خَبَرَيْن logo

الهندسة الحديثة لناطحات السحاب: تكنولوجيا الوقاية من الزلازل

الزلزال القاتل في تايوان: كيف تتحمل ناطحة السحاب تايبيه 101 الزلازل؟ اكتشف كيف استخدمت تكنولوجيا حديثة للحماية والدعم الهيكلي لتحافظ على استقرارها في وجه الزلازل القوية.

How Taiwan’s tallest skyscraper withstands earthquakes
Loading...
The Taipei 101 building in Taiwan's capital was the world's tallest skyscraper from 2004 to 2007. GoranQ/iStockphoto/Getty Images
التصنيف:ستايل
شارك الخبر:
FacebookTwitterLinkedInEmail

كيف تتحمل أطول ناطحة سحاب في تايوان الزلازل

الزلزال القاتل الذي ضرب تايوان بقوة 7.4 درجة يوم الأربعاء، وأسفر عن مقتل 9 أشخاص على الأقل، دمر أيضًا 770 مبنى، وفقًا لأحدث التقديرات من وكالة الدفاع المدني في الجزيرة.

تعرضت مدينة تايبيه، التي تبعد مسافة 80 ميلاً فقط عن مركز الزلزال، لهزات أرضية عنيفة، خلال ما يبدو أنه أحد أقوى الزلازل التي شهدتها تايوان خلال 25 عامًا. ومع ذلك، نجحت ناطحة السحاب تايبيه 101، التي كانت في وقت سابق أطول ناطحة سحاب في العالم، في البقاء سليمة وخالية من الأضرار، مما يعكس نجاح الهندسة الحديثة وتكنولوجيا البناء المتطورة في تصميم المباني التي تتحمل الزلازل وتحمي سكانها. وهذا يعد انتصارًا للهندسة الحديثة والتقنية المستخدمة في تصميم الأبنية التي تتحمل الزلازل وتحمي سكانها.

يبدو من لقطات الزلزال أن البرج الذي يبلغ ارتفاعه 1667 قدمًا يتأرجح قليلاً، حيث تساعد مرونته الهيكلية في مواجهة الحركة القوية للزلزال. هذا الحركة أظهرت تمامًا كيف أن الدفاع الأكثر أهمية للناطحة السحابية ضد الزلازل هو المادة التي تم بناؤها منها: الخرسانة المسلحة.

شاهد ايضاً: متحف المتروبوليتان للفنون يكشف عن تصميم جناح جديد بتكلفة 550 مليون دولار

من خلال دمج قوة الضغط للخرسانة مع قوة الشد للفولاذ، تجعل المادة المبنى مرنًا بما يكفي ليتأرجح، ولكنها تكون صلبة بما يكفي لمقاومة الرياح العاتية والأعاصير التي تضرب تايوان بشكل متكرر. (إن المبدأ الذي يمكن للمباني أن تتحمل القوى الزلزالية من خلال الحركة معها، بدلاً من الاعتراض عليها، قد شكل الهندسة المعمارية التقليدية في البلدان الشرقية الأسيوية الزلزالية لقرون، من المعابد اليابانية إلى القصور الصينية.)

على ارتفاع عالٍ داخل ناطحة السحاب تايبيه 101، تم تطوير ابتكار تكنولوجي آخر للحفاظ على المبنى ومن يعيشون فيه آمنين، وهو يسمى "مخمد الكتلة الملائم".

الوزن المضاد العملاق

تتدلى الكرة الفولاذية الذهبية، بين 92 كابلًا سميكًا مرتبطة بالطوابق 87 و 92، ويمكنها الحركة حوالي 5 أقدام في أي اتجاه. يتم استخدامها كمنسق يخفف من حركات التأرجح والاهتزازات التي يتعرض لها البرج،

شاهد ايضاً: كيف استعادت الأورغن الكبير في نوتردام صوته الفريد؟

"إنها في الأساس وزن مضاد كبير جدًا"، أوضح ستيفان آل، مؤلف كتاب "سوبرتول: كيف أن أطول مباني العالم تعيد تشكيل مدننا وحياتنا"، في مقابلة هاتفية. "في حالة تايبيه 101، يبلغ 660 طنًا. يبدو ذلك ثقيلاً حقًا، ولكن إذا قورن بالوزن الكلي للمبنى، فإنه مجرد جزء.

"عندما يبدأ المبنى في الاهتزاز، (سيتحرك مُخمد الكتلة المُلائم) في الاتجاه المعاكس. في حالة تايبيه 101، فإنه معلق... لذلك سيتأخر بعد أن يتأرجح البرج وسيمتص الطاقة الحركية من خلال الحركة في الاتجاه المعاكس"، وأوضح آل، مشيرًا إلى أن الأسطوانات الهيدروليكية بين الكرة والمبنى تحول هذه الطاقة إلى حرارة تُبعث بعدها.

تستخدم مُخمدات الكتلة المُلائمة في ناطحات السحاب في جميع أنحاء العالم، بما في ذلك برج شتاينواي الرفيع في نيويورك وبرج العرب في دبي بشكل مفصل، والذي يحتوي على 11 منها. يحمي الجهاز بشكل حاسم ضد الحركة العنيفة الناتجة عن "الاهتزاز الموسيقي"، الذي يمكن أن يتسبب في الفشل الهيكلي خلال زلزال، وفقًا لآل.

شاهد ايضاً: بيع نافذة تيفاني الزجاجية الملونة بسعر قياسي بلغ 12.48 مليون دولار في المزاد

"(هذا) عندما تبدأ المباني في الاهتزاز عند ترددها الخاص"، وأضاف قائلًا إن الظاهرة تشبه الشوكة الموسيقية. "يمكن أن يؤدي هذا إلى انهيار، (حيث تبدأ المبنى) في الاهتزاز بسرعة وسرعة وسرعة أكثر."

تُعد مُخمدات الكتلة المُلائمة، المعروفة أيضًا باسم الممتصات الموسيقية، "مُلائمة" للرنين بنفس تردد المبنى، ولكن مع أطوال موجية تبدأ في وقت سابق أو في وقت لاحق، مما يساعد في تبديد الطاقة الكارثية بشكل محتمل.

الاستقرار الذي يوفره يمكن أيضًا أن يقلل من التأثير غير المريح - أو حتى الغثيان - الذي يمكن أن يكون للأهتزاز على سكان المبنى في الرياح العاتية.

الدعم الهيكلي

شاهد ايضاً: "بعد عشرين عامًا من عرض 'ربات البيوت اليائسات': لماذا لا تزال إطلالة بري فان دي كامب تهيمن؟"

صممتها الشركة التايوانية C.Y. Lee & Partners، كانت تايبيه 101 أطول مبنى في العالم من 2004 حتى عام 2007، عندما تجاوزته برج خليفة في دبي. وأصبحت منصة المراقبة التي تطل على مُخمد الكتلة المُلائم المبتكر المنتشر الآن جذبًا شعبيًا، خاصة عندما يتحرك خلال الرياح القوية.

لا تعتبر الكرة العملاقة، على أي حال، السمة المصممة الوحيدة التي تساعد في استقرار البرج، الذي يقع على مسافة قريبة من خط كسر رئيسي.

على سبيل المثال، تقع الناطحة السحابية على أساسيات استثنائية عميقة بشكل استثنائي - وهي 380 مثقبة من الخرسانة المسلحة والأعمدة الفولاذية المحفورة في الصخور الصلبة أدناه. فوقها، يتم ربط النواة الخاصة بالمبنى بسلسلة من "الأعمدة العملاقة"، الموجودة حول حافة الناطحة السحابية، عبر قضبان خرسانية فولاذية ضخمة.

شاهد ايضاً: فنان قام بصنع منحوتات لاذعة لماو قبل عقد من الزمن. الآن، هو مُحتجز بتهمة القذف لأبطال الصين، يقول العائلة

تصميم الناطحات السحابية يتوافق مع أكواد البناء المضادة للزلازل التي تعتبر صارمة للغاية، وهذا يتوقعه الكثيرون نظرًا لوقوع تايوان على طول "حلقة النار الهادئ"، والتي تتسبب في نشاط زلزالي وبركاني هائل من إندونيسيا إلى تشيلي.

رغم أن التصميم الهندسي للناطحات السحابية يتوافق مع أكواد البناء المضادة للزلازل، وأنه تم اختباره على "طاولة الاهتزاز"، إلا أن تفاعل الناطحة السحابية مع زلزال قوي ومباشر يظل نظرياً حتى يحدث فعلياً، ويتعرض التصميم للتحقق الفعلي لمدى تحمله ضد الزلازل. ولكن تقنيات النمذجة الرقمية والاختبار الشامل تحول دون حدوث الأضرار الخطيرة في المباني الحديثة خلال الزلازل القوية.

"على الرغم من أن لدينا محاكاة كمبيوتر، إلا أن هناك شيئًا ما عن الطبيعي لا يمكننا حقًا الحصول عليه من المحاكاة الرقمية"، قال آل، مضيفًا: "على الرغم من تقدمنا التكنولوجي، إلا أننا ما زلنا نختبر (التصاميم) في أنفاق الرياح وطاولات التحريك".

أخبار ذات صلة

Collins Dictionary’s word of the year is a confident, messy way of life
Loading...

كلمة العام من قاموس كولينز تعكس أسلوب حياة واثق وفوضوي

ستايل
Han Kang wins Nobel Prize in literature for ‘intense poetic prose’ confronting human fragility
Loading...

هان كانغ تفوز بجائزة نوبل في الأدب عن "نثر شعري مكثف" يتناول هشاشة الإنسان

ستايل
Archaeologists find marble god statue in ancient Roman sewer
Loading...

عثر الآثاريون على تمثال إله من الرخام في صرف روماني قديم

ستايل
One man’s artistic wonderland, created secretly in rented apartment, given protected status
Loading...

عالم الجمال لرجل واحد، الذي تم إنشاؤه سراً في شقة مستأجرة، وحصل على حماية خاصة

ستايل
الرئيسيةأخبارسياسةأعمالرياضةالعالمتكنولوجيااقتصادصحةتسلية