في يناير/ كانون الثاني 1995، ضرب زلزال "عظيم" مدينة هانشين اليابانية ما أدى إلى مقتل أكثر من 6 آلاف شخص. لكن مبنى واحدًا في المدينة الصناعية الساحلية لم يتأثر بالزلزال العنيف.
وصمّم ياسوهيسا إيتاكورا، المهندس المعماري في شركة إنشاءات هندسية يابانية، أساسات المبنى المؤلف من ثلاثة طوابق، من المطاط الخاص، في نسخة تجريبية من تقنية بناء تُسمّى "عزل القاعدة".
وذكرت صحيفة "نيويورك تايمز" أن هذه التقنية مستخدمة الآن في نحو 9 آلاف مبنى في اليابان، ارتفاعًا من 20 مبنى فقط وقت زلزال هانشين. كما زُوّدت آلاف المباني الأخرى بأجهزة امتصاص الصدمات، التي يمكن أن تُقلّل بشكل كبير من الأضرار وتمنع انهيار المباني.
Building Construction: Base Isolation Systemhttps://t.co/EKsU75uJKH pic.twitter.com/Hn4aDm7k0O
— Alice Patterson (@CivilGuidelines) July 5, 2022
كما اعتمدت كل من التشيلي، والصين، وإيطاليا، والمكسيك، والبيرو، وتركيا، ودول أخرى معرضة للزلازل هذه التقنيات بدرجات متفاوتة.
ومع ذلك، أشارت "نيويورك تايمز" إلى أن هذه التقنيات تُستخدم بشكل محدود في الولايات المتحدة، مثل المقرّ الرئيسي الجديد لشركة "آبل" في وادي السيليكون.
وأوضح خبراء أن الزلزال الذي ضرب تركيا وسوريا في السادي من فبراير/ شباط الحالي، كان مميتًا إلى درجة كبيرة بسبب قوته، ناهيك عن أن بنية المساكن في كلا البلدين "لا تتوافق بالفعل مع منطقة معرّضة لخطر الزلازل العنيفة".
تقنية" عزل القاعدة"
أثناء حدوث الزلزال، تهتزّ المباني التقليدية مع الأرض، ما يعرّضها لأضرار هيكلية. وكلما كان الزلزال أقوى كلما تحرّك المبنى استجابة لذلك.
وإذا اهتز المبنى بشكل كبير، قد تتضرّر العناصر الهيكلية، من عوارض وأعمدة وجدران وأقواس، ما قد يؤدي في النهاية إلى الحاجة لإصلاح المبنى أو إعادة ترميمه.
Buildings are worse killers than earthquakes. Earthquakes don’t kill; badly built houses do. Base isolation is one of the most powerful tools of earthquake engineering [https://t.co/BQPuD275tQ] [source of the gif: https://t.co/VfejdIZqK9] pic.twitter.com/EyWRwg2ifd
— Massimo (@Rainmaker1973) September 15, 2020
في المقابل، تُشبه تقنية "عزل القاعدة" امتصاص الصدمات بين المبنى وحركة الأرض، ما يسمح للمبنى بالانزلاق للخلف وللأمام، بينما يظل مستقيمًاً أثناء الزلزال.
ومن المرجّح أن تنجو المباني التي تستخدم عزل الأساس من زلزال قوي، وتبقى آمنة للاستخدام.
ومن المباني الشهيرة حول العالم المبنية بهذه الطريقة، مبنى الكابيتول في ولاية يوتاه، حيث جرى تصميمه لتحمّل زلزال تصل قوته إلى 7.3 درجات على مقياس ريختر.
تقنية المثبط الكتلي (TMD)
ذكر موقع " Re thinking the future" أن هذه التقنية تستخدم كتلة ثقيلة متأرجحة مصنوعة عادة من الصلب، تعمل كزنبرك مركزي مصمّم للتأرجح عكس الانحناء الذي يسبّبه الزلزال لمعادلة تأثير الهزة الأرضية.
وفي بعض الأحيان، تكون الكتلة مصمّمة من سائل يتحرّك بنفس طريقة الزنبرك. وتمّ تصميم كلًا من مبنى تايبيه 101 في تايوان، وبرج خليفة في الإمارات بهذه الطريقة.
تقنية الجسر المركزي
وشرح الموقع أن هذه التقنية تقوم على بناء جسر منزلق مصمّم لامتصاص الصدمات يربط مبنيين شاهقين. وصُمّم برج بتروناس التوأم في ماليزيا بهذه الطريقة، وهو أطول برج توأم في العالم بارتفاع يبلغ 452 مترًا.
ويرتبط البرجان الزجاجيان بجسر مركزي تمّ تصميمه للانزلاق داخل وخارج المبنى، في كل مرة يبدو أن هناك أحمال جانبية كبيرة تؤثر على المبنى.
هل هذه التقنيات مجدية؟
ونقلت الصحيفة عن خبراء قولهم إن عدم اعتماد هذه التقنيات يُضيّع فرصة توفير مليارات الدولارات من تكاليف إعادة الإعمار بعد الزلازل الكبيرة التي لا مفر منها.
#عاجل | وزير الداخلية التركي سليمان صويلو: انهيار أكثر من 900 مبنى في كهرمان مرعش وقد قمنا بدفن أكثر من 800 شخص#زلزال_سوريا_تركيا #زلزال_ترکیا pic.twitter.com/hxOv7sob0V
— التلفزيون العربي (@AlarabyTV) February 7, 2023
وخلصت دراسة فيدرالية أميركية إلى أن إصلاح المباني بعد الزلزال يكلّف أربعة أضعاف تكلفة بنائها بقوة أكبر في المقام الأول، حيث تخسر الولايات المتحدة حوالي 4 مليارات دولار عن كل عام تؤخر فيه قانون بناء أقوى للزلازل.
وأشارت الصحيفة إلى أن آخر زلزال كبير ضرب لوس أنجلوس قبل ربع قرن، تسبّب في أضرار بقيمة 20 مليار دولار.
وتُسبّب الزلازل خسائر بشرية كبيرة، كما أن خسائرها المادية هائلة، ويمكن أن يؤدي تعزيز المباني إلى تقليل هذين النوعين من الخسائر.
إلى ذلك، تؤثر خسائر الزلازل على البنى التحتية وعلى التنمية الاقتصادية بشكل كبير.
والعام الماضي، وجدت دراسة فيدرالية أميركية أن ربع المباني في منطقة خليج سان فرانسيسكو ستتضرّر بشكل كبير بعد زلزال بقوة 7 درجات، وهي كارثة يمكن أن تتفاقم، لأن تسعة من كل 10 مبانٍ تجارية، وثمانية من أصل 10 منازل في ولاية كاليفورنيا، ليست مؤمنة ضد الزلازل.
وأوضحت الصحيفة أنه في حالة حدوث زلزال شديد، تمّ تصميم معظم المباني الأميركية لتنهار بشكل مدروس، ما يؤدي إلى تبديد طاقة الزلزال من خلال الأضرار، بهدف الحفاظ على الأرواح. لكنها في الوقت نفسه، أشارت إلى أن المبنى، مثل السيارة بعد وقوع حادث، سيكون عديم الفائدة.
ولذلك، تدرس بعض المدن مثل سان فرانسيسكو، قواعد تتطلب أن تكون المباني أكثر صلابة، على غرار تلك الموجودة في اليابان.