به اعتقاد محققان امواج زلزله با دوره تناوب بلند می توانند حتی در فواصل دور از کانون زلزله درحدود 200 کیلومتری نیز اثرگذار باشند و دربرخی شرایط موجب تداوم لرزش و حتی آسیب یا تخریب ساختمان ها شوند و این پدیده به ویژه در مناطقی که دارای خاک نرم هستند اهمیت بیشتری پیدا می کند؛ موضوعی که با توجه به روندروبه رشد برج سازی در نوار ساحلی شمال ایران به عنوان یک هشدار جدی در حوزه ایمنی لرزه ای شهری مطرح است.

به گزارش ایسنا، در حالی که عملیات امداد و ارزیابی خسارات ناشی از زمین لرزه های قدرتمند ونزوئلا همچنان ادامه دارد، این رخداد به یکی از مهمترین نمونه های اخیر برای بررسی رفتار ساختمان های بلند در برابر امواج لرزه ای تبدیل شده است؛ دو زمین لرزه پیاپی به بزرگای 7.2 و 7.5 که تنها 39 ثانیه با یکدیگر فاصله داشتند، 24 ژوئن 2026 شمال ونزوئلا را لرزاندند.

کانون این زمین لرزه ها در حدود 175 تا 185 کیلومتری غرب کاراکاس قرار داشت، اما شدت لرزش به حدی بود که علاوه بر پایتخت، ایالت های ساحلی و بخش های وسیعی از مرکز و شمال این کشور را دربر گرفت و حتی در برخی کشورهای همسایه و جزایر کاراییب نیز احساس شد. این زمینلرزه ها صدها کشته و هزاران مصدوم برجای گذاشت و موجب فروریزش یا آسیب جدی شمار زیادی از ساختمان ها، به ویژه در کاراکاس و مناطق ساحلی شد.

به گفته علی بیت اللهی، عضو هیأت علمی مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی، آنچه در این زمین لرزه بیش از همه اهمیت دارد، تنها بزرگی زلزله نیست، بلکه رفتار امواج با پریود بلند در فاصله زیاد از کانون زلزله است؛ امواجی که می توانند پس از میرا شدن ارتعاشات تند، همچنان ساختمان های بلند را که بر روی خاک های نرم و آبرفتی احداث شده اند، به نوسان های شدید وادار کنند.

وی معتقد است تجربه ونزوئلا و نمونه مشابه آن در بانکوک، هشداری جدی برای کشورهایی مانند ایران است؛ به ویژه در نواحی ساحلی شمال کشور که طی سال های اخیر روند برج سازی بر روی زمین های نرم شتاب گرفته است.

به گفته بیت اللهی، در چنین مناطقی، حتی اگر کانون زلزله در فاصله قابل توجهی قرار داشته باشد، ترکیب ساختمان بلند و خاک نرم می تواند خطر تشدید ارتعاشات، افزایش تنش در طبقات پایین و در نهایت فروریزش سازه را افزایش دهد؛

به اعتقاد وی این موضوع باید در سیاست های شهرسازی، صدور مجوز ساخت و طراحی لرزه ای ساختمان های بلند با حساسیت بیشتری مورد توجه قرار گیرد.

علی بیت اللهی با اشاره به تجربه زمینلرزه اخیر ونزوئلا و رفتار متفاوت ساختمان ها در فاصله های دور از کانون زلزله، به تشریح یک اصل بنیادی در مهندسی زلزله پرداخت و در این باره توضیح داد: در انتشار امواج زلزله یک واقعیت علمی تثبیت شده وجود دارد؛ امواج با فرکانس بالا و نوسانات سریع معمولا در فواصل کوتاه تضعیف و محو می شوند، اما امواج با فرکانس پایین و پریود بلند می توانند مسافت های طولانی را طی کنند. این ویژگی باعث می شود در فاصله های دور از کانون زلزله، لرزش های تند و شدید معمولا احساس نشود، اما در عوض جا به جایی های آرام و قابل مشاهده در اجسام آویزان یا سازه های بلند رخ دهد.

بیت اللهی با اشاره به تجربه های تاریخی، از جمله زلزله مکزیکوسیتی در اوایل قرن بیستم، افزود: در این رخدادها مشاهده شده که ساختمان های کوتاه مرتبه و فرسوده در برخی موارد آسیب جدی ندیده اند، اما ساختمان های بلند مرتبه دچار تخریب شده اند؛ موضوعی که به تشدید اثر امواج با پریود بلند در خاک های نرم مرتبط است.

وی با بیان اینکه در شرایطی که زمین نرم باشد و ساختمان نیز ارتفاع زیادی داشته باشد، امواج با دوره تناوب بلند می توانند سازه را وارد نوسان کنند، ادامه داد: در مقابل، ساختمان های کوتاه مرتبه در همان محل ممکن است این نوع ارتعاش را اصلا احساس نکنند یا واکنش بسیار محدودی داشته باشند.

وی با تاکید بر اینکه دو عامل اصلی در این نوع تخریب نقش دارد؛ یکی از این عوامل را فاصله زیاد از کانون زلزله و دیگری را نوع خاک نرم و شرایط ژئوتکنیکی زمین عنوان کرد و یادآور شد: در چنین شرایطی، ساختمان های بلند بیشتر در معرض تشدید نوسانات قرار می گیرند.

عضو هیات علمی مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی تفاوت رفتار سازه ها را وابسته به سختی یا انعطاف پذیری آن ها دانست و خاطر نشان کرد: اگر پی و سازه از جنس سخت و سنگی باشد، پاسخ ساختمان به ارتعاشات کوتاه و سریع بسیار محدود است، اما سازه های انعطاف پذیرتر می توانند دامنه نوسان بیشتری را تجربه کنند.

وی در توضیحی ساده تر افزود: می توان دو ستون را تصور کرد؛ یکی صلب و بتنی و دیگری نرم و ژله ای. در برابر یک تکان مشابه، ستون ژله ای با نوسانی بلند و آرام حرکت می کند، در حالی که ستون سخت تنها لرزش های ریز و سریع و با میرایی بالا نشان می دهد.

بیت اللهی تأکید کرد: هرچه خاک نرم تر و ساختمان بلندتر باشد، حتی در زلزله های دوردست نیز امکان تحریک سازه با امواج کم فرکانس و پریود بلند وجود دارد. این نوع رفتار سازه ای در طراحی بسیاری از ساختمان ها کمتر مورد توجه قرار گرفته و در برخی موارد می تواند به آسیب های جدی در طبقات پایین تر یا کل سازه منجر شود.

بیت اللهی با اشاره به تجربه های منطقه ای و نمونه های جهانی از رفتار ساختمان ها در زلزله های دوردست، به توضیح اثر امواج با دوره تناوب بلند در سازه های بلندمرتبه پرداخت و اظهار کرد: در ایران هنوز نمونه ای کاملا واضح از اثر این نوع امواج در مقیاس بزرگ ثبت نشده است. ولی باید توجه کرد که در مناطق ساحلی شمال کشور به ویژه مازندران و حوالی سرخرود طی سال های اخیر ساخت برج ها افزایش یافته، اما خوشبختانه در این بازه زمانی زلزله های بسیار بزرگ یا دوردست رخ نداده تا بتوان رفتار واقعی این سازه ها را به طور عملی ارزیابی کرد.

بیت اللهی اضافه کرد: در فاصله های نسبتا دور، مانند حدود 200 کیلومتری از کانون زلزله، تصور عمومی این است که شدت لرزش کاهش یافته و ارتعاشات سریع و مخرب عملا احساس نمی شود، زیرا این امواج سریع الاثر، میرا می شوند؛ اما امواج با فرکانس پایین و دوره تناوب بلند همچنان می توانند در این فواصل باقی بمانند و اثرگذار باشند.

وی با اشاره به زلزله اخیر ونزوئلا، توضیح داد: در این رویداد، فاصله حدود 185 کیلومتری میان کانون زلزله و پایتخت، یعنی کاراکاس، باعث شد که در این شهر نیز ساختمان های متعددی دچار تخریب جدی شوند. این موضوع نشان می دهد که امواج بلند پریود، حتی در فواصل دور نیز می توانند اثرات مخرب ایجاد کنند، به ویژه در سازه هایی که بر روی خاک نرم ساخته شده اند.

این محقق حوزه مخاطرات نمونه مشابه دیگر را در زلزله نپال ذکر کرد و یادآور شد: در این زلزله مشاهده شد که یک برج 24 طبقه در بانکوک، پایتخت تایلند، در فاصله حدود 1000 کیلومتری دچار فروریزش شد؛ رخدادی که به شرایط زمین شناسی مانند سطح بالای آب زیرزمینی و وجود خاک نرم نسبت داده می شود.

عضو هیات علمی مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی ادامه داد: شهرهایی مانند کاراکاس که در مناطق ساحلی و بر بستر خاک های نرم قرار دارند، در برابر امواج با طول موج بلند بسیار آسیب پذیرتر هستند. این امواج می توانند ساختمان های بلندمرتبه را با جابه جایی های قابل توجهی مواجه کنند.

وی با ذکر مثالی در این باره، توضیح داد: این پدیده را می توان به یک شاقول یا آونگ تشبیه کرد؛ اگر از سقف یک ساختمان بلند جسمی آویزان باشد و پایه ساختمان شروع به حرکت کند، این جسم به صورت نوسانی حرکت می کند و به تدریج دامنه نوسان آن افزایش می یابد.

عضو هیات علمی مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی اضافه کرد: برای درک بهتر این پدیده می توان آن را به تاب بازی در پارک تشبیه کرد؛ هرچه طول بازوی تاب بلندتر باشد، دامنه جا به جایی نیز بیشتر می شود. در ساختمان های بلند نیز همین اصل حاکم است و هرچه ارتفاع بیشتر باشد، میزان جابه جایی در طبقات بالاتر افزایش می یابد.

بیت اللهی با تاکید بر اینکه ساختمان های بلند مانند سازه های صلب هستند که در هنگام زلزله، به ویژه زلزله های دوردست با امواج بلندپریود، دچار نوسان می شوند، اظهار کرد: این نوسانات در طبقات بالایی شدیدتر است و همین موضوع باعث انتقال تنش به طبقات پایین تر می شود. اگر سازه برای این نوع بارگذاری طراحی نشده باشد، می تواند منجر به فروریزش کامل ساختمان شود؛ پدیده ای که در برخی موارد در زلزله ونزوئلا مشاهده شده است.

وی ادامه داد: افزایش ساخت برج ها در نوار ساحلی کشور، به ویژه در مناطق سرسبز، اگر بدون توجه به ملاحظات لرزه ای و ظرفیت های زیست محیطی انجام شود، می تواند پیامدهای جدی به همراه داشته باشد. بنابراین در فرآیند صدور مجوز ساخت، باید این مخاطرات به طور جدی مدنظر قرار گیرد.

عضو هیات علمی مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی، افزود: متأسفانه در برخی موارد، نگاه سوداگری در برج سازی باعث نادیده گرفتن پدیده هایی می شود که امروز در نمونه های جهانی مانند زلزله ونزوئلا و همچنین تجربه هایی در جنوب شرق آسیا مشاهده شده است. این موضوع بارها مورد هشدار قرار گرفته و باید از توسعه بی رویه برج های بلند در مناطق حساس جلوگیری شود.

بیت اللهی با اشاره به پیامدهای اجتماعی و کالبدی این نوع ساخت وساز، گفت: در ساختمان های بلندمرتبه، جمعیت زیادی در یک سازه متمرکز می شود و در صورت وقوع تخریب، حجم خسارت انسانی و اقتصادی بسیار بالا خواهد بود. در زلزله اخیر ونزوئلا نیز مشاهده شد که در برخی ساختمان ها، اجزای سازه ای به ویژه در سیستم های سبک مانند ساندویچ پنل ها دچار شکست و ناپایداری شده اند.

وی یادآور شد: اطلاعات موجود از زلزله ونزوئلا هنوز کامل نیست و بیشتر بر پایه تصاویر و داده های پراکنده رسانه ای است. با این حال، بررسی های اولیه نشان می دهد این رخداد از نظر رفتار لرزه ای سازه ها بسیار آموزنده است و پس از تکمیل داده ها می توان تحلیل دقیق تری از وضعیت مناطق مختلف ارائه کرد.