توفر خسائر ضخمة.. كيف تنجو الأبنية المقاومة للزلازل من الهزات العنيفة؟

قتل حوالي 6000 آلاف شخص في المدينة الصناعية الساحلية وما حولها خلال زلزال هانشين الذي ضرب اليابان عام 1995، إلا أن مبنى واحدا بالمدينة لم يتأثر بهذا الزلزال العنيف.

تقنية عزل القاعدة 

ويعود المبنى إلى شركة إنشاءات هندسية في اليابان، والتي جعلت أساساته من المطاط الخاص، في نسخة، تجريبية وقتها، وذلك عبر تقنية بناء تسمى "تقنية عزل القاعدة".

وفي الوقت الراهن، تستخدم هذه التقنية في حوالي 9 آلاف مبنى في اليابان، ارتفاعًا من 20 مبنى فقط وقت زلزال هانشين، بينما تم تزويد آلاف المباني الأخرى بأجهزة امتصاص الصدمات، والتي تقلل بشكل كبير من الأضرار وتحد من الانهيار.

وبحسب ما ذكرته صحيفة نيويورك تايمز، فإن دولا أخرى، مثل تشيلي والصين وإيطاليا والمكسيك وبيرو وتركيا ودول أخرى تقع في حزام الزلازل، بدأت في استخدام هذه التقنيات بدرجات متفاوتة.

وبالرغم من ذلك، أكدت الصحيفة، أن هذه الابتكارات لا تستخدم إلا بشكل محدود في الولايات المتحدة، مثل المقر شركة آبل الرئيسي الجديد في وادي السيليكون.

خسائر كبيرة

وقال بعض الخبراء، إن عدم اعتماد هذه التقنيات الحديثة ضيع فرصة توفير مليارات الدولارات التي يتم دفعها عند إعادة الإعمار بعد الزلازل الكبيرة التي لا مفر منها.

وتوصلت دراسة فيدرالية أميركية، إلى أن إعادة إعمار المباني بعد الزلزال يكلف نحو أربعة أضعاف تكلفة بنائها بقوة أكبر في المقام الأول، وتخسر الولايات المتحدة حوالي 4 مليارات دولار عن كل عام تؤخر فيه قانون بناء أقوى للزلازل، وفقاً للدراسة.

وتؤدي الزلازل إلى خسائر بشرية ضخمة، كما أن خسائرها المادية كبيرة أيضا، وقد يؤدي تعزيز المباني إلى تقليل كلا النوعين من الخسائر.

وأكدت شركة النمذجة Verisk، أن زلزال بقوة 6 درجات على مقياس ريختر كان قد ضرب الساحل الشمالي الشرقي لليابان عام 2022، مما أسفر عن خسائر في الممتلكات المؤمن عليها تتراوح بين ملياري دولار وأربعة مليارات دولار.

واوضحت فيريسك، أن الخسائر التي تتراوح بين 400 و 820 مليون دولار جاءت بسبب الأضرار التي لحقت بالممتلكات التجارية والصناعية، واستشهدت بتقارير تشير إلى أن ما يزيد عن 1000 مبنى تأثر في محافظتي فوكوشيما ومياجي.

ومن المعروف أن خسائر الزلازل تؤثر على البنى التحتية والتنمية الاقتصادية بشكل كبير.

المباني التقليدية 

وخلال الزلزال تهتز المباني التقليدية مع الأرض، وهو ما يشير إلى أنها ربما تتعرض لأضرار هيكلية، إلا أنها مصممة للبقاء واقفة وعدم الانهيار، وكلما كان الزلزال أقوى كلما تحرك المبنى استجابة لذلك.

وفي حال اهتز المبنى بشكل كبير، قد يؤدي إلى تلف العوارض والأعمدة والجدران والأقواس مما يسبب في النهاية الحاجة لإصلاح المبنى أو إعادة بنائه إلا أن الخسائر البشرية خلال الزلزال لا يمكن تقليلها أو حتى منعها.

وأكد الخبراء، أنه من المتوقع أن تنجو المباني التي تستخدم تقنية عزل الأساس من زلزال قوي وتبقى آمنة للاستخدام.

ومن أشهر المباني حول العالم المبنية بهذه الطريقة مبنى الكابيتول في ولاية يوتاه، حيث تم تصميمه لتحمل ما يصل إلى زلزال بقوة  7.3 درجة على مقياس ريختر.

تقنية المثبط الكتلي

تستخدم هذه التقنية كتلة ثقيلة متأرجحة (مصنوعة عادة من الصلب) وتعمل كبندول مركزي تم تصميمه للتأرجح عكس الانحناء الذي ينتج عن الزلزال في المباني لمعادلة تأثير الهزة الأرضية.

وأحيانا تصمم الكتلة من خلال سائل يتحرك بنفس طريقة البندول (يميل في الاتجاه المعاكس للانحناء) لعكس التأثير الناجم عن الزلزال.

ووفقاً لما ذكرخ موقع Re thinking the future، فإن مبنى تايبيه 101 في تايوان تم تصميمه بهذه الطريقة، وكذلك مبنى برج خليفة في الإمارات.

الجسر المركزي

وهي تعتمد على بناء جسر منزلق مصمم لامتصاص الصدمات مبنيين عاليي الطول عادة.

وتم تصميم برج بتروناس التوأم في ماليزيا خلال عام 1999 بهذه الطريقة، وهو أطول برج توأم في العالم على ارتفاع يبلغ 452 مترا.

ويربط البرجان الزجاجيان جسر مركزي صمم للانزلاق داخل وخارج المبنى في كل مرة يكون هناك أحمال جانبية كبيرة تؤثر على المبنى.

الانهيار المحسوب

وذكرت صحيفة نيويورك تايمز، إنه في حالة وقوع زلزال شديد، تم تصميم غالبية المباني الأميركية لتنهار بشكل محسوب، وهو ما ينتج عنه تبديد طاقة الزلزال من خلال الأضرار.

والهدف من هذه التقنية هو الحفاظ على الأرواح، إلا أن المبنى - مثل السيارة بعد وقوع حادث - سيكون عديم الفائدة.

وتبحث بعض المدن مثل سان فرانسيسكو قواعد تجعل المباني أكثر صلابة، على غرار تلك الموجودة في اليابان.