یک مهندس سازه به عنوان فردی که به طور مستقیم ویرانی هایی را که یک زلزله می تواند ایجاد کند تجربه کرده است، همیشه علاقه مند به یادگیری نحوه طراحی ساختمان ها برای مقاومت بهتر در برابر این بلایای طبیعی است. هنگام وقوع زلزله، تنها لرزش زمین نیست که می تواند باعث آسیب و تخریب شود، اشیاء داخل ساختمان ها نیز می توانند خطرناک باشند. مطمئناً در جریان زلزله سال 2011 توهوکو در ژاپن شرایط چنین بود، اقلام بی‌شماری از قفسه‌ها یا از دیوارها افتادند و باعث زخمی شدن افراد و خسارات مالی شدند. پس نقش مهندسان سازه در طراحی ساختمان های مقاوم در برابر زلزله چیست؟
1. درک بارهایی که باید در برابر آنها مقاومت کرد
هنگام وقوع زلزله، اولین چیزی که می خواهید از آن مطمئن شوید این است که آیا ساختمان شما می تواند در برابر لرزش مقاومت کند یا خیر اینجاست که مهندسان سازه وارد می شوند.
آنها متخصصانی هستند که بارهایی را که یک ساختمان باید در برابر آن مقاومت کند تجزیه و تحلیل می کنند و عناصر سازه ای را برای انجام این کار طراحی می کنند. در مورد زلزله، بارهایی که باید در برابر آن مقاومت کرد، نیروهای جانبی هستند که به واسطه لرزش زمین وارد می شوند.
بارهای زلزله معمولاً با استفاده از مقدار بیشینه شتاب زمین (PGA) اندازه گیری می شوند. حداکثر شتاب زمین در هنگام وقوع زلزله برحسب g، شتاب ناشی از گرانش (2m/s 9.81) بیان می شود. مقدار PGA برای تعیین نیروی جانبی طراحی که ساختمان باید در برابر آن مقاومت کند استفاده می شود. سپس از نیروی جانبی طراحی برای تعیین ابعاد عناصر سازه‌ای مانند ستون‌ها، تیرها و دیوارها استفاده می‌شود. نیروی جانبی وارد بر ساختمان در هنگام زلزله می تواند بسیار زیاد باشد. به عنوان مثال، مقدار PGA برای زلزله 1994 نورتریج g 1.4 بود. این بدان معنی است که نیروی جانبی وارد بر یک ساختمان 1.4 برابر نیروی گرانش بود. برای طراحی ساختمانی که بتواند در برابر نیروهای جانبی زلزله مقاومت کند، مهندسان باید ابتدا رفتار خاک را درک کنند.
نوع خاکی که ساختمان بر روی آن ساخته می شود تأثیر زیادی بر نحوه پاسخ ساختمان به لرزش دارد. به عنوان مثال، ساختمان‌هایی که بر روی خاک‌های نرم مانند ماسه یا گل ساخته می‌شوند، نسبت به ساختمان‌هایی که روی خاک‌های سفت مانند سنگ ساخته می‌شوند، نیروهای جانبی بسیار بیشتری را تجربه می کنند. این به این دلیل است که خاک های نرم تمایل به تقویت لرزش زمین دارند، در حالی که خاک های سفت تمایل دارند آن را مستهلک کنند. مهندسان برای تعیین نوع خاک و خواص آن از روش های مختلفی استفاده می کنند.
هنگامی که نوع خاک مشخص شد، مهندس می تواند فونداسیون و روبنا را طوری طراحی کند که در برابر نیروهای جانبی که در هنگام زلزله بر ساختمان وارد می شود، مقاومت کند. مهم ترین چیزی که باید به خاطر داشته باشید این است که زلزله ها غیرقابل پیش بینی هستند و می توانند در هر زمانی اتفاق بیفتند. به همین دلیل بسیار مهم است که ساختمانی با طراحی خوب داشته باشید که بتواند در برابر لرزش مقاومت کند. اگر زمانی دچار زلزله شدید، از این بابت خوشحال خواهید شد.
2. طراحی برای استحکام و شکل پذیری
مهندسین سازه مسئول طراحی و تحلیل سازه های ایمن، کارآمد و مقرون به صرفه هستند. آنها اغلب با معماران و سایر مهندسان برای طراحی و توسعه طرح هایی برای پروژه های ساختمانی جدید کار می کنند. بخش کلیدی کار آنها این است که اطمینان حاصل کنند که سازه هایی که طراحی می کنند می توانند بارهایی را که بر آنها وارد می شود، از جمله نیروهای ایجاد شده توسط زلزله، تحمل کنند. زمین لرزه می تواند آسیب های زیادی به ساختمان ها و سایر سازه ها وارد کند. به همین دلیل برای مهندسان سازه بسیار مهم است که ساختمان هایی را طراحی کنند که بتوانند در برابر لرزش و نیروی زلزله مقاومت کنند. روش های مختلفی برای رسیدن به این هدف وجود دارد، از جمله استفاده از انواع خاصی از مصالح و روش های ساخت.
یکی از راه‌های مقاوم‌تر ساختن ساختمان در برابر آسیب‌های ناشی از زلزله، استفاده از انواع خاصی از مصالح است که برای انعطاف و جذب انرژی ناشی از لرزش طراحی شده‌اند. به این مصالح «جداساز پایه» می گویند و اغلب در ساخت ساختمان های جدید در مناطق زلزله خیز استفاده می شوند. 
یکی دیگر از راه های طراحی ساختمان برای مقاومت در برابر زلزله، استفاده از تکنیکی به نام «ساخت قاب خمشی» است. در این نوع ساخت و ساز از یک سری تیر و ستون استفاده می شود که به گونه ای به هم متصل شده اند که در برابر نیروی لرزش مقاومت کنند. این تکنیک اغلب در ساخت ساختمان های بلند استفاده می شود. روش های ساخت و ساز خاصی نیز وجود دارد که می توان از آنها برای کمک به ساختمان ها برای مقاومت در برابر نیروی زلزله استفاده کرد.
یکی از این روش ها «شمع کوبی» نام دارد. این روش شامل راندن میله های فلزی بزرگ به داخل زمین نزدیک ساختمان است. میله ها به تثبیت ساختمان و جلوگیری از فروریختن آن کمک می کنند. 
مهندسان سازه نقشی حیاتی در طراحی ساختمان ها و دیگر سازه ها دارند. آنها از دانش خود در زمینه فیزیک و مهندسی استفاده می کنند تا اطمینان حاصل کنند که سازه هایی که طراحی می کنند می توانند در برابر نیروهایی که بر آنها وارد می شود مقاومت کنند. این شامل نیروی زمین لرزه نیز می شود. با طراحی برای استحکام و شکل‌پذیری، مهندسان می‌توانند به محافظت از افراد و اموال در برابر آسیب‌هایی که زلزله می‌تواند ایجاد کند کمک کنند.
3. استفاده از مصالح و روش های ساختمانی مقاوم در برابر زلزله
وقتی صحبت از ساختمان های مقاوم در برابر زلزله می شود، هیچ راه حلی وجود ندارد که برای همه ساختمان ها قابل استفاده باشد. نوع ساختمان، موقعیت مکانی آن، نوع خاک و شرایط و لرزه ای، همگی در تعیین بهترین طراحی مقاوم در برابر زلزله نقش دارند. اما در همه موارد، هدف طراحی ساختمانی است که بتواند در برابر لرزش ناشی از زلزله بدون فروریختن مقاومت کند. مهندسان سازه در طراحی ساختمان هایی که می توانند در برابر نیروهای زلزله مقاومت کنند متخصص هستند. برای رسیدن به این هدف از انواع مصالح مقاوم در برابر زلزله و روش های ساخت و ساز استفاده می کنند. 
یکی از مصالح متداول مقاوم در برابر زلزله فولاد است. فولاد قوی و انعطاف پذیر است، به این معنی که می تواند تحت فشار بدون شکستگی تغییر شکل دهد. این خاصیت آن را برای استفاده در ساخت و سازهای مقاوم در برابر زلزله ایده آل می کند. یکی دیگر از مصالح رایج مقاوم در برابر زلزله، بتن است. بتن ماده ای بسیار قوی است، اما  انعطاف پذیری بالایی ندارد. این بدان معنی است که می تواند تحت تنش ناشی از زلزله ترک بخورد. برای جلوگیری از این امر، ساختمان های بتنی با آرماتورهای ویژه طراحی می شوند که به مقاومت در برابر نیروهای زلزله کمک می کند.
روش های مختلفی برای ساخت و ساز مقاوم در برابر زلزله وجود دارد که می توان از آنها استفاده کرد. رایج ترین روش جداسازی پایه نام دارد. در این روش، ساختمان بر روی پایه ای ساخته می شود که به گونه ای طراحی شده است که آن را از لرزش زمین جدا کند. می توان با تکیه گاه های ویژه یا با شناور ساختن ساختمان روی لایه ای از هوا یا آب به این هدف دست یافت. جداسازی پایه اغلب در ترکیب با سایر روش های ساخت و ساز مقاوم در برابر زلزله استفاده می شود. به عنوان مثال، یک ساختمان ممکن است با قاب بتنی ساخته شود و سپس پایه های جداساز به آن اضافه شود. مهم نیست از چه مصالح و روش هایی برای ساخت و ساز استفاده می شود، هدف همیشه یکسان است:
طراحی ساختمانی ایمن و قابل اعتماد که بتواند در برابر لرزش زلزله مقاومت کند.
4. فراهم کردن افزونگی در سیستم سازه ای
مهندسان سازه کسانی هستند که به طراحی ساختمان های مقاوم در برابر زلزله کمک می کنند. با ایجاد افزونگی در سیستم سازه ای، مهندسان می توانند به کاهش خطر کلی فروپاشی کمک کنند.
5. حصول اطمینان از نگهداری مناسب ساختمان‌ها
مهندسان سازه علاوه بر طراحی ساختمان‌های جدید، نقش مهمی در بهسازی ساختمان‌های موجود برای مقاوم‌تر ساختن آن‌ها در برابر زلزله دارند. با درک بارهایی که باید در مقابل آنها مقاومت کرد، طراحی برای استحکام و شکل‌پذیری، استفاده از مصالح و روش های مقاوم در برابر زلزله، ایجاد افزونگی در سیستم سازه‌ای و حصول اطمینان از نگهداری مناسب ساختمان‌ها، مهندسان اطمینان حاصل می‌کنند که سازه‌ قادر به مقاومت در برابر لرزش زمین هستند و فرو نمی ریزند.

افراد دارای مهارت در این زمینه

در صورتی که در این زمینه تخصص یا مهارتی دارید، پس از ثبت نام در سایت و تکمیل فرم مشخصات شخصی ، پروفایل خود را به لیست زیر اضافه نمایید .