علل اصلی سقوط ساختمان در هنگام وقوع زلزله چیست؟

زلزله به‌عنوان یکی از بزرگ‌ترین بلایای طبیعی، همواره تهدیدی جدی برای ایمنی انسان‌ها و زیرساخت‌ها محسوب می‌شود. تأثیر زلزله بر سازه‌ها می‌تواند منجر به سقوط ساختمان و پیامدهای فاجعه‌باری شود. در بسیاری از موارد، دیده می‌شود که برخی ساختمان‌ها با شدت کم‌تری از زلزله تخریب می‌شوند، درحالی‌که برخی دیگر حتی در برابر زلزله‌های شدیدتر مقاومت می‌کنند. این سؤال مطرح می‌شود که چه عواملی در سقوط ساختمان هنگام زلزله نقش دارند؟ در این مقاله از Hbboard، به بررسی علل اصلی ریزش ساختمان‌ها در زلزله و عوامل موثر بر ایمنی سازه‌ها خواهیم پرداخت.

علل سقوط ساختمان هنگام زلزله

علت اصلی ریزش سازه ها در اثر زلزله اغلب به طراحی، ساخت و نحوه نگهداری از آنها مربوط می شود. اما عوامل دیگری هم می توانند در سقوط ساختمان ها در برابر زلزله موثر باشند که مهمترین آنها عبارتند از:

۱. طراحی ضعیف ساختمان‌ها

یکی از مهم‌ترین علل سقوط ساختمان هنگام زلزله، طراحی ضعیف آن‌ها است. به خصوص ساختمان هایی که به طور اصولی در برابر زلزله مقاوم سازی نشده اند، احتمال ریزش و سقوط آنها در زلزله زیاد است و به راحتی فرو می ریزند. طراحی ضعیف ساختمان ها حتی می تواند به استفاده از مصالح بی کیفیت و روش های ساخت و ساز غیر استاندارد هم ارتباط پیدا کند. طراحی نامناسب شامل عوامل متعددی می‌شود، از جمله:

• استفاده از مصالح بی‌کیفیت: ساختمان‌هایی که با مواد نامرغوب ساخته می‌شوند، به دلیل ضعف در تحمل بار و نیروهای لرزه‌ای، آسیب‌پذیرتر هستند.
• عدم رعایت استانداردهای ساخت و ساز: بسیاری از ساختمان‌ها در مناطقی ساخته می‌شوند که فاقد آیین‌نامه‌های مقاوم‌سازی لرزه‌ای هستند یا این مقررات به‌درستی اجرا نمی‌شوند.
• محاسبات اشتباه در طراحی سازه: وزن ساختمان، محل قرارگیری ستون‌ها و اتصالات تیر به ستون از جمله عواملی هستند که در طراحی سازه باید به‌دقت محاسبه شوند. طراحی اشتباه در این موارد می‌تواند منجر به فروپاشی ساختمان شود.

۲. کیفیت پایین در ساخت و ساز

ساخت و ساز غیراصولی یکی دیگر از دلایل اصلی سقوط ساختمان‌ها در برابر زلزله است. این عوامل می‌توانند به ضعف در مقاومت سازه منجر شوند:

• فونداسیون ناکافی: پی یا فونداسیون ضعیف یکی از مهم‌ترین مشکلاتی است که موجب می‌شود نیروهای زلزله به‌طور یکنواخت در ساختمان توزیع نشوند.
• عدم تقویت مناسب سازه: برخی سازه‌ها به دلیل نداشتن اجزای تقویت‌کننده، نظیر میلگردهای مناسب یا دیوارهای برشی، در برابر زلزله آسیب‌پذیرترند.
• اجرای غیرحرفه‌ای: کیفیت پایین در اجرای ساخت‌وساز، مانند استفاده از نیروی کار غیرمتخصص، می‌تواند تأثیرات منفی جدی بر استحکام سازه داشته باشد.

مطالعه بیشتر: یک ساختمان ضد زلزله چه ویژگی هایی دارد

۳. عوامل مربوط به زمین و خاک

زلزله تنها یک نیروی واردشونده نیست؛ بلکه شرایط زمین‌شناسی منطقه نیز می‌تواند به شدت بر پایداری ساختمان تأثیر بگذارد:

• روان‌گرایی خاک: در مناطق با خاک سست و اشباع از آب، لرزش زلزله می‌تواند باعث کاهش مقاومت خاک و تبدیل آن به حالت روان شود. این وضعیت منجر به ناپایداری سازه‌ها و در نهایت سقوط ساختمان می‌شود.
• ساخت‌وساز در نزدیکی گسل‌ها: مناطقی که به گسل‌های فعال نزدیک هستند، به دلیل حرکات شدید زمین، مستعد فروریختن ساختمان‌ها هستند.
• شیب‌های ناپایدار: ساخت‌وساز در زمین‌های شیب‌دار نیز ریسک سقوط سازه را افزایش می‌دهد. در این موارد، نیروهای زلزله ممکن است به تغییر شکل زمین و ریزش ساختمان منجر شوند.

۴. مشکلات طراحی و مقاوم‌سازی لرزه‌ای

رعایت اصول طراحی لرزه‌ای در سازه‌ها نقش کلیدی در پیشگیری از سقوط ساختمان هنگام زلزله دارد. اما در بسیاری از موارد، مشکلات زیر باعث تخریب ساختمان‌ها می‌شوند:

• فقدان تقویت مناسب اتصالات: اتصالات ضعیف بین تیر و ستون، یا ستون و فونداسیون، می‌تواند مقاومت سازه را کاهش دهد.
• بی‌نظمی در پلان ساختمان: ساختمان‌هایی که توزیع جرم و سختی آن‌ها متوازن نیست، در برابر زلزله آسیب‌پذیرترند. این بی‌نظمی می‌تواند باعث پیچش سازه و در نهایت سقوط آن شود.
• شکل‌پذیری ناکافی سازه: شکل‌پذیری مناسب، به سازه امکان می‌دهد انرژی لرزه‌ای را جذب کرده و از آسیب جدی جلوگیری کند. در سازه‌هایی که از این ویژگی برخوردار نیستند، ریزش و تخریب در برابر زلزله محتمل‌تر است.

۵. ضعف در نگهداری ساختمان‌ها

نگهداری نادرست از سازه‌ها نیز می‌تواند خطر سقوط ساختمان هنگام زلزله را افزایش دهد. عواملی مانند ترک‌های موجود در فونداسیون، فرسودگی مواد و عناصر سازه‌ای، و عدم تعمیر به‌موقع آسیب‌ها می‌توانند موجب کاهش مقاومت ساختمان شوند. بررسی دوره‌ای ساختمان‌ها برای اطمینان از سلامت ساختاری و رفع مشکلات پیش از وقوع حوادث بسیار مهم است.

۶. بی نظمی پلان و سفتی

یکی از عوامل موثر در مقاوم سازی ساختمان ها در برابر زلزله بحت نظم پلان و سختی است. حتی بیشترین تاثیر را بر روی چیدمان و زیبایی ظاهری یک ساختمان دارد. اما بی نظمی سختی و پلان می تواند یکی از علت اصلی سقوط ساختمان در برابر زلزله باشد.

بی نظمی سختی پلان در ساختمان ها زمانی رخ می دهد که عناصر پایداری جانبی ساختمان خارج از مرکز آن قرار می گیرند. این شرایط می تواند باعث ایجاد یک واکنش پیچشی در ساختمان (عمل پیچشی) شود. هرچه فاصله بین مرکز جرم و مرکز سختی بیشتر باشد، پاسخ پیچشی شدیدتر خواهد بود. حتی می تواند باعث ریزش ساختمان در حین وقوع زلزله شود.

مطالعه بیشتر: چرا سازندگان پانل‌های اکسید منیزیم را انتخاب می‌کنند؟

راهکارهایی برای پیشگیری از سقوط ساختمان هنگام زلزله

برای کاهش خطرات و جلوگیری از تخریب ساختمان‌ها در زلزله، اقدامات زیر می‌توانند موثر باشند:

1. رعایت استانداردهای مقاوم‌سازی: استفاده از مصالح مقاوم و اجرای دقیق آیین‌نامه‌های ساختمانی برای ساخت سازه‌های ایمن ضروری است.
2. بررسی شرایط زمین: قبل از شروع ساخت‌وساز، انجام مطالعات زمین‌شناسی برای ارزیابی شرایط خاک و زمین ضروری است.
3. تقویت ساختمان‌های قدیمی: مقاوم‌سازی ساختمان‌های قدیمی با استفاده از تکنیک‌های مدرن و مصالح جدید، می‌تواند خطر سقوط آن‌ها را به میزان قابل توجهی کاهش دهد.
4. استفاده از فناوری‌های نوین: مصالح ساختمانی پیشرفته، مانند پانل‌های پیش‌ساخته و مقاوم در برابر زلزله، می‌توانند نقش بسزایی در ایمن‌سازی ساختمان‌ها داشته باشند.

سخن آخر

سوالات متداول

1. چرا برخی ساختمان‌ها هنگام زلزله فرو می‌ریزند؟ علت اصلی ریزش ساختمان‌ها در زلزله اغلب به طراحی ضعیف، ساخت و ساز نامناسب و عدم مقاوم‌سازی کافی ساختمان برمی‌گردد. مواردی مانند استفاده از مصالح نامرغوب، عدم رعایت استانداردهای ساخت و ساز و فونداسیون ضعیف از جمله دلایل اصلی هستند.

2. چه عواملی در مقاومت ساختمان در برابر زلزله موثر است؟ مقاومت ساختمان در برابر زلزله به عوامل مختلفی بستگی دارد. از جمله این عوامل می‌توان به کیفیت مصالح ساختمانی، طراحی سازه، اجرای صحیح عملیات ساختمانی، نوع خاک زیر ساختمان و مقاوم‌سازی ساختمان در برابر زلزله اشاره کرد.

3. آیا استفاده از مصالح خاصی مانند پانل اکسید منیزیم می‌تواند به مقاوم‌سازی ساختمان در برابر زلزله کمک کند؟ بله، استفاده از مصالح سبک‌تر و مقاوم‌تر مانند پانل اکسید منیزیم می‌تواند به کاهش وزن ساختمان و افزایش مقاومت آن در برابر زلزله کمک کند. شرکت‌هایی مانند اچ بی (HB) پانل‌های اکسید منیزیمی با کیفیت بالا تولید می‌کنند که در ساخت ساختمان‌های مقاوم در برابر زلزله کاربرد دارند.

 منابع: structuralguide