استفاده از سیستمهای قاب سبک فولادی LSF یک راه حل مقابله با زلزله
بسياري از شهرهاي مهم کشور از جمله تهران بر روي گسلهاي فعال قرار گرفتهاند که ضعف کلي کالبد شهر، ازدیاد جمعیت و نیز پراکندگی نامناسب جمعیت در سطح شهر به هنگام وقوع زلزلۀ احتمالي، خسارات جاني و مالي فراواني را ميتواند ايجاد کند. در مناطق روستایی نیز بخش بافت فرسوده به دلیل آسیبپذیری زیاد به شدت مایۀ نگرانی شدهاند، زیرا هنگام وقوع زلزله بارهای مرده زندگی مردم را تهدید میکنند.
بارهای مرده شامل مصالح سنگین موجود در دیوارها، کف و سقف ساختمانهای سنتی میشود. همچنین، میتوان از وسایل زندگی ما که البته نمیتوانیم آنها را از زندگیمان حذف کنیم نیز، به عنوان نوعی بار مرده یاد کرد. بنابراین، بایستی ساختمان را سبک بسازیم تا این آسیبها را به حداقل برسانیم.
با این حال، آیا میتوان سازههای فولادی سبک (LSF) را نیز در مقایسه با گزینههای موجود دیگر یک روش ساختاری مؤثر دانست؟ در این مقاله، جوانب مثبت ساخت و ساز به روش “LSF” را به عنوان یکی از روشهای مختلف ساخت به هنگام مواجهه با زلزله، ارزیابی خواهیم کرد.
ایمن ماندن در برابر زلزله با سازۀ LSF
ساخت و ساز عامل بزرگی در اتفاقاتی است که در طول زلزله رخ میدهد. سؤال این است که چرا همۀ سازهها را با حداکثر ایمنی در برابر زلزله طراحی و اجرا نمیکنند؟ البته هزینۀ ساخت سازههای محکمتر بسیار بالا خواهد بود است. بنابراین، بایستی میزان خطرات احتمالی و هزینههای مربوط به استراتژیهای مختلف ایمنی ساختمانها سنجیده و تصمیم آگاهانه گرفته شود.
ساختمانهای LSF از امنیت بالایی در برابر زلزله برخوردارند. با توجه به وقوع زمین لرزههای مختلف در دیگر نقاط دنیا، مقاومت سازۀ LSF در برابر زلزله تجربه و اثبات شده است. مهمترین دلایل برتری ساختمانهای ال اس اف در سیستم ساخت و ساز را میتوان استحکام، امنیت و سرعت بالای اجرای آنها دانست.
ویژگیهای ساختمانهای مقاوم در برابر زلزلۀ LSF
پیکربندی سازههای ضد زلزله یکی از عواملی است که تأثیر زیادی بر طراحی مقاومت سازهها در برابر زمین لرزه دارد. از این رو، اقدامات شناخته شده و عملی زیادی برای مقاومت سازه در برابر تهدیدات لرزهای وجود دارد. بیایید به برخی از ویژگیهای ساختمانهای مقاوم در برابر زلزله که توسط مهندسان جهان برای به حداقل رساندن آسیب به سازهها در اثر زلزله استفاده میشود، نگاهی بیندازیم.
- سازۀ سبک و کاهش بار مرده : زمانی که به بلایی که آوار ساختمانهای سنتی بر سر زلزلهزدهها میآورد نگاه کنیم، ضرورت مقاومسازی، صنعتیسازی و سبکسازی در روشهای ساخت را خوب درک میکنیم. سازۀ LSF سبک است و همین سبک بودن سبب میشود که تکانهای زلزله، نیروی کمتری به ساختمان وارد کند.
- آسیبپذیری کمتر : در زمان وقوع زلزله، اجزاء و قطعات تأسیساتی این ساختمانها نیز آسیب کمتری میبیند. برای مثال، اتصالات لولهها و فاضلابها به گونهای است که از انعطاف لازم در برابر تکانهای زلزله برخودار خواهد بود.
- تخریب نمیشود، حتی اگر آسیب ببیند : این ساختمانها یکپارچه هستند و قطعات تشکیل دهندۀ آنها به راحتی از هم گسیخته نمیشوند. به عنوان مثال، درست مثل یک اتوبوس که با سرعت زیاد در سر پیچ و دستانداز، سخت انسجام خود را حفظ میکند.
فناوری برتر ال اس اف برای ساخت سازههای مقاوم در برابر زلزله
ساختمانهای ساخته شده با سیستم ال اس اف، به دلیل مزایایی مانند : سبکی، استحکام، دوام و پایداری فیزیکی، امکان حل طیف وسیعی از مسائل ناشی از زمین لرزه را به خود اختصاص دادهاند. به همین دلیل، کاربرد سیستمهای ساختمانی مبتنی بر LSF در طول سالهای اخیر هم در زمینۀ اجزای معماری غیرسازهای و هم در حوزۀ ساختمانهای مقاوم در برابر زلزله بسیار رونق داشته است. وزن سبک ساختمانهای ال اس اف در ویژگی ضد زلزله بودن آنها، نقش کلیدی دارد.
معمولاً در یک ساختمان ساخته شده با این سیستم، کفها و دیوارهای آن باربر هستند. دیوارهای مقاوم در برابر بار از تعداد مشخصی Stud تشکیل شدهاند. یعنی در هر دیوار پروفیلهایی به صورت عمودی در فواصل 30 الی 60 سانتیمتری قرار دارند و در انتها یک دیوار را تشکیل میدهند. هدف این فناوری توزیع بارهای وارده بین تمام اجزای سازه به صورت یکسان است.
از طرفی دیگر، اتصالاتی که میان پانلهای این سیستم ساخت جهت مهاربندی مورد استفاده قرار میگیرند، نقش بسزایی در افزایش مقاومت سازه در برابر زلزله دارد. زلزله اغلب آسیبهای قابل توجهی به دیوارها، نما و سقف وارد میکند که اثرات بسیار مهمی از نظر هزینههای اقتصادی و در برخی موارد حفظ جان انسانها داشته است.
ساختمانهای LSF در حفاظت از ایمنی جان و محدود کردن زیانهای اقتصادی به دلیل آسیبهای ناشی از زلزله، عملکرد عالی و بهتری نسبت به هر نوع ساخت و ساز دیگری داشتهاند. وزن سبک ذاتی سازههای فولادی LSF را میتوان به عنوان یک استراتژی طراحی برای اطمینان از عملکرد لرزهای این سیستمها در نظر داشت.
وزن کمتر → کاهش شتاب / نیرو
سازههای فولادی سبک با جرم کمتر از مزیتهای طراحی لرزهای هستند. به عبارت دیگر، از آن جایی که نیروهای زلزله نیروی اینرسی ناشی از جرم شتاب دهنده هستند؛ هر چه جرم کمتر باشد، نیرو طراحی لرزهای کمتر خواهد بود.
سبکسازی و تأثیرات پنهان زلزله بر محیط زیست
از سوی دیگر، در صورت وقوع زلزلهای در مقیاس بزرگ، تأثیرات نخالههای عظیم ساختمانی که بعد از تخریب ناشی از زلزله باید در حاشیۀ شهرها دفن شوند و نیز تخریب محیط زیست با مصرف بدون ملاحظۀ مصالح، انرژی و عدم بازیافت اجزاء ساختمان پس از پایان عمر آنها، غیرقابل تصور خواهد بود.
قطعات و مصالح نوین و به روز به کار رفته در روش سبکسازی بعد از پایان عمر مفید ساختمان و انهدام آن، قابل بازیافت و بازگشت به طبیعت خواهند بود. در حالی که مصالح سنتی نظیر آجر، بتن و بلوک یا هیچوقت به طبیعت بر نمیگردند و یا این که بعد از میلیونها سال امکان بازگشت به طبیعت را خواهند داشت. استفاده از روشهای صنعتی ساختمان سازی و به طور مشخص، به کارگیری شیوههای نوین مانند سازههای ال اس اف برای حفاظت از محیط زیست، بسیار مهم و مؤثر میباشد. این ساختمانها در زمان ساخت، حداقل پرت مصالح و انرژی را دارند و در زمان بهرهبرداری نیز کمترین انرژی را هدر میدهند؛ از این رو، سازههای ال اس اف (LSF) را ساختمانهای دوستدار محیط زیست مینامند.
سبک سازی علاوه بر کاهش خطرات جانی و مالی ناشی از مخاطرات طبیعی نظیر زلزله، به کاهش هزینهها، صرفه جویی در انرژی و حفظ محیط زیست هم میانجامد.
