کدام طبقه آپارتمان در برابر بارهای انفجاری امنتر است؟
در اکثر نقشههای آپارتمانی ایران، راهروهای منتهی به اتاق خوابها یا فضای بین سرویسهای بهداشتی، دورترین نقاط از پنجرهها و دیوارهای خارجی هستند. این فضاها که توسط چندین دیوار داخلی احاطهشدهاند، بهترین پناهگاه موقت در داخل واحد مسکونی محسوب میشوند.
جهان صنعت نیوز، در شرایط فعلی که خطر تهدیدهای نظامی و حملات موشکی به بافتهای شهری، خیلی از افراد را نگران کرده، توصیههای ایمنی متعددی برای حفظ سلامت شهروندان ارائه میشود.
در این راستا، درک علمی از رفتار سازه در برابر بارهای انفجاری، به یک بحث ضروری و حیاتی تبدیلشده است.
باید این را در نظر داشت که بارهای انفجاری به دلیل ماهیت دینامیکی، ناگهانی و شدت زیادشان، رفتار کاملاً متفاوتی از بارهای لرزهای و زلزله دارند؛ در حالی که اکثر ساختمانها در هنگام ساخت برای مقاومت در برابر زلزله طراحیشدهاند.
به همین خاطر قصد داریم تا در این مقاله با بررسی مکانیسمهای تخریب و توزیع فشار در ارتفاع سازه به این موضوع بپردازیم که کدام طبقات در ساختمان و کدام فضاها در منازل، از ضریب ایمنی بالاتری برخوردارند.
برهمکنش موج انفجار با سازههای شهری
برای آنکه بتوان بهتر به بررسی ایمنی طبقات پرداخت، باید قبل از هر چیز ماهیت موج انفجار و نحوه تعاملش با بدنه ساختمان را تحلیل کنیم.
انفجار ناشی از برخورد موشک یا بمب، فرآیندی است که در آن انرژی شیمیایی در کسری از میلیثانیه به گازهای فوقالعاده داغ و پرفشار تبدیل میشود. این انبساط ناگهانی، هوای اطراف را فشرده کرده و موجی به نام “موج شوک”ایجاد میکند که با سرعتی فراتر از صوت در محیط منتشر میگردد.
موج انفجار دارای دو فاز اصلی است:
- فاز مثبت: که در آن فشار بهسرعت به مقدار اوج میرسد.
- فاز منفی: که در آن فشار به زیر فشار اتمسفر سقوط کرده و نوعی مکش ایجاد میکند.
وقتی موج انفجار به نمای یک ساختمان برخورد میکند، پدیدهای به نام “فشار بازتابی” رخ میدهد که میتواند شدت نیرو را بین ۲ تا ۸ برابر فشار اولیه افزایش دهد. این افزایش فشار، تابعی از زاویه برخورد و صلبیت سطح است.
در بافتهای متراکم شهری ایران، وجود ساختمانهای مجاور باعث ایجاد اثر کانالسازی میشود که در آن موج انفجار بین نمای ساختمانها بازتاب شده و فشار در ترازهای پایین خیابان بهشدت تقویت میگردد. درواقع، فاصله واقعی از مرکز انفجار و وزن ماده منفجره تعیینکنندهاند؛ یعنی با افزایش فاصله، شدت تخریب کاهش مییابد.
در انفجارهای سطح زمین، طبقات بالاتر فشار کمتری دریافت میکنند؛ اما در حملات موشکی هوایی، طبقات پایین توسط طبقات بالایی سپر میشوند و امکان آسیب دیدن طبقههای پائینی کمتر خواهد بود.
چرا طبقات پایین امنتر هستند؟
گرچه هر طبقه خطرات خاص خودش را دارد، اما با در نظر داشتن چند فاکتور مهندسی و مکانیکی، طبقههای پایین در حملات هوایی و موشکی، ایمنی بیشتری دارند.
براساس مقررات ملی ساختمان، در طراحی ساختمانهای مسکونی ایران، ستونهای طبقات پایین به دلیل تحمل بار مرده و زنده تمام طبقات بالایی، دارای ابعاد بزرگتر، درصد آرماتور بیشتر و صلبیت بالاتری هستند. این افزایش مقاومت فشاری و ابعادی، باعث میشود تا طبقات پایین در برابر نیروهای جانبی ناشی از موج انفجار مقاومتر باشند و با در نظر داشتن اینکه ستونهای طبقات بالایی ظریفتر طراحی میشوند، در برابر بارهای ناگهانی عرضی، پتانسیل شکست بیشتری دارند.
درعینحال طبقههای پایینی به فونداسیون ساختمان متصل هستند و فونداسیون بهعنوان یک تکیهگاه صلب، انرژی لرزهای و ارتعاشی ناشی از انفجار را به زمین منتقل میکند.
طبق اعلام کارشناسان، گرچه شتاب در ترازهای پایه زیاد است، اما جابجایی کلی ساختمان در طبقات پایین بهمراتب کمتر از طبقات بالاست و در ساختمانهای بلند، پدیده اثر تلاطم باعث میشود تا طبقههای بالایی در اثر موج انفجار جابجاییهای بزرگی را تجربه کنند که همین منجر به واژگونی اشیاء و تخریب دیوارهای غیرباربر میشود.
اثر سپر دفاعی طبقههای بالایی
در حملات موشکی و بمبارانهای هوایی، تهدید معمولاً از سمت بالا یا با زاویه تند به ساختمان برخورد میکند. در این سناریو، سقف طبقه آخر و طبقات بالایی بهعنوان سپر قربانی عمل میکنند. موج انفجار و ترکشهای ناشی از برخورد موشک به سقف، بخش بزرگی از انرژیاش را در تخریب طبقههای بالاتر از دست میدهند.
اما طبقههای پایین درعین حال توسط تودههای عظیم بتنی و فولادی طبقههای بالا هم محافظت میشوند. براساس آمارهای مهندسی، موشکهای متعارف معمولاً توانایی نفوذ به بیش از دو یا سه سقف بتنی را ندارند، مگر اینکه از کلاهکهای نفوذگر خاص استفادهشده باشد.
بنابراین، در یک ساختمان ۷ طبقه، طبقههای اول تا سوم، به دلیل حجم عظیمی از مصالح استفادهشده در طبقههای بالاتر، در برابر برخورد مستقیم ایمن هستند.
اجتماعی و فرهنگیلینک کوتاه :