مزیت خانه چوبی نسبت به دیگر خانه‌ها در برابر زلزله

مزیت خانه چوبی نسبت به دیگر بناها در برابر زلزله سبکی آن است. وزن ساختمان چوبی بسیار کم‌تر از دیگر ساختمان­‌ها است. نیروی وارد شده توسط حرکت پوسته‌­های زمین به سازه، که ما از آن به عنوان زلزله یا زمین‌لرزه (EarthQuake) یاد می­‌کنیم، بر اساس آیین‌­نامه 2800 (آیین‌­نامه زلزله ایران) تابعی از وزن سازه است. یک ویلای چوبی با هر متراژی، به ازای هر متر مربع، وزن کم‌تری نسبت به ساختمان ساخته شده با مصالح ساختمانی و بنایی دارد.

اینکه زلزله دقیقاً چیست و چطور می­‌تواند به سازه آسیب برساند. به طور اجمالی توضیحاتی درباره نحوه انجام محاسبات زلزله و عوامل موثر در بررسی آن می­‌پردازیم. با این توضیحات می­‌توانیم به مزیت خانه چوبی در برابر زلزله پی ببریم. اگر مقالات پیشین ما را مطالعه کرده­‌باشید، مطالبی درباره ساختمان‌­های چوبی در برخی کشورهای غربی بیان کرده­‌ایم، که نشان­ دهنده اهمیت این نوع ساختمان­‌ها در دیگر نقاط دنیا است. به طور کلی اساس محاسبات ساختمان برای جلوگیری از تخریب آن به وسیله عوامل طبیعی ماننده زمین‌­لرزه، باد، برف و … است. بسیاری از ما فکر می­‌کنیم که چوب مقاومت خاصی در برابر تخریب به واسطه عوامل طبیعی از خود نشان نمی‌­دهد. بیشترین ترس افراد از ساختمان چوبی ، ترس از آتش‌­سوزی است. در این مقاله سعی بر آن داریم تا درباره هر یک از این موارد و راه­‌حل آن‌­ها نکاتی را بیان کنیم تا کمک کنیم پذیرش ذهنی جامعه نسبت به خانه چوبی بیشتر از قبل شود. یادآوری می‌­کنیم که چوب برای قرن‌­های بسیار اصلی­‌ترین بخش ساختن یک ساختمان بوده است. در حال حاضر هم یک سیستم سازه‌­ای مدرن و پیشرفته با الگوبرداری از سازه­‌های چوبی طراحی و ساخته شده است با نام قاب‌­های فلزی سبک (Light Steel Framing) که به اختصار آن را LSF می‌نامند. در هر حال امیدواریم پس از مطالعه این مقاله دیدگاه شما نسبت به ویلای چوبی بازتر و شفاف‌­تر از قبل شده باشد. با آمیتیس همراه باشید.

زلزله چیست و چرا باعث تخریب می‌­شود؟

به طور کلی به آزاد شدن انرژی هسته زمین، زمین‌لرزه یا زلزله می‌­گوییم. این آزاد شدن انرژی به صورت امواج است. یعنی از هسته مرکزی زمین این امواج بالا آمده و با جُبّه یا گوشته زمین برخورد می‌­کنند. گوشته بخش زیرین پوسته زمین است. سپس از گوشته رد شده و به پوسته زمین می­‌رسند. پوسته زمین از قطعات بزرگ (Plate) به هم چسبیده‌­ای تشکیل شده است که بر روی گوشته به حالت نیمه‌­شناور قرار گرفته‌­است. انرژی صادر شده وقتی به این قطعات می­‌رسد باعث می‌­شود آن‌­ها به سمت یکدیگر حرکت کنند تا منفذی برای خروج انرژی باز شود. همه این اتفاقات برای انسان­‌ها و حیوانات در مدت زمان بسیار کوتاهی قابل درک است، و آن لحظه زلزله است. زلزله در بازه زمانی بسیار کوتاهی رخ می‌­دهد. شاید 3 الی 4 ثانیه، بلکه کمتر. هر چند که به گفته ویکی‌پدیای فارسی طولانی­‌ترین زلزله تاریخ بشر در تاریخ 06/10/1383 (26/دسامبر/2004) در 160کیلومتری سواحل سوماترای اندونزی رخ داد و باعث سونامی (سونامی به طوفان دریایی‌­ای گفته می­‌شود که به واسطه وقوع زلزله در کف دریا به وجود آمده و به نسبت به زلزله‌­های دیگر بسیار مخرب­‌تر و خطرناک­‌تر است) عظیمی شد که منجر مرگ بیش از 280هزار نفر گردید، به مدت 10دقیقه بوده است، و این یعنی یک فاجعه در حال به وقوع پیوستن است. اما به طور میانگین مدت زمان زلزله‌­هایی که قابل درک هستند حدود چند ثانیه بیشتر نیستند. در همین چند ثانیه، به دلیل جابجایی محل استقرار ستون­ها و فاصله گرفتن اجزاء ساختمان از یکدیگر، باعث خرابی‌های ساختمانی و آسیب­‌دیدگی‌­هایی که تا کنون شنیده و دیده‌­ایم خواهد شد. این‌که بیان کردیم زلزله­‌هایی که قابل درک کردن هستند، به این معنا است که برخی از زلزله­‌ها هستند که انرژی آن­‌ها از یک حد معینی کم‌تر است، لذا توسط انسان احساس نمی‌­شوند. در بخش بعدی توضیحات بیشتری درباره واحد زلزله ارائه نموده‌­ایم. اما برای یافتن جواب این سوال که مزیت خانه چوبی نسبت به دیگر ساختمان­‌ها چیست، مقاله را دنبال کنید.

واحد زلزله چیست و یعنی چه؟

در حال حاضر زلزله با 3 واحد مجزا اندازه­‌گیری می‌­شود:

• واحد ریشتر: این مقیاس توسط چارلز فرانسیس ریشتر در سال 1935 برای بررسی شدت انرژی آزاد شده بر اساس سنجش لگاریتم بیش‌ترین مقدار جابجایی افقی ثبت شده توسط دستگاه لرزه نگار ابداع و ارائه شد. در این مقیاس فرق هر درجه افزایش، یعنی مثلاً فرق 5 ریشتر با 6 ریشتر، در شدت انرژی آزاد شده برابر با حدود 32 (31.6) برابر است. یعنی انرژی آزاد شده در زلزله 6 ریشتری 32 برابر انرژی آزاد شده در زلزله 5 ریشتری است.
• نکته مهم این است که زلزله­‌های کمتر از 4 ریشتر را انسان احساس نمی‌­کند.
• واحد مرکالی: این واحد به کلی با ریشتر متفاوت است. واحد مرکالی بیانگر میزان و شدت خرابی به بار آمده از یک زلزله است. برای اعلام میزان واحد مرکالی باید به طور کامل محل بروز زلزله را مورد تحقیق قرار داد و بررسی نمود. این کار معمولاً چند روز زمان می­‌برد و لازم است تا متخصصین و تیم­‌های تحقیق و بررسی چند روزی به بررسی بپردازند تا بتوانند نظر قطعی و یا حدودی خود را اعلام نمایند. در این صورت می‌­توان بزرگی زلزله در مقیاس مرکالی (MIS) را بیان نمود.
• مقیاس بزرگای گشتاوری (Mms یا Mw): این مقیاس توسط سازمان زمین شناسی ایالات متحده آمریکا (The United States Geological Survey) یا USGS تهیه و تبیین شده است. در این مقیاس علاوه بر بررسی امواج افقی، نقطه گسیختگی و میزان تکان­‌پذیری (جنبایی) گسل نیز مورد بررسی قرار می‌­گیرد و در تعیین درجه آن موثر است. به طور کلی برای امور مهندسی و علمی این مقیاس از مقیاس ریشتر کارآمدتر و مفیدتر است. در زلزله­‌های بزرگتر از 5 Mw و یا زلزله‌­های بزرگ، این واحد دقیق‌­تر و علمی‌­تر است. به همین دلیل بیشتر در مجامع و کاربرد­های علمی از آن استفاده می­‌کنند.

مزیت خانه چوبی بر اساس رابطه زلزله با وزن ساختمان

تمام توضیحات بالا مقدمه­‌ای بود برای بررسی این نکته که چرا ساختمان چوبی در برابر زلزله بهتر از یک ساختمان بتنی یا فولادی است. همان­‌طور که پیش از این بیان کردیم، تمام محاسبات سازه که توسط تیم طراح سازه انجام می‌­شود برای مقاوم‌­سازی در برابر نیروهای وارده بر آن توسط عوامل طبیعی مانند زلزله، باد، برف و … است.

این آیین­‌نامه بین­‌المللی معتبرترین آیین­‌نامه حال حاضر است و توسط مهندسین محاسب سراسر دنیا مورد استفاده قرار می­گیرد. نکته مهمی که باید در محاسبات سازه به آن اشاره کنیم موضوع شکل­‌پذیری سازه است. برخلاف تفکر عموم مردم، اگر یک قطعه بسیار محکم باشد و به هیچ­‌عنوان ذره‌­ای انعطاف از خود نشان ندهد، برای سازه و ساختمان به هیچ­‌وجه مناسب نیست. بلکه ما موضوع مهمی داریم به اسم شکل‌­پذیری. به این معنی که هر مقدار درصد شکل­‌پذیری و انعطاف یک ساختمان (در مقیاس استاندارد خود) بیشتر باشد، پایداری و سطح امنیت و مقاومت آن در برابر تخریب بیشتر است. ما مطمئن هستیم که نمی­‌توانیم در برابر نیروی زلزله مقاومت کنیم. پس باید سعی کنیم آن را با استفاده از میراگرها (Dampers) مهار کرده و یا با آن همراه شده، تا آسیب کمتری را متحمل شویم. لذا ساختمانی که در حیطه مجاز آیین‌­نامه، شکل­‌پذیرتر باشد سالم­‌تر باقی خواهد ماند. از این‌­رو باز به این نتیجه می­‌رسیم که چون شکل­‌پذیری چوب بیشتر از بتن و فولاد است، لذا شانس ایمن ماندن آن در زلزله بیشتر از ساختمان‌­های مشابه با مصالح ساختمانی و بنایی است.

طبق آیین­‌نامه 2800 زلزله فرمول محاسبه نیروی زلزله به قرار زیر است:

V = CW

که در آن V نیروی برشی وارده، W وزن موثر سازه‌­ای است. وزن موثر سازه­‌ای وزن بخشی از ساختمان است که در نیروی برشی وارده مورد اثر قرار می­‌گیرد. یعنی نیروی برشی به آن بخش وارد می‌­شود. که معمولاً اگر فاصله ستون­‌ها را از تراز روی پی (فونداسیون) تا سطح زیر همکف را با دیوار حایل یا دیوار آجری 35 سانتی­‌متری پر کنیم، تراز زلزله از روی پی به سطح همکف انتقال پیدا می­‌کند. یعنی نیروی زلزله به بخش زیرزمین وارد نمی­‌شود. C نیز ضریب زلزله است که برای محاسبه فرمول جداگانه‌­ای دارد.

اکنون بهتر متوجه خواهیم شد که مزیت خانه چوبی نسبت به ساختمان­‌های دیگر چیست. طبق آیین‌­نامه مقررات ملی ساختمان وزن یک مترمکعب بتن سازه­‌ای غیرمسلح (بدون آرماتور) بین 2400 تا 2800 کیلوگرم منظور می‌شود. این در حالی است که وزن یک مترمکعب چوب، متناسب با نوع و نژاد آن و بنابر رطوبت موجود در آن بین 380 تا 1330 کیلوگرم است. این یعنی در بیشترین حالت وزن یک ویلای چوبی نصف وزن همان ویلا با مصالح ساختمانی است. یعنی در شرایط برابر، نیرویی که بر ساختمان چوبی وارد می­‌شود در سنگین­‌ترین حالت نصف نیرویی است که به همان ساختمان با مصالح معمولی و اسکلت بتنی وارد می‌­شود. در سبک­‌ترین حالت بلکه به مراتب کم‌تر بوده و چیزی حدود یک هفتم آن است. به علاوه که ارتفاع ساختمان در این مورد هم بسیار مهم است. اما چون در مقام مقایسه هستیم، ارتفاع هر دو نوع ساختمان، یعنی ساختمان بتنی و ساختمان چوبی را با هم برابر فرض می­‌کنیم، لذا در محاسبات مقایسه‌­ای ما بی‌­تأثیر است.

بحران‌­های خانه‌­های چوبی را چطور مهار کنیم؟

همان‌­طور که دیدیم، مقدار نیروی وارده توسط زلزله به یک ویلای چوبی به مراتب کم‌تر از نیروی وارده به یک ساختمان با مصالح ساختمانی است. این مزیت خانه چوبی شاید اصلی‌­ترین مزیت آن در زمینه سازه‌­ای و زلزله باشد. دیگر مزایای خانه چوبی را می­‌توانید در مقاله خانه چوبی و هر آنچه باید درباره آن بدانید ذکر کرده‌­ایم که مطالعه آن را برای داشتن اطلاعات بیشتر به شما پیشنهاد می‌­کنیم. اما خانه چوبی بحران‌­هایی نیز دارد. چیزی که بیشتر مردم از آن وحشت دارند موضوع آتش­‌سوزی است.

این موضوع را در زمان ثبت درخواست، از متخصصین و مشاوران مجموعه بین‌­المللی آمیتیس بخواهید. همچنین از آنجایی که در زمان اجرا از بهترین و با کیفیت‌­ترین مصالح استفاده می­‌گردد، می‌­توان مطمئن بود که ساختار سیم­‌کشی برق ویلای چوبی با بالاترین کیفیت اجرا شده و تمام تمهیدات ایمن­‌سازی در این زمینه به درستی رعایت می‌­گردد.

امیدواریم با مطالعه این مقاله به مزیت خانه چوبی نسبت به دیگر ساختمان‌­ها پی برده باشید. در مجموعه بین‌المللی آمیتیس، تلاش ما بر این است تا بتوانیم بهترین خدمات را به شما ارائه کنیم. ساختن ساختمان چوبی زیبا و شیک در کنار نهایت امنیت و ایمن‌­سازی مدرن و کامل، همگی بخشی از خدمات ما هستند که به تمامی مشتریان خود ارائه می­‌نماییم. در بخش افتخارات سایت می‌­توانید گواهی­نامه‌­های اخذ شده مجموعه آمیتیس را ملاحظه نمایید، تا نسبت به کیفیت خدمات ارائه شده توسط تیم اجرایی ما مطمئن و دلگرم باشید. در پایان استدعا داریم تا در بخش پیام­‌ها و نظرات، تجربیات و یا انتظارات خود را از ویلای چوبی با ما در میان بگذارید تا با به اشتراک گذاشتن تجربیات خود بتوانیم به گسترش فرهنگ استفاده از خانه‌­های چوبی، که همگونی بیشتری با محیط زیست دارد، کمک کنیم.

در صورتی که از مطالعه کردن این مقاله رضایت داشته‌اید توصیه می‌کنیم مقاله صفر تا صد ویلای چوبی را نیز مطالعه بفرمایید.