابر زلزله وضع کرد.

 

مزایای ساختمان‌های مقاوم در برابر زلزله

"آسیب به ساختمان‌ها علت اصلی مرگ، جراحت و از دست دادن اموال ناشی از زلزله‌ها است"، می‌گوید شورای تاب‌آوری ایالات متحده که سیستم‌های رتبه‌بندی برای عملکرد ساختمان‌ها را اجرا می‌کنداین شورا می‌گوید اطمینان از اینکه ساختمان‌ها می‌توانند در برابر زلزله‌ها مقاومت کنند، نه تنها جان‌ها را نجات می‌دهد و از جراحات جلوگیری می‌کند، بلکه عواقب اقتصادی این بلایا را نیز کاهش می‌دهد. همچنین مزایای زیست‌محیطی وجود دارد، زیرا نیاز کمتری به دفن زباله‌ها وجود دارد و هیچ مصرف و انتشار گازهای گلخانه‌ای برای تلاش‌های بازسازیصرف نمیشود .

 

تحقیقات در حال انجام است تا هرگونه ارتباط احتمالی بین تغییرات آب و هوا و زلزله‌ها را بررسی کند، اما پل لوندگرن، ژئوفیزیکدان ناسا، به وب‌سایت Green Matters گفت: "ما در حال حاضر در موقعیتی نیستیم که بگوییم فرآیندهای آب و هوایی می‌توانند یک زلزله بزرگ را تحریک کنند."

سازمان زمین‌شناسی ایالات متحده می‌گوید که تنها همبستگی مشاهده شده بین زلزله‌ها و آب و هوا این است که تغییرات بزرگ در فشار جوی - مانند آن‌هایی که توسط طوفان‌های بزرگ ایجاد می‌شوند - می‌توانند "زلزله‌های آهسته" را تحریک کنند، که انرژی را در طولانی مدت آزاد می‌کنند و منجر به لرزش زمین نمی‌شوند.

ژاپن به دلیل نیاز ضروری، در طراحی ساختمان‌های مقاوم در برابر زلزله مهارت پیدا کرده است. این کشور جزیره‌ای در منطقه‌ای معروف به حلقه آتش اقیانوس آرام قرار دارد، جایی که صفحات تکتونیکی اوراسیا، اقیانوس آرام و فیلیپین به یکدیگر فشار می‌آورند. این فشار عظیم دوره‌ای منجر به آزاد شدن انرژی زیاد و در نتیجه زلزله‌های این مجمع‌الجزایر می‌شود.

ژاپن در طول تاریخ خود زلزله‌های متعددی را تجربه کرده است، که یکی از بدترین آن‌ها زلزله بزرگ کانتو در سال 1923 بود. این زلزله به مقیاس 7.9 ریشتر رسید، توکیو و یوکوهاما را ویران کرد و بیش از 140,000 نفر را کشت.پس از جنگ جهانی دوم، دولت ژاپن مجموعه‌ای از اقدامات سختگیرانه‌تر را برای مجبور کردن سازندگان به ساخت سازه‌های مقاوم در برابر زلزله معرفی کرد (این امر به ویژه با افزایش ارتفاع ساختمان‌ها مهم بود). استانداردهای ساختمان مقاوم در برابر زلزله ژاپن به شرح زیر است:

تایشین این حداقل نیاز برای ساختمان‌های مقاوم در برابر زلزله در ژاپن است و دستور می‌دهد که تیرها، ستون‌ها و دیوارها باید حداقل ضخامت را برای مقابله با لرزش داشته باشند.

سی‌شین سطح بعدی ساختمان‌های مقاوم در برابر زلزله در ژاپن است و برای ساختمان‌های بلند توصیه می‌شود. این طراحی از دمپرهایی استفاده می‌کند که مقدار زیادی از انرژی زلزله را جذب می‌کنند. اساساً، لایه‌های ضخیم لاستیکی زیر پایه‌ها قرار داده می‌شود که لرزش‌ها را جذب می‌کنند.

من‌شین این پیشرفته‌ترین فرم ساختمان‌های مقاوم در برابر زلزله در ژاپن و همچنین گران‌ترین است. ساختار ساختمان توسط لایه‌های سرب، فولاد و لاستیک از زمین جدا می‌شود که با زمین زیر آن‌ها به صورت مستقل حرکت می‌کنند. این به معنای این است که ساختمان خود بسیار کم حرکت می‌کند - حتی در هنگام شدیدترین زلزله‌ها.

 

 ویژگی‌های مشترک ساختمان‌های مقاوم در برابر زلزله در ژاپن

 

بسته به موقعیت و کاربری ساختمان، معماران ژاپنی ممکن است از ویژگی‌های مختلفی برای مقاوم‌سازی در برابر زلزله استفاده کنند:

- استفاده از یک قاب فولادی در هسته ساختمان - برخلاف هسته بتنی تقویت‌شده که در سازه‌های غربی رایج است.

- استفاده از دمپرهای مورب، تیرهای فولادی و ستون‌ها به جای ستون‌های بتنی.

- استفاده از پاندول در هسته یا سقف ساختمان.

- نصب دمپرها بین طبقات ساختمان.

- ساختارهای مشبک برای کمک به تقویت ساختمان.

- اتصالات T طراحی شده برای شکست.

- بسیاری از ساختمان‌های جدید نیز به سیستم هشدار اولیه کشور متصل هستند که ساکنان را از وقوع زلزله مطلع می‌کند.

- استفاده از درب‌های سقوط‌کننده که راه‌های بیشتری برای فرار فراهم می‌کنند.

- چراغ‌های پوشیده‌شده برای محافظت از افراد در صورت انفجار لامپ‌ها.

 

مصالح ساختمانی || سنگ بنا های یک ساختمان

 

تمامی ساختمان‌های جدید در ژاپن باید با کدهای سختگیرانه ساختمان‌های مقاوم در برابر زلزله این کشور مطابقت داشته باشند. در اینجا سه مثال از سازه‌های نوآورانه که استانداردهای مقاوم در برابر زلزله را رعایت می‌کنند، آورده شده است:

روش‌های کاهش زلزله در ساختمان‌های موجود

جذب نیروی زلزله تنها چیزی نیست که باید در ساخت و سازهای جدید به آن فکر کرد. به عنوان مثال، در ساختمان شینجوکو میتسویی در توکیو، چندین پاندول 300 تنی در سقف آسمان‌خراش نصب شده‌اند. این پاندول‌ها در هنگام زلزله به جلو و عقب حرکت می‌کنند و به مقابله با حرکت جانبی ساختمان کمک می‌کنند.

 

 

 

درس‌هایی که می‌توان از ساختمان‌های ژاپن آموخت

ژاپن به دلیل نوآوری‌های پیشرفته در زمینه‌های متعدد در جهان شناخته شده است و وقتی صحبت از مقاومت در زیرساخت‌های آن می‌شود، قطعاً در لبه تکنولوژی قرار دارد. بنابراین، کشورهای دیگر که با بلایای طبیعی و انسانی مواجه هستند، چه درس‌هایی می‌توانند از رویکرد ژاپن به مقاومت در برابر زلزله بیاموزند؟

تنظیمات قوی حیاتی است: قوانین واضح درباره استانداردهای حداقلی برای مقاومت به معنای این است که سازندگان ژاپنی می‌دانند چه چیزی باید ارائه دهند. این امر همچنین به مشتریان اطمینان و اعتماد بیشتری می‌دهد.

نوآوری ضروری است طراحان ژاپنی به طور مداوم در حال نوآوری هستند تا ساختمان‌های مقاوم در برابر زلزله پیچیده‌تری بسازندسرمایه‌گذاری حیاتی است ساخت یک ساختمان مقاوم در برابر زلزله تا 20٪ بیشتر از یک سازه استاندارد هزینه دارد. با این حال، در دراز مدت، این رویکرد باعث صرفه‌جویی در هزینه‌های مالکین می‌شود زیرا ساختمان‌های آن‌ها در برابر زلزله‌ها ایمن هستند. چه در حال طراحی سازه‌های جدید در مناطق پرخطر زلزله یا بلایای طبیعی باشید و چه به دنبال بازسازی ساختمان‌های خود برای مقاومت بیشتر باشید، باید مجموعه‌ای از عناصر طراحی را برای کاهش این خطرات به کار بگیرید. نگهداری این ویژگی‌ها حیاتی است - و در اینجا است که کمک می‌کند.

این برنامه مبتنی بر ابر که بر روی موبایل و دسکتاپ قابل دسترسی است، به مدیران تأسیسات ساختمان اجازه می‌دهد مدل‌های BIM سازه را مشاهده کنند، هر منطقه‌ای که آسیب دیده یا نیاز به ارتقاء دارد را شناسایی کنند و پروژه‌های بهبود ساختمان را نظارت کنند.

هر مالک ساختمان امروزی نیاز دارد که اطمینان حاصل کند که املاک خود مقاوم هستند - و برای جهانی که بلایای طبیعی در آن شایع‌تر شده است، آماده هستند. چه با زلزله، سیل، افزایش سطح دریا یا طوفان مواجه باشید، PlanRadar می‌تواند از استراتژی مقاومت شما پشتیبانی کند.

 

 ترجمه و گردآوری: ندا خدری