لقد بينت التجارب والنتائج المستخلصة من الزلازل الحديثة حتى المنشآت المصممة والمنفذة بالشكل السليم قادرة على مقاومة زلازل عنيفة دون إنهيار إلا ان معظم هذه المنشآت خاصة القديمة منها يمكن ان تتعرض إلى أضرار خطيرة أوانهيار مسبب إلى إزهاق أرواح السكان .كما أكدت الدراسات التي أجريت حول أداء المنشأ أثناء وقوع الزلازل حتى الجمل الانشائية التي تمتلك قدرة كافية على مقاومة القوى الجانبية ويجب حتىقد يكون لها أيضا مطاوعة كافية أي قدرة المحافظة على سلامتها عند زيادة الاجهادات من أجل حماية السكان.

كما أكدت الدراسات التي أجريت حول أداء المنشأ أثناء وقوع هذه الزلازل .ان الجمل الانشائية التي تمتلك قدرة كافية عتى مقاومة القوى الجانبية يجب حتىقد يكون لها أيضا مطاوعة كافية، أوالقدرة على المحافظة على سلامتها عند زيادة الاجهادات من اجل حماية السكان.

إن تأثير الزلازل على أي منشأ خرساني يتلخص في أنها تؤثر على هذا المنشأ بقوى أفقية متغيرة القيمة تبعا لمسقط المنشأ وقربه أوبعده من المناطق الساحلية أومن مراكز وبؤر مناطق الزلازل الرئيسية . وهذه القوى الأفقية تتعارض في مفهومها عن الإتزان للمنشأ عن نظيراتها من القوى الرأسية التي إعتاد المهندسين تصميم المنشأ على أساس مفعولها فقط وإهمال القوى الأفقية والتصميم على أساس هذه القوى .

القوى الأفقية

التصميم الأفقي لمبنى

هوتحقيق دراسة إتزانه الداخلي والخارجي تحت تأثير قوى الزلزال.

الإتزان الداخلي لمنشأ

هوتحقيق كفاية المقاومة الداخلية للبترات الخرسانية لمنشأ للقوى الداخلية من عزم الإنحناء وقوى قص وقوى عمودية.

الإتزان الخارجي لمنشأ

هوتحقيق إتزان المبنى تحت تأثير عزم الإلتواء وعزم إنقلاب وكذلك تأثير التغير في إجهاد تحول التربة

التصميم الرأسي للمنشأ

هوتصميم المنشأ ليقاوم الأحمال الميتة من وزن البلاطة الخرسانية والأعمدة ووزن الأرضيات والحوائط...وليقاوم الأحمال الحية من اوزان الأثاث والمفروشات واوزان المستخدمين لهذا المبنى.

شروط التصميم المعماري لمقاومة الزلزال

يجب حتى يختار شكل المبنى في المسقط الأفقي بحيثقد يكون متماثل ويجب حتى يتفادى الأشكال الزاوية وفي حالة وجود مبنى بشكل غير منتظم فيجب تقسيم المبنى بعمل فواصل الزلزال حيث أنه منع بعد الزلازل المتكررة استخدام بتر الاراضي المثلثة أومتوازي الاضلاع وذلك لما تشكله من فرصة لتمركز إجهدات الزلازل في الأجزاء الضعيفة منها وكذلك لتولد إجهدات عزوم إلتواء شديدة بها نتيجة الزلزال.

التصميم الإنشائي المناسب لمقاومة الزلازل

المباني الخرسانية تنقسم إلى النوعين التاليين:

1-مباني هيكلية

تتكون من أعمدة خرسانية تحمل فوقها كمرات خرسانية تتحمل أوزان الاسقف الخرسانية وهذا النوع يتمتع بمقاومة جيدة للزلزال إذا تم تصميمه وتطبيقه بدقة وهذا النوع من المباني ينقسم بدوره إلى الأقسام التالية:

• مباني ذات ارتفاعات قصيرة:لا يزيد عدد أدوارها عن ستة أوسبعة طوابق.
• مباني ذات إرتفعات متوسطة:لا يزيد عدد أدوارها 14إلى15 طابقا.
• مباني ذات إرتفعات عالية:لا يزيد عدد أدوارها عن 30 طابقا.

مقاومة المباني الهيكلية للزلازل

1. أولا إختيار النظام الإنشائي المناسب في حالة المباني ذات الارتفاعات المتوسطة والعادية.
2. التصميم المعماري المناسب مع إختيار النظام الإنشائي المناسب.
3. حساب ردود الأفعال الإنتنطقية المتولدة نتيجة الزلزال .
4. تصميم البترات الحرجة للعناصر الإنشائية.

أخذ بعين الإعتبار: نظام أعمدة خرسانية وكمرات محملة عليها؛يتحمل هذا النظام مباني ذات إرتفعات لا تزيد عن.14طوابق

أسباب إنهيار المباني

إن الأسباب التي تؤدي إلى إنهيار المباني هونقص الحديد أوضعف الاسمنت ولا ريب حتى هذه العوامل تسهم بشكل ما في الانهيارات لكنها ليست على الغالب السبب الحقيقي ..

الأسباب الحقيقية لانهيار المباني لا بد حتى نبين عوامل الأمان التي تتخذ عند التصميم الإنشائي للمباني السكنية العادية :

• إن أول ما يعمله المهندس المصمم هوتقدير الحمولات الطابقية بدقة ، وبما حتى حمولات الوزن الذاتي ووزن البلاط وقواطع البلوك ( الحمولات الميتة ) تحسب بدقة فليس هناك معضلة فيها .

أما الحمولات الحية فتختلف حسب طبيعة استثمار المبنى .

• بعد الانتهاء من تحليل الحمولات ( الميتة والحية ) يحسب التصميم على أساس مقاومة البيتون ..

وهكذا تضمن عوامل الأمان في المباني من حيث تقدير حمولات مثالية عالية القيمة وتخفيض قيمة المقامومة للبيتون والحديد .

إنهيار المباني

لا شك حتى المبنى المنفذ وفق التصميمقد يكون أكثر أماناً من المبنى الذي استنفذ فيه المنفذ خيارات الأمان فقام بتعديل أقطار الحديد وخفض نسبة الاسمنت في البيتون مما أضعف القيمة الإجمالية لمقاومة المبنى . لكن هذا نادراً ماقد يكون سبباً للانهيار المفاجئ .

تحصل الانهيارات المفاجئة نتيجة عدم الدراسة الوافية للتربة ونتيجة جهل المصمم لما تحت الأرض .. فهناك وسائل كثيرة لفهم باطن الأرض وهناك فهم تام يسمى فهم ( الجيوتكنيك ) مختص بدراسة تربة المسقط قبل التطبيق وتحديد مقاومة التربة .

-حساب أي منشأة يعتمد على حساب القوى المؤثرة فيها . بحيث تقاوم المنشأة هذه العوامل بنجاح ويجعلها مستقرة طول فترة حياتها المتسقطة للاستعمال .

.يجب حتىقد يكون المهندس واعياً لمشكلات المنطقة من جميع النواحي .. نوع التربة والتضاريس .. المناخ .. الزلازل ومتوسط تواجدها ومعدلاتها ... الخ.

تقوية المباني ومعالجتها لمقاومة الزلازل

المعالجة والاصلاح

هي إعادة تامين المقاومة الأساسية اللازمة للعناصر الإنشائية للمنشأ المتضرر غير الإنشائية وتحافظ العناصر الإنشائية التي تم إصلاحها بشكل جيد على نفس مقاومتها تقريبا قبل حتى تتضرر.

التقوية أوالتدعيم

هي تعديل وتسليم مقاومة وصلابة العناصر الإنشائية منفردة أوالجملة الإنشائية ككل وذلك لتحسين أداء المنشأ ضد الزلازل اللاحقة، وتضم التقوية غالبا زيادة مقاومة العناصر المنفردة أومطاوعتها أوإضافة عناصر إنشائية جديدة لزيادة مقاومة المنشأ للقوى الجانبية بشكل جيد، وقد تستسلم التقوية أحيانا جعل العناصر الإنشائية المختارة أقل مقاومة ومطاوعة، وذلك لتحسين العمل المتبادل للعناصر الإنشائية ومنع الإنهيار المبكر لعنصر مجاور أضعف .

التقييم الطارئ لأضرار الزلازل

يتم إجراء تقييم أولي لكل منشأ من قبل فرق درس متخصصة فور وقوع زلزال مدمر وذلك كي يتم وبشكل سريع تحديد المستوى العام لدمار المنشأ.

تعتبر عملية البحث الأولي التي تأتي بعد عملية التقييم الأولي تقييما مستقلا وأكثر شمولية ، يتم إعداده من قبل مهندس مصمم يبدأ بعملية التحديد التفصيلي لطبيعة ودرجة الدمار والحاجة إلى اتخاذ إجراءات الطوارئ أوالتدعيم، أما الفترة الثانية فتتطلب البحث التفصيلي للأضرار بحيث يمكن تصميم ووضع تفاصيل اجراءات الإصلاح والتقوية بعد التحريات الأولية للبدء بالإجرءات الطارئة للحماية المؤقتة وذلك بالتدعيم الفوري للأبنية التي تضررت بشكل بالغ ولكنها لم تنهار عند وقوع الزلزال.

تهدف الحماية المؤقتة إلى تأمين المقاومة أوالتدعيم المؤقت للعناصر والوصلات المتضررة التي تتوقف عليها سلامة الجمل ككل. ويجب حتى تؤمن إجراءات الحماية المؤقتة لسلامة الناس في المناطق المجاورة .

• يجب حتى بقرر القيام بالتدعيم طالما وجود خطر بل يجب الأمر بهدم المنشآت التي يهددها الخطر.

إن الإجراء الأول في عملية الحماية المؤقتة هوتأمين تدعيم العناصر الشاقولية من أعمدة وجدران حاملة منهارة أومتضررة جدا، وتكون الحاجة إلى ضرورة تأمين التدعيم الشاقولي ضمن الطابق واضحة عندماقد يكون العنصرالشاقولي متضررا.

• يجب على المصمم حتى يقدر الأضرار بشكل نموذجي مستفيدا من معطيات التحريات التي تم توثيقها ثم وضع إجراءات الإصلاح والتقوية التي تحسن تجاوب المنشأ في الزلازل اللاحقة عن طريق تجنب الشذوذات في المسقط الأفقي والتغيرات المفاجئة في القساوة بين البلاطات.

• ينصح بتقييم نتائج تقوية العناصر المضافة إلى المنشأ بحذر ، وذلك للتأكد من أنها لن تؤدي إلى زيادة الأضرار في زلزال لاحق.

المراجع

• تقوية المباني ومعالجتها لمقاومة الزلازل<ترجمة وإعداد المهندس محمد بسام الجلي> دار الأندس للنشر والتوزيع

الحجاز شارع مسلم البارودي-دمشق.

• تصميم المنشآت الخرسانية لمقاومة الزلزال <خليل إبراهيم واكذ> السلام المضىية للطباعة.