میز زلزله چیست؟
اصطلاح میز زلزله در مراکز تحقیقاتی مرتبط با زلزله و سازه، به میزهایی گفته می‌شود که امکان بنا کردن یک ساختمان در «مقیاس واقعی» بر روی میز زلزله وجود داشته و در زیر صفحه اصلی میز زلزله جک‌های هیدرولیکی قرار دارد که لرزش‌هایی مشابه لرزش‌های زمین، به میز و ساختمان واقع بر روی آن وارد می‌کنند. این میزها امکان مشاهده رفتار دینامیکی سازه را برای محققین فراهم می‌کنند. مهم این است که تکانهای میز زلزله به نحوی باشد که حرکات زمین را در طول یک زلزله واقعی مشابه‌سازی کند. در آزمایش مورخ ماه جولای ۲۰۰۹ قرار بر این بود که رفتار و میزان مقاومت ساختمان چوبی بررسی شود. اینکه در چه زمان و تحت چه زلزله‌ای فرو می‌ریزد؟ این آزمایش بزرگ‌ترین آزمایش بر روی یک ساختمان چوبی بود.
مرکز E-Defence در مجاورت شهر کوبه واقع‌شده و مرکزی است که بزرگ‌ترین میز زلزله‌ای دنیا در آن واقع‌شده و این امکان را برای محققین فراهم کرده تا بتوانند ساختمان‌های عظیمی را بر روی آن بنا کرده و سپس رفتار سازه‌ها را در طول زلزله بررسی کنند. نکته مهم این است که این میز امکان لرزش در سه جهت Z و X، Y را دارا بوده و در ضمن ظرفیت جک‌های هیدرولیکی که نصب‌شده به حدی است که می‌توان ساختمان‌های مرتفع و با وزن زیاد را هم روی آن بنا کرد.
ساخت این میز هفت سال طول کشیده (از ۱۹۹۷ تا ۲۰۰۵) و تاریخچه احداث آن بدین شرح است که بعد از زلزله ۱۹۹۵ کوبه، تحقیقات ژاپنی‌ها درزمینهٔ زلزله شدت و گستردگی بیشتری پیدا می‌کند و لذا دولت یک بودجه ویژه به آژانس علوم و فنّاوری (STA:Science and Technology Agency) می‌دهد تا یک میز لرزه‌ای با ابعاد قابل‌توجه جهت آزمایش انواع سازه‌ها بنا نماید. طی چند سال اخیر رفتار نمونه‌های متعددی از سازه‌ها بر روی این میز مورد ارزیابی قرارگرفته است.
نحوه کار و طراحی میز زلزله
مراحل کار به این شکل بود که طی سه نوبت و به‌صورت حساب‌شده توسط جک‌های میز زلزله، لرزش تولید می‌شد و سپس وضعیت درودیوار اتاق‌های مختلف ساختمان بعد از هر زلزله، مورد بازرسی و کنترل دقیق گروه برگزارکننده آزمون قرار می‌گرفت. سه مرحله به این شکل برنامه‌ریزی‌شده بود که در مرحله اول زلزله‌ای با بزرگای ۶۰٪ زلزله نورتریج و در مرحله دوم با زلزله‌ای که بزرگای آن ۱۲۰٪ نورتریج بود، میز به لرزه درآمد. در آخرین مرحله نیز ساختمان با زلزله‌ای معادل ۱۸۰٪ زلزله نورتریج به لرزش درآمد.
برنامه زمان‌بندی و دستورالعمل آزمایش
در ابتدای روز، توضیحات برنامه زمان‌بندی اعمال لرزه‌ها به همه شرکت‌کنندگان در آزمایش داده شد. سپس مطابق همه موارد دیگر در ژاپن و بنا به جایگاه رفیع ایمنی در تمام امور و مسائل این کشور (!)، دستورالعمل ایمنی پخش شد و مفصل مورد تأکید قرار گرفت. سپس اتاقی که هر یک از ما باید بعد از اعمال لرزه به آن برویم مشخص شد و مقرر شد که هر کس در اتاق حوزه بازرسی خود محل و اندازه ترک‌های بعد از زلزله را یادداشت نموده و سپس با ماژیک مشکی روی ترک کشیده و تاریخ و ساعت بزند تا پیشرفت ترک‌ها در هر مرحله از لرزه، قابل‌تشخیص باشد.
سپس توضیح داده شد که همه افراد تنظیمات دوربین‌هایشان را روی ۱۶۰۰*۲۴۰۰ قرار دهند تا عکس‌هایی که از ترک‌ها گرفته می‌شود حداقل یک مگابایت حجم داشته باشد. این عکس‌ها بعد از آزمایش در تحلیل رفتار سازه مورداستفاده قرار خواهند گرفت. همچنین توضیح داده شد که در عکس گرفتن از فلاش استفاده نشود.
مشارکت آمریکایی‌ها در این آزمایش
از ابتدای ورود به محوطه E-Defence مشاهده پرچم آمریکا در کنار پرچم ژاپن توجه را به خود جلب می‌کند. این اولین باری بود که در یک پروژه مشخص، همکاری آمریکایی‌ها و ژاپنی‌ها را باهم، در یک مکان و به‌صورت هم‌زمان می‌دیدم. تفاوت‌ها چقدر به چشم می‌نشیند و پیداست. پس از هر مرحله از لرزش میز زلزله، اساتید آمریکایی با همان روحیه اعتمادبه‌نفس و مستحکم مراحل مختلف رفتار سازه را بعد از زلزله رصد می‌کردند و اساتید ژاپنی هم با همان سکوت و آرامش و دقت ژاپنی ترک‌های ایجادشده بعد از هر لرزه را کنترل می‌کردند. مدل صحبت کردن‌های آمریکایی را با صدای بلند و اعتمادبه‌نفس، هم‌زمان با صحبت کردن‌های آرام و دقیق ژاپنی، در یک‌زمان و در طبقات مختلف یک ساختمان می‌دیدی. اینکه در یک پروژه تحقیقاتی و یک کار فنی هم تفاوت‌های فرهنگی این‌طور دیده می‌شود جالب می‌نماید.
پروفسور جان وندلیندت (John W. van de Lindt) استاد دانشگاه کلورادو (Colorado State University) یکی از اساتید آمریکایی بود که در این پروژه مشارکت داشت. او همراه با خودش حدود ده نفر از دانشجویان دانشگاه کلورادو را نیز آورده بود و نکته عجیب برای من اینکه این گروه حدود دو ماه و نیم بود که در ژاپن و در شهر کوبه مستقرشده بودند تا بتوانند در تمام مراحل مقدماتی این تست (شامل ساخت ساختمان چوبی بر روی میز، تنظیم کرنش‌سنج‌ها و کامپیوترهای متصل به سازه و …) نیز حضورداشته باشند.
ثبت رویداد زلزله آزمایشی
دوربین‌های فیلم‌برداری متعددی که در پیرامون سازه نصب‌شده‌اند بسیار جلب‌توجه می‌کند. تعدد این دوربین‌ها نشانی است از وسواس‌های لازم در امر ثبت رفتار سازه در طول زلزله. نکته بسیار جالب در این پروژه تحقیقاتی، نتیجه آزمایش بود. در سومین مرحله لرزش نهایی به ساختمان وارد شد. قبل از اعمال لرزه، زنگ ایمنی به صدا درآمد تا همه از محوطه اطراف ساختمان به سکوهای ایمنی بروند. صدای شمارش معکوس از بلندگوها شنیده شد: جو، کیو، هاچی، نانا…. و میز آخرین بار هم لرزید. با زلزله‌ای تقریباً دو برابر زلزله نورتریج.
تمام تکانهای میز زلزله، نتوانست ساختمان را فروبریزد و پس از اتمام لرزه‌هایی که در مراحل مختلف پیش‌بینی‌شده بود ساختمان برپا باقی ماند!
سخن آخر
هم‌اکنون ساختمان چوبی در نقاط مختلفی از دنیا ساخته و استفاده می‌شود. این ساختمان‌ها در کشورهایی که جنگل‌های زیادی دارند کاربرد دارد. در کانادا، ژاپن و بخش‌هایی از آمریکا به دلیل در دسترس بودن چوب، این نوع ساختمان کاربرد بیشتری داشته و لذا موردتوجه محققین سازه و زلزله قرارگرفته است. با این دیدگاه موسسه آمریکایی NSF بودجه‌ای ۵/۱ میلیون دلاری را به تحقیق در باب این سازه‌ها اختصاص داده که پروژه مذکور نیز در همین راستا و با مشارکت آمریکا و ژاپن اجرا شد. درواقع وجود میز زلزله منحصربه‌فردی که در ژاپن و در مرکز E-Defence قرار دارد، باعث شده تا آمریکایی‌ها ادامه تحقیقات خود را در این مرکز دنبال نمایند.
آخرین نکته‌ای که باید در این بحث به آن اشاره شود، گران بودن فوق‌العاده زیاد انجام این نمونه آزمایش‌هاست. درواقع ذهنیت اولیه بسیاری این است که بخش اصلی بودجه موردنیاز انجام چنین آزمایش‌هایی صرف ساختن «ساختمان و تخریب ساختمان» روی میز می‌شود؛ حال‌آنکه چنین چیزی صحیح نیست. بخش عمده بودجه موردنیاز چنین آزمایش‌هایی، صرف آنالیز اطلاعات به‌دست‌آمده از لرزش میز زلزله می‌شود. درواقع گروه بزرگی از محققین باید مراحل ساخت سازه بر روی میز و اعمال زلزله به آن را طراحی نموده و کار اصلی آن‌ها پس از لرزش میز آغاز می‌شود. آنالیز اطلاعات به‌دست‌آمده پروسه‌ای بسیار زمان‌بر و هزینه‌بر است.
گفت و گو