پیش بینی خسارات ناشی از زمین لرزه با استفاده از تکنولوژی روز - کنفرانس هکا

پیش بینی خسارات ناشی از زمین لرزه

در 4 جولای سال 2019 یک زمین لرزه در ریج کرست (Ridgecrest) ایالت کالیفرنیا رخ داد. خانم کلی کوبین رییس اسبق انجمن معماران کالیفرنیا و معاون انجمن ویس-جانی-السترن (Wiss, Janney, Elstner) اشاره می نماید با وجود اینکه شهر های لس آنجلس و نیویورک بسیار به کانون زمین لرزه نزدیک بوده اند، زمین لرزه در این مناطق هیچ گونه آسیب جانی یا خسارت اقتصادی را در بر نداشته است.

خانم کوبین همچنان اشاره نمود که اگرچه با دور شدن از کانون زمین لرزه شدت آن کاهش می یابد و تا شهر های لس آنجلس و نیویورک مطمئناً از شدت زمین لرزه کاسته می گردد اما این به این معنی نیست که هیچ گونه خسارتی رخ نمی دهد. در این حالت ساختمان هایی که معماری ضعیفی داشته باشند به طور حتم آسیب خواهند دید اما حتی اگر کسی به من می گفت که در نیویورک یا لس آنجلس زمین لرزه باعث خرابی سازه ها و ساختمان ها شده، باور آن برای من خیلی سخت است و حتماً آنالیز می کردم که این خرابی مربوط به قبل از زمین لرزه بوده یا بعد از آن.

اما در واقع قسمت سخت ماجرا بعد از خود زمین لرزه است؛ یعنی محاسبه قدرت تخریب زمین لرزه و پس لرزه های بعد از آن کاری بس سخت و زمان بر است. این همان جایی است که تکنولوژی جدید به ما یاری می نماید چنین کار سختی را به راحتی و در مدت زمان کمتری انجام دهیم.

به گفته دریک اسکولنیک، مهندس معماری شرکت کاین متریکس (Kinemetrics)، بعد از وقوع زمین لرزه، تقریباً چند ساعت الی چند روز طول می کشد تا خسارت های وارد شده به ابر سازه ها و ساختمان های دیگر محاسبه گردد که این زمان با توجه به اندازه و وسعت زمین لرزه و ابزار و امکاناتی که مهندسین یا کارشناسان در اختیار دارند ممکن است بیشتر نیز باشد.

مطلب پیشنهادی: معادله حرکت ساختمان چند طبقه در برابر زلزله

در خصوص پیش بینی خسارات ناشی از زمین لرزه باید عنوان داشت زمان انتظار برای اعلام خسارات و تخریب نه تنها فوق العاده پر استرس بوده و افراد می خواهند هرچه سریع تر به خانه و محل کارهای خود برگردند، بلکه برای افراد تحت مراقبت های پزشکی در بیمارستان ها و سایر مراکز درمانی شرایط و زمانی بسیار حیاتی و مهم است که در مواردی حتی جان بیماران را تهدید می نماید.

اما شرکت کاین متریکس که 50 سال سابقه فراوری ادوات و دستگاه های لرزه نگار را در کارنامه خود دارد و شرکت های دیگری مثل گریلو (Grillo) به تازگی به پیشرفت هایی در زمینه فراوری دستگاه های لرزه نگار دست یافته اند که به نظر می رسد توانایی بالایی در تخمین و محاسبه خسارات ناشی از زمین لرزه داشته باشند؛ در این صورت باید در آینده ای نه چندان دور منتظر تحولی در تکنولوژی لرزه نگاری و محاسبه خسارات باشیم.

کارکرد دستگاه بدین صورت است که با یاری حسگرهایی که در ساختمان نصب می شوند، اطلاعات مربوط به زمین لرزه اعم از شدت و مدت زمان آن را محاسبه نموده و به وسیله نرم افزار های خود، میزان آسیب احتاقتصادی کل سازه را تخمین می زند. به گفته اسکولنیک، شرکت کاین متریکس این حسگر ها در کف طبقه همکف یا زیر کاشی های سقف نصب می نماید تا تغییر مکان جانبی نسبی طبقات (interstory drift) را به خوبی محاسبه کنند؛ تغییر مکان جانبی طبقات در واقع همان فاصله ای است که یک طبقه نسبت به طبقه بعدی در زمان زمین لرزه ایجاد می گردد.

مشابه همین حالت، حسگر های شرکت گریلو به گونه ای طراحی شده اند که در کوتاه ترین زمان نوسانات ساختمان را نشان می دهند. در زمان وقوع زمین لرزه، الگوریتم های خاصی که توسط شرکت طراحی شده اند، میزان آسیب احتاقتصادی سازه را سریعاً محاسبه می کنند. به گفته سازندگان، هزینه این سیستم ها با توجه به ابعاد ساختمان و عوامل دیگری بستگی دارد.

مطلب پیشنهادی: تاثیر زلزله بر ساختمان، چه کنیم دیوار و نما در زلزله ریزش نکنند؟!

در مواردی که قدرت زمین لرزه چندان زیاد نباشد، سیستم اوزیس پلاس (Oasis Plus) شرکت کاین متریکس طی گزارشی به مالک سازه اعلام می نماید که هیچ نیازی به تخلیه سازه نیست و علاوه بر سرفه جویی در وقت و هزینه، استرس بی فایده به ساکنین وارد نمی گردد. همچنین در صورتی که خطر آسیب دیدن سازه وجود داشته باشد، حسگر ها محل دقیق ضعف طراحی را نشان داده و بازرسان می توانند با هزینه کمتر و مدت زمان کوتاه تری آن قسمت را تقویت کنند.

اسکولنیک در رابطه با پیش بینی خسارات ناشی از زمین لرزه اضافه می نماید حسگر های ما در کل ساختمان نصب شده و کوچک ترین ارتعاشات و لرزش ها را ثبت می کنند سپس نشان می دهند کدام لرزش ها بی خطر و کدام ها خطر ساز هستند.

سیستم اوزیس پلاس پارسال توسط شرکت کاین متریکس روانه بازار شد که از آن موقع تا کنون این سیستم در سه بیمارستان ایالات متحده نصب شده است-بیمارستان تخصصی بچه ها سیاتل، بیمارستان نیروی دریایی سیاتل و بیمارستان نیروی دریایی سان دیگو در ایالت کالیفرنیا. به گفته اسکولنیک، سیستم بیمارستان سان دیگو امواج زمین لرزه ریج کرست در ماه جولای را دریافت نمود و همان طور که پیش بینی نموده بود، هیچ گونه آسیبی به بیمارستان وارد نشد.

در نهایت در خصوص پیش بینی خسارات ناشی از زمین لرزه به این نکته اشاره کنیم که هیچ دستگاهی نمی تواند جای مهندسین معمار با تجربه را در معین آسیب های یک سازه بگیرد و این دستگاه ها که ساخته دست همین معماران هستند، به صاحبان سازه ها اجازه می دهند که ابعاد زمین لرزه را بدانند و آثار آن روی سازه های خود را به نحو قابل ملموسی درک کنند. در این حالت تصمیم گیری راحت تر بوده و اطلاعات دقیقی در خصوص آینده خواهند داشت.