كيفية حماية المباني من الزلازل

كيفية حماية المباني من الزلازل، يمكن أن تتسبب الزلازل في تدمير المباني؛ وبالتالي قتل الأفراد بداخلها، وليتم حماية المباني من الزلازل ولتصميم مبنى مقاوم للزلازل، يقوم المهندسون بعمل تقوية ودعم لهيكل المبنى، حتى يتصدى لقوى الزلازل المتوقعة، بما أن حركة الزلازل تنتج الطاقة؛ مما يدفع المباني من اتجاه واحد، فهذه الحركة تشكل قوة دفع للمبنى في الاتجاه المعاكس له، لذا تدرس أغلب الدول حاليًا بعض الطرق المستخدمة لمساعدة حماية المباني من الزلازل التي أصبحت منتشرة مؤخراً، والتي سنتحدّث عنها في هذا المقال.

أهمية الحماية من الزلازل

يُعرّف الزلزال على أنّه اهتزاز مفاجئ وسريع للأرض، يحدث نتيجة حركة الصخور الموجودة في الأعماق تحت سطح الأرض، وتكمن خطورته في وقوعه فجأة دون تنبيه أو إنذار مسبق، إلى جانب آثاره المدمّرة للطرق والممتلكات، واحتمالية تسبّبه بإصابات للبشر، فقد يشعر الإنسان أثناء حدوث زلزال كبير باهتزاز وحركة الأرض من تحته بسرعة تُقدّر بحوالي 2 متر/ ثانية، ليُصبح عرضة للإصابة نتيجة سقوط بعض المواد من حوله بفعل هذه الاهتزازات، وقد يستمرّ الشعور بالهزّة القوية لمدّة دقيقة ونصف منذ وقوعها، وتمتدّ آثار الزلازل المدمّرة إلى كونها مسبباً محتملاً في إحداث الحرائق، وأمواج تسونامي، والانهيارات الأرضية أو الجليدية، وبالتالي لا بد من اتخاذ إجراءات تساعد على حماية المباني للزلازل خاصةً في المناطق المعرّضة لحدوث هذه الظاهرة الطبيعية، ويكون ذلك بهدف حماية البشر والحيوانات من الخطر المؤكّد.^[1]

شاهد أيضًا: ماذا يقصد بالزلزال ، أنواع الزلازل وأسبابها

كيفية حماية المباني من الزلازل

يمكن حماية المباني من الزلازل بعدة طرق، ومن الأفضل بناية أبنية مخصصة لمقاومة الزلازل من البداية، وتتضمّن هذه الطرق ما يأتي:^[1]

إنشاء الأساسات المرنة للمباني

تنطوي هذه الطريقة لحماية المباني على مقاومة القوة الاهتزازية من خلال رفع أساس المبنى أعلى سطح الأرض عن طريق ما يسمى بآلية عزل القاعدة، حيث يقوم عزل القاعدة للبناء برفع المبنى على قواعد مرنة مصنوعة مصنعة من الفولاذ والمطاط مع الرصاص، فحين تتحرك القاعدة خلال الزلزال فتهتز العوازل، بينما يبقى هيكل المبنى ثابتًا، وتساهم هذه الطريقة في امتصاص الهزات الزلزالية ومنعها من أن تهدم المبنى، وبالتالي حماية الأشخاص بداخلها من خطر الموت أو المخاطر الجسيمة الأخرى.

استخدام المصدات أو المخمدات الزلزالية

تتمثل آلية هذه الطريقة بنفس فكرة ماصات الصدمات في السيارات، وقد قام المهندسون باستخدام ذات الفكرة في المباني المقاومة للزلازل، كما تستعمل في السيارات لتقوم بمص صدمات الطريق، وتحد منها فتعمل ذات الطريقة بالمباني لتقلل من حجم موجات الصدمات، وتعمل على تقليل الضغط فوق المبنى، وبالتالي حمايته من السقوط أو التضرّر عند حدوث أي هزة أرضية مهما كانت قوتها.

استخدام أجهزة التحكم في الاهتزازات

تقوم هذه الطريقة على وضع مخمدات في كل طابق من طوابق البناء وما بين الأعمدة والجدران جميعها، ويتكون كل جهاز منها من رؤوس مكبس موجودة بأسطوانة مملوءة بزيت السيليكون، فحين يحدث الزلزال تنتقل الطاقة الاهتزازية من البناء لهذه المخمدات، والتي تدفع ضد الزيت الموجود، ومن ثم يتم تحويل الطاقة إلى حرارة لإخفاء قوة الاهتزازات.

تعزيز هيكل المباني

لمقاومة أي سقوط للمباني يجب أن يتم إعادة توزيع القوى التي في المباني في حالة حدوث أي زلزال، إذ إنّ تعزيز كل من الجدران الخرسانية والأقواس المتقاطعة، والأغشية، والأسقف من خلال عناصر أساسية قوية، يزيد من حماية البناء ضد هزات الزلزال القوية.

قوة البندول لصد الزلازل

وهي طريقة أخرى معروفة في حماية المباني من الزلازل هي قوة البندول، وهذه الطريقة تستعمل على وجه الخصوص في ناطحات السحاب، وليتم تطبيق هذه الطريقة يقوم المهندسون بوضع كرة كبيرة من الكابلات الفولاذية متصلة بنظام هيدروليكي في الجزء الأعلى من المبنى، وعندما يحدث هزة أرضية، وحين يبدأ المبنى في الحركة بسبب الزلزال، تعمل الكرة كبندول من ثم تتحرك في الاتجاه المقابل لتثبيت المبنى، وتكون هذه الطريقة شبيهة لطريقة التخميد حيث يتم ضبط هذه القوة لتتناسب مع حركة المبنى في حال حدث زلزال.

عباءة الاختفاء الزلزالي

تتمثّل فكرة هذه الطريقة ليس فقط بأن تواجه المباني القوى الاهتزازية جرّاء الزلازل، لكن يسعى الباحثون لخلق طرق يمكن للمباني عن طريقها تحويل الطاقة من الزلازل وإعادة توجيهها لفائدة أخرى، وتتم هذه الطريقة من خلال ما يعرف باسم “عباءة الاختفاء الزلزالي” وهذه العباءة تتكون من 100 حلقة متحدة في المركز مصنوعة من البلاستيك والخرسانة توضع على بعد 3 أقدام على الأقل أسفل أساس المبنى، فحين تحدث الهزات الأرضية، يتم تحويل الاهتزازات داخل الحلقات لتتحرك نحو الحلقات الخارجية وكنتيجة لهذا، تتوجه القوة بعيدًا عن المبنى وتتشتت داخل الأرض، فيحمي ذلك البناء من السقوط.

تجهيز المنزل أو مكان العمل

يُشكّل الأثاث والممتلكات الأخرى في حال حدوث الزلازل خسارة محتملة وخطراً كبيراً على الإنسان، لذا لا بدّ من القيام ببعض الإجراءات التي تضمن تأمين هذه المواد، مثل الإجراءات الآتية:

• تثبيت جهاز سخّان الماء على الحائط باستخدام دعّامات ومسامير.
• توصيل مدفأة الغاز بأسطوانة الغاز باستخدام أنابيب مرنة.
• وضع أقفال جيّدة على أبواب الخزائن. تأمين وتثبيت خزائن الملفّات، والحواسيب، والتلفاز، وغيرها من الأجهزة والآلات.
• التأكّد من تثبيت خزان الوقود أو زيت التدفئة بشكل يمنع انزلاقه أو انقلابه.
• تثبيت المدافئ الخشبية بالحائط أو الأرض باستخدام الدعّامات.
• مراعاة وجود مطفأة حريق في المنزل أو مكان العمل.
• إضافة حوافّ للرفوف لمنع انزلاق القطع الثمينة.
• التأكّد من عدم وجود مواد ثقيلة كالمرايا وإطارات الصور فوق السرير؛ حتى لا تسقط وتسبّب الأذى للإنسان.
• تثبيت قطع الأثاث الطويلة ورفوف الكتب بالحائط.
• وضع المواد والأجسام التي تشكّل خطراً محتملاً في خزائن متينة مثبّتة إلى الأرض أو الحائط.
• التأكّد من ثبات تركيبات الإنارة في الأسقف. استخدام أدوات تثبيت الخزائن والأثاث المخصّصة لتفادي خطر الزلازل.

المواد المستخدمة في المباني المقاومة للزلازل

تهدف المواد التي تستخدم في المباني المقاومة للزلازل إلى الحفاظ على استقرار الهيكل، وتجدر الإشارة إلى أنّ بعض المواد يتم وضعها خلال إنشاء مبنى قوي ومستقر ليس بهدف التعامل مع حركة الزلازل فقط، ولكن لكونها من المواد الأساسية للبناء، وتشمل المواد المستخدمة في المباني المقاومة للزلازل ما يأتي:^[1]

• حديد صلب للبناء.
• الخشب.
• الخيزران.
• الخرسانة المسلحة.
• يتم وضع تلك المواد بنسب مدروسة من قِبل مهندسين مختصين ببناء أبني مقاومة للزلازل وللظواهر الطبيعية التي قد تؤثر عليها.

شاهد أيضًا: بحث عن الزلازل مع الصور

كيف يتم تأسيس مبنى محمي ضد الزلازل

هناك بعض العوامل التي يجب أخذها بعين الاعتبار عند بناء مباني محمية ضد الزلازل، وهي كالآتي:

• اختيار حديد صلب مناسب: يجب دوماً اختيار أفضل مواد البناء لتكون عامل الحماية للمباني أثناء الزلزال، حيث تعتبر أسياخ الحديد المسلح هي المكون الرئيسي الذي يحمي البناء أثناء الزلزال، فيمكن أن يمتص القوة الشديدة للزلزال، كما يوجد نوعية أسياخ للمسلح مقاومة للزلازل.
• الجدران القوية تجعل المبنى مقاومًا للزلازل: في أثناء مرحلة التخطيط، يجب أن تكون جدران المباني في مكانها الصحيح، ويمكن وضع الإطارات الفولاذية للحدّ من أي مشكلة هيكلية للبناء، والجدير بالذكر أنّ المباني غير المقاومة للزلازل تبنى من الطوب والبلاط الطيني المجوف وغيرها من المواد، والتي من الممكن أن تنهار خلال الهزات الأرضية، لذا يجب أن يكون هناك مساحة وافية ما بين الجدران وإطار المبنى لحماية أكثر.
• وضع دعم أكبر بالمباني للحماية من الزلازل: لجعل المبنى مقاوماً للزلازل، من المهم أن تكون الجدران من الخرسانة، ولب المبنى من الخرسانة، والدعامة المتقاطعة كذلك، فقد توفر جدران الخرسانة قوة إضافية للأساسات، فتساعد على تحمل حركة قوة الزلزال، ومن الضروري أن تكون جدران الخرسانة في منتصف المبنى وحول عمود المصعد أو بئر السلم.
• يجب أن تكون رطوبة المبنى ثابتة: تكون أساسات أي مبنى في الغالب مليئة بالمياه الجوفية، لذا قبل البدء في البناء من الضروري التحقق من جفاف التربة، كما يجب الحرص على أن تكون حالة رطوبة الأساس ثابتة دوماً، وكذلك يجب أن يتوفر في الأساسات نظام للصرف؛ حتى لا يحدث انسداد يمكن أن يؤدي لضرر بالأرضيات الموجودة أسفل المبنى، كما يضمن أيضًا أن مياه الأمطار على الأرض تسير إلى المصارف، وليس لأسفل المبنى.
• حماية المبنى من الأخطار الخارجية: ويتم ذلك من خلال الآتي:
  • الفحص الدوري للمواد الإلزامية لسلامة المبنى.
  • التخلص من الشجر القديم أو المائل القريب من المبنى.
  • صيانة كل الأسلاك الكهربائية أو خطوط الطاقة، بشكل دوري.
• عمل نوافذ مستطيلة الإطار: عادةً ما تكون النوافذ ذات الإطارات المستطيلة لها قدرة على تحمل أكبر من إطارات النوافذ المربعة، أما في خلال الزلزال، يمكن أن تكون زوايا إطارات النوافذ المربعة غير قوية بشكل كاف لذا يفضل أن تكون إطارات النوافذ مستطيلة ليكون لها قدرة تحمل الاهتزاز أكثر.

أسباب تأثر المباني أثناء الزلازل

هناك عوامل كثيرة يمكن أن تساهم في سقوط المباني أثناء الزلزال، وتتضمن هذه العوامل ما يأتي:^[1]

• جودة البناء: تعتبر المباني المبنية بأسلوب غير جيد أو باستخدام مواد غير مناسبة أكثر عرضة للانهيار أثناء الزلزال.
• البنية التحتية: قد تكون الأسس غير كافية أو غير عميقة لدعم الأحمال أثناء الزلزال.
• عدم وجود تثبيت زلزالي: لا يتم تصميم معظم المباني لمواجهة الزلازل، وهذا يمكن أن يؤدي إلى الانهيار.
• تخطيط عمراني غير جيد: يمكن أن تعرض المباني إلى مخاطر زلزالية أكثر؛ بسبب تخطيط عمراني غير كاف، خاصة عند البناء على أراضي غير مستقرة، أو في مناطق ذات نشاط زلزالي كبير.
• عدم الصيانة الصحيحة: إنّ المباني التي لم تحصل على أعمال صيانة منتظمة بشكل صحيح؛ يمكن أن تكون أكثر عرضة للأضرار الناجمة عن الزلازل، من المهم أن نلاحظ أنّه حتى المباني المبنية بطريقة جيدة يمكن أن تصبح متلفة أو مدمرة عندما يكون الزلزال قويًا.

كيف أحمي نفسي داخل أي مبنى خلال حدوث الزلزال

هناك بعض الإجراءات التي يجب أن يقوم بها الشخص بشكل سريع عند حدوث الهزات الأرضية أو الزلازل في حال كان داخل البناء، وهي كالآتي:^[1]

• ينزل الشخص على يديه وركبتيه قبل أن يحدث أي أضرار من الزلزال، فإن هذا الوضع يحمي من السقوط كما يسمح له بالحركة إذا لزم الأمر.
• يجب تغطية الرأس والرقبة أو الجسم بالكامل إن أمكن والجلوس أسفل طاولة أو مكتب متين.
• في حالة عدم توفر غطاء قوي، يمكن الجلوس بالقرب من جدار داخلي أو بجوار أثاث منخفض لا يقع فوق الجسم، مع تغطية الرأس والرقبة بالذراعين واليدين.
• التمسك بالمكان الجالس أسفله مع حماية الرأس والرقبة لحين توقف الزلزال.
• الابتعاد عن النوافذ والأرفف التي يوجد فوقها أشياء ثقيلة.
• إذا كان الشخص يجلس على كرسي متحرك، فيجب عليه قفل العجلات مع حماية رأسه، ورقبته قدر المستطاع.

أمّا في حال كان الشخص بالخارج، فيجب عليه القيام بالآتي:

• يمكن الذهاب إلى منطقة مفتوحة بعيدًا عن أي مباني؛ لأن أخطر مكان هو أن يكون الشخص بالقرب من الجدران الخارجية.
• إذا كان الشخص في مكان عام مزدحم، فيجب محاولة حماية نفسه حتى لا يتم سحقه خلال الركض.

وفي حال كان الشخص في السيارة عند حدوث الزلزال، فليجب عليه القيام بالإجراءات الآتية:

• يجب التوقف في مكان آمن بدون التسبب في عطلة مرورية.
• محاولة إبقاء الطرق خالية لمرور مركبات الإسعاف والطوارئ.
• الابتعاد كلياً عن الجسور والأنفاق والمباني وأي شيء يمكن أن ينهدم.
• ينبغي إيقاف السيارة والبقاء في الداخل.
• الاستماع إلى راديو بالسيارة لمعرفة كافة تعليمات من مسؤولي الطوارئ.
• عدم الخروج من السيارة إذا كانت خطوط الكهرباء مقطوعة وانتظار المساعدة.
• في حال كان الشخص يستقل حافلة، فيجب أن يجلس في المقعد حتى تتوقف الحافلة، ومن الضروري الجلوس في مكان آمن وإذا لم يستطع الشخص الاحتماء يمكن الجلوس في وضعية القرفصاء مع حماية كل من الرأس والرقبة من الحطام المتساقط.

أماكن يجب تجنبها عند وقوع زلزال

هناك بعض الأماكن التي لا بدّ من تجنّبها قدر الإمكان عند حدوث الهزات الأرضية أو الزلازل، وهي كالآتي:^[1]

• الشبابيك وخزائن كتب والأثاث الطويل وعواميد الإضاءة: لأن ذلك يمكن أن يؤدي إلى حدوث إصابات من الزجاج المحطم أو الأشياء الثقيلة.
• المداخل: فمن ممكن أن تنغلق الأبواب بقوة وتؤدي إلى إصابات.
• المصاعد: في حالة كنت في المصعد في أثناء الزلزال، فاضغط على الزر الموجود في كل طابق واخرج في أسرع وقت ممكن.
• قفل خطوط الكهرباء: البعد حوالي 10 أمتار على الأقل عن مصادر الكهرباء لتجنب الخطر.
• الشاطئ: يمكن للزلازل أن يؤدي إلى موجات محيطية تعرف بالتسونامي، ففي حالة القرب من خط ساحلي فهي منطقة عالية الخطورة خلال الزلزال القوي، فيجب الدخول على الفور للداخل، أو إلى أرض مرتفعة والبقاء هناك، حتى تكون المنطقة آمنة.

شاهد أيضًا: اضرار الزلازل وكيفية الوقاية منها

ما هي الدول التي طبقت طرق حماية المباني من الزلازل

في الواقع، هناك دولة واحدة تتقدم بعقود على كل دول العالم في هذا المجال من خلال بناء المباني المرنة وهي اليابان؛ المعروفة عالميًا بمبانيها المقاومة للزلازل، وهذا بسبب الإنجازات الهندسية الحديثة لمص الصدمات، فإن المباني اليابانية المقاومة للزلازل تعمل على مواجهة العديد من الزلازل القوية التي كان من الممكن أن تدمر البلد كلها، وتعد منطقة اليابان من المناطق المعرضة للزلازل إلى حد بعيد، ويعد البناء المرن حالياً في جدول الأعمال المستقبلية لكافة أنحاء العالم سواء؛ بسبب الفيضانات في أوروبا، أو بسبب الحرائق في الغابات الأسترالية، أو الأعاصير في الولايات المتحدة أو زيادة مستويات سطح البحر في جنوب آسيا، لذا يتكاتف المهندسون المعماريون مع الحكومات في التسريع من حماية البنية التحتية من الكوارث الطبيعية المحتملة قدر الإمكان.^[1]

وختامًا، وفي نهاية هذا المقال، فقد تحدثنا بالتفصيل عن كيفية حماية المباني من الزلازل، والطرق والأساليب التي تساعد على حماية الأبنية والمنشآت من أضرار الزلازل الجسيمة، والتي يمكن أن تودي بحياة الآلاف من الأشخاص، وتعرفنا أيضًا على أساسيات بناء أبنية آمنة ضد الزلازل، وكيفية التصرف في حال حدث الزلزال، وكان الشخص داخل المبنى أو خارجه، أو في السيارة، وتعرفنا على الدول التي تتبع طرق حماية المباني من الزلازل لتفادي أضراره الكبيرة.