فناوری‌های کلیدی مقاوم در برابر زلزله، ساختمان‌های مقاوم در برابر زلزله را تقویت می‌کنند

هنگامی که زمین در طول زلزله به شدت می لرزد، ساختمان ها با یک چالش بزرگ برای ایستادن روبرو می شوند. این فقط یک نگرانی معماری نیست - این یک مسئله ایمنی زندگی، ثبات اقتصادی و رفاه اجتماعی است. ساخت و سازهای مدرن مقاوم در برابر زلزله بر هدایت هوشمندانه نیروهای لرزه ای تمرکز دارد تا اینکه صرفاً به استحکام ساختاری متکی باشد.

طراحی لرزه ای موثر سه ویژگی ضروری را ترکیب می کند:

• سفتی: در برابر تغییر شکل در هنگام لرزش مقاومت می کند
• استحکام: در برابر نیروهای لرزه ای بدون شکست مقاومت می کند
• شکل پذیری: یکپارچگی ساختاری را فراتر از محدودیت های الاستیک حفظ می کند

بسیاری از ساختمان های مدرن دارای طبقات اول باز برای پارکینگ یا لابی هستند. در حالی که از نظر زیبایی شناسی خوشایند هستند، این "طبقات نرم" در طول زلزله عملکرد ضعیفی دارند. آرایش ستون های پراکنده، تعداد کمتری از تکیه گاه ها را مجبور می کند تا نیروهای برشی بیش از حد را تحمل کنند. راه حل ها شامل اضافه کردن دیوارهای برشی، مهاربندی مورب یا قاب های فولادی برای تقویت سطوح زمین آسیب پذیر است.

این دستگاه ها که مانند کمک فنرهای خودرو عمل می کنند، انرژی زلزله را به گرما تبدیل می کنند. انواع رایج نصب شده در سراسر ساختمان ها عبارتند از:

• دمپرهای اصطکاکی
• دمپرهای سیال ویسکوز
• مهاربندهای مهار شده

این پانل های بتنی مسلح شده با فولاد مورب، با انتقال نیروهای افقی به فونداسیون ها، با آنها مقابله می کنند. قرارگیری و اندازه مناسب برای عملکرد بهینه در مناطق لرزه ای مختلف بسیار مهم است.

آسمان خراش ها از این سیستم های آونگی عظیم استفاده می کنند که اغلب صدها تن وزن دارند. آنها که با دقت با فرکانس طبیعی یک ساختمان کالیبره شده اند، در جهت مخالف حرکت لرزه ای نوسان می کنند و ارتعاشات را خنثی می کنند. نمونه های قابل توجه شامل دمپر کره فولادی 730 تنی تایپه 101 است.

سقف ها و کف ها به عنوان غشاهای افقی عمل می کنند و نیروهای لرزه ای را به تکیه گاه های عمودی توزیع می کنند. سفتی کافی از تغییر شکل جلوگیری می کند و در عین حال تداوم ساختاری را در هنگام لرزش حفظ می کند.

ترکیبی از مقاومت کششی فولاد با مقاومت فشاری بتن، عملکرد لرزه ای ایده آلی را ایجاد می کند. میلگرد فولادی از شکست ترد جلوگیری می کند و در عین حال دیوارها را محکم به فونداسیون ها متصل می کند.

به ویژه برای سازه های قاب چوبی، اتصالات فلزی با استحکام بالا از جدا شدن بین دیوارها و فونداسیون ها در هنگام حرکت زمین جلوگیری می کنند.

این رویکرد انقلابی ساختمان ها را از زمین لرزان با استفاده از یاتاقان های لاستیکی-فولادی لایه ای با هسته های سربی جدا می کند. این سیستم به 12-24 اینچ حرکت اجازه می دهد و در عین حال وزن سازه را تحمل می کند.

نوآوری های نوظهور عبارتند از:

• سنسورهای هوشمند برای نظارت ساختاری در زمان واقعی
• بتن خود ترمیم شونده که آسیب های زلزله را ترمیم می کند
• سیستم های جداسازی مغناطیسی و بالشتک هوا
• روش های طراحی مبتنی بر عملکرد

مطالعات مقایسه ای توسط انجمن ملی بتن آماده و شورای مقاومت ایالات متحده، بتن مسلح را در میان موثرترین مواد لرزه ای رتبه بندی می کند، به طوری که برخی از قالب های بتنی عایق شده به رتبه های عملکرد سطح پلاتین دست می یابند.