روزنامه خراسان

معمای سازه‌های ضد زلزله در ژاپن

چرا ژاپن زلزله‌خیز است؟     ژاپن به‌دلیل نزدیکی به حلقه آتش اقیانوس آرام، از زلزله‌خیزترین کشورهای دنیاست. حلقه آتش، کمربندی در حوضه اقیانوس آرام است که در حدود ۸۱ درصد از بزرگ‌ترین زلزله‌ها و فعالیت‌های آتشفشانی جهان در این منطقه اتفاق می‌افتد. تنها در سال ۲۰۱۶، در حدود ۶۵۰۰ زمین‌لرزه در ژاپن به ثبت رسیده است، اما به‌رغم تعداد بالا، بد نیست بدانید شدت زلزله‌های ژاپن چندان کم نیست طوری‌که گاهی شاهد وقوع زمین لرزه‌هایی به بزرگی 8 ریشتر هستیم.   فرهنگ‌سازی شروع ماجراست این کشور برای مقابله با این بلای سهمگین طبیعی، نظام‌نامه‌ها و قوانین سختگیرانه‌ای برای ساخت و ساز آسمان‌خراش‌ها و برج‌های خود ایجاد کرده است. آ‌ن ها با اختراع مواد ساختمانی منعطف، ضربه‌گیرهای بزرگ و حتی سیستم معلق کردن ساختمان‌هایشان، به آزمایش و تجزیه و تحلیل عملکرد بناهای خود پرداخته‌ و توانسته‌اند جایگاه ویژه‌ای در فهرست مقاوم‌ترین کشورها در برابر حوادث طبیعی را به خود اختصاص دهند. نکته جالب این جاست که علاوه بر ساختمان‌های جدید مقاوم، آن‌ها توانسته‌اند ساختمان‌های قدیمی خود را نیز به گونه‌ای بازسازی کنند که در برابر حوادثی مانند زلزله مقاوم‌تر باشد. به مردم این کشور برای مقاوم‌سازی خانه‌ها طبق آیین‌نامه‌ها، یارانه و حتی معافیت مالیاتی تعلق می‌گیرد، اما مقدمه همه این‌ها فرهنگ‌سازی است؛ چراکه مردم این کشور پذیرفته‌اند که زلزله جزئی از زندگی در این کشور است. پس خود را برای آن آماده می‌کنند. دولت هم پذیرفته سرمایه‌گذاری روی پیشگیری به مراتب مفیدتر از هزینه‌های بازسازی است.   معماری سنتی ژاپن تصور عمومی این است که در هر کشوری بافت قدیمی ، فرسوده و معماری سنتی مقاومت کمی دربرابر زلزله دارد. البته که در مقایسه با ساختمان‌های امروزی، خانه‌های چوبی قدیمی مقاومت کمتری دارند، اما بد نیست بدانید خود معماری سنتی ژاپن دربرابر زلزله چندان آسیب‌پذیر نبوده که علتش استفاده از چوب در سازه و نوع طراحی‌ها بوده است، یعنی ژاپنی‌ها از دیرباز تدابیری در این زمینه داشتند. خانه‌های سنتی ژاپنی از چوب سدر و کاغذ برنج ساخته شده‌اند که به‌راحتی آتش می‌گیرند و حتی درصورت وارد شدن فشار و وزن زیاد فرومی‌ریزند، اما برابر زلزله عملکرد متفاوتی دارند. این خانه‌ها که حتماً نمونه‌شان را در فیلم‌ها و سریال‌های ژاپنی دیده‌اید، مانند یک چتر حول یک ستون اصلی اجرا و با اتصالات پیچیده‌ای به تیرهای تکیه‌گاهی متصل می‌شدند. اسکلت ساختمان، یک سیستم متشکل از خطوط قائم و افقی است. نجارهای قدیمی از شکل طبیعی چوب استفاده می‌کردند؛ بدون خودنمایی و اضافات. چون معتقد بودند انحنای طبیعی چوب به خانه روح می‌دهد. تکنیک درهم قفل شدن سازه مثل یک پازل باعث می‌شد خانه در حین زلزله خم شود و حرکت کند. در معماری این کشور به طور سنتی از سنگ یا آجر در ساخت و ساز استفاده نمی‌شد؛ چراکه آن‌ها سنگین هستند و در برابر زلزله مقاومت نمی‌کنند.  
تدابیر امروزی برای مقاومت خانه‌ها ایده‌های متنوعی باعث ایمنی خانه‌های ژاپنی برابر زلزله شده که محدود به مقاومت سازه نیست. به‌طور مثال در بسیاری از سازه‌های امروزی این کشور، دستگاه‌هایی نصب شده که هنگام بروز زلزله گاز را قطع می‌کند تا انفجار و آتش‌سوزی رخ ندهد. ساختمان‌های مرتفع کشسانی بالایی دارند طوری‌که به‌ دلیل وجود لنت‌ها و لایه‌های لاستیکی یا پمپ‌های هوا، ضربه‌گیرها به‌جای ساختمان تکان می‌خورند. در ادامه برخی از این ایده‌ها را با هم مرور می‌کنیم: 1.  تسمه‌های زیر ساختمان| سازه‌ها معمولا برای تحمل بارهای عمودی، از جمله وزن خودشان و نیروی جاذبه طراحی شده‌اند و قادر به تحمل نیروهای جانبی حاصل از تکان‌های زلزله نیستند. بنابراین اصلی‌ترین بخش سیستم‌های ضد زلزله، جداسازی ساختمان‌ها از زمین است؛ تا در هنگام زلزله بتواند به صورت یکپارچه و بی خطر حرکت و نیروهای جانبی را تحمل کند. یکی از روش‌های مقاوم سازی، ابزارهای تسمه‌داری هستند که در زیر ساختمان‌ها نصب می‌شوند. آن‌ها می‌توانند به همه جهات حرکت و تاثیر امواج حاصل از زمین لرزه را قبل از رسیدن به ساختمان جذب کنند. برخی دیگر از ساختمان‌ها از قطعات بزرگ لاستیکی در زیر ساختمان استفاده می‌کنند که همان تاثیر تسمه‌ها را دارد و در هنگام زمین لرزه این لاستیک حرکت می‌کند تا شدت امواج را بگیرد. 2. معلق کردن خانه ها|روش جالب و عجیب دیگری که به شکل محدود برای مقابله با زلزله در ژاپن استفاده می‌شود، معلق کردن یا شناور کردن خانه‌هاست. به این معنا که با شروع زمین‌لرزه، سنسور یک کمپرسور بزرگ هوا در کمتر از یک ثانیه فعال  می شود و هوا را با فشار زیادی به داخل کیسه‌ای که در زیر فونداسیون خانه نصب شده، می‌دمد. به این ترتیب چیزی شبیه به یک کیسه هوای 3 سانتی‌متری(مشابه مکانیسم ایربگ خودرو‌ها) در زیر خانه ایجاد می‌شود و از لرزش‌های شدید جلوگیری می‌کند. 3. سیلندرهای هیدرولیکی| همان مکانیسم کشسان لایه‌های لاستیکی گاهی توسط سیلندرهای هیدرولیکی فلزی انجام می‌شود که با تاب خوردن ساختمان کشیده و منقبض می‌شوند و حرکت انرژی را کاهش می‌دهند.   4. چیزی پرت نمی‌شود| یکی از دلایلی که زلزله ممکن است باعث صدمه به مردم شود، این است که وسایل به اطراف پرت می‌شود که مستقیم زمینه مصدومیت فرد را فراهم  یا امکان فرار را از او سلب می‌کند. در این زمینه هم اقداماتی صورت گرفته، مثل استفاده از اتصالات فلزی برای محکم کردن مبلمان به دیوارهای خانه، اتصال وسایل به کابینت و میز با مواد چسب مانند، تقویت سقف و کف با تیرهای فولادی و افزودن ستون یا تقویت ستون‌های موجود و... 5. سیستم هشدار| جدیدترین خانه‌های آماده زلزله به سیستم هشدار زودهنگام زلزله ژاپن متصل هستند که می‌تواند تا 30 ثانیه قبل از وقوع زلزله هشدار دهد و دارای چراغ‌های اضطراری، آبپاش‌های داخلی و در‌های مخفی هستند که به هر اتاق دو در می‌دهد که امکان فرار را افزایش ‌دهد. 6. خانه‌های فومی| یکی از راهکارهای ژاپن در برخی مناطق استفاده از خانه‌های فومی ضد زلزله است. این خانه‌ها از ۱۵ سال پیش در ژاپن ساخته می‌شدند. از سال ۲۰۱۶ تقاضا برای ساخت این خانه‌ها در پی زلزله ۷ ریشتری کوماموتو افزایش پیدا کرد. این خانه‌های فومی از نظر ظاهری بسیار شبیه کپرهاهستند. احتمالا همه ما با شنیدن واژه فوم پلی استایرن به یاد ظروف و بسته‌های یک بار مصرف می‌افتیم، اما سازندگان خانه‌های مدولار ژاپنی این فوم را جزو مصالح بسیار ارزشمند و مقاوم در برابر زلزله می‌دانند. خانه‌های ساخته شده از فوم پلی استایرن با قیمت مناسب، سرعت ساخت بالا و عایق حرارتی بودن، اقامتگاهی مطمئن در مقابل حوادث هستند.
لینک منبع خبر
سایر اخبار این روزنامه
اخلاق اگر نیست چه سودی ز دیانت؟! معمای سازه‌های ضد زلزله در ژاپن بسته تشویقی برای تسریع در نوسازی بافت فرسوده آبکوه رئیسی: دولت نه نامزدی در انتخابات مجلس دارد و نه از نامزد و لیستی حمایت می‌کند موانع تداوم روزهای خوش اشتغال نشان مشهد الرضا (ع) برای 6 چهره شاخص مشهدی خشک ترین سال نیم قرن اشتغال، فراتر از دوران قبل از کرونا «بگو بخندِ» داوران مهربان با استعدادهای کمدی روایت کنعانی از چرایی تفاوت متن لاوروف در رسانه های روسی و ایرانی آتش بازی حماس در شب کریسمس در تل آویو کلاف پیچیده آدم ربایی! صبحانه شن، ناهار گازوئیل و شام آجر!