0:00:07.080,0:00:10.586
زلزلهها همواره پدیدهای هولناک بودهاند،

0:00:10.586,0:00:14.051
و با رشد شهرها[br]زلزلهها مرگبارتر شدهاند،

0:00:14.051,0:00:17.720
با فروریزی ساختمانها که[br]یکی از خطرات بزرگ ناشی از آن میباشد.

0:00:17.720,0:00:20.279
چرا ساختمانها در زلزله فرو میریزند،

0:00:20.279,0:00:22.756
و چگونه میتوان از آن جلوگیری کرد؟

0:00:22.756,0:00:24.994
اگر فیلمهایی از فاجعهها[br]دیده باشید،

0:00:24.994,0:00:26.101
ممکن است فکر کنید

0:00:26.101,0:00:29.573
که فروریزی ساختمانها [br]مستقیما ناشی از زمین زیر آنهاست

0:00:29.573,0:00:32.977
که به سختی تکان میخورند،[br]یا حتی از هم جدا میشوند.

0:00:32.977,0:00:35.298
اما واقعا اینطورعمل نمیکند.

0:00:35.298,0:00:39.374
به دلیل اینکه، بیشتر ساختمانها در[br]جای درستی نسبت به خط گسل بنا نشدهاند،

0:00:39.374,0:00:43.966
و صفحات تکتونیک خیلی عمیقتر[br]از پی ریزی ساختمانها هستند.

0:00:43.966,0:00:46.316
پس واقعا چه اتفاقی میافتد؟

0:00:46.316,0:00:50.077
در حقیقت، واقعیت زلزله[br]و تأثیر آن بر ساختمانها

0:00:50.077,0:00:52.065
کمی پیچیده است.

0:00:52.065,0:00:55.282
برای درک بهتر، معماران[br]و مهندسین از مدلهایی استفاده میکنند،

0:00:55.282,0:00:59.778
مانند آرایههای خطوط دو بَعدی [br]که نمایانگر ستونها و تیرکها هستند،

0:00:59.778,0:01:05.432
یا یک خط و دایره برای[br]نشان دادن جرم ساختمان.

0:01:05.432,0:01:09.280
حتی هنگامی که این مدلها تا این میزان [br]ساده میشوند میتوانند مفید باشند،

0:01:09.280,0:01:12.009
پیشبینی واکنش ساختمانها [br]نسبت به یک زلزله

0:01:12.009,0:01:14.553
در درجه اول موضوع فیزیک هست.

0:01:14.553,0:01:16.868
بیشتر فروریزیهایی که در زلزله رخ میدهد

0:01:16.868,0:01:20.332
واقعا به علت خود زلزله نیست.

0:01:20.332,0:01:23.259
بلکه، هنگامی که زمین[br]زیر یک ساختمان حرکت میکند

0:01:23.259,0:01:26.284
پی ساختمان را جابجا نموده[br]و به سطح پائین تری میبرد،

0:01:26.284,0:01:28.975
و امواج شوکآور به تمامی[br]سازه ساختمان فرستاده میشود

0:01:28.975,0:01:31.834
و باعث میشود که ساختمان[br]به جلو و عقب تکان بخورد.

0:01:31.834,0:01:36.136
قدرت این نوسان[br]بستگی به دو عامل اصلی دارد:

0:01:36.136,0:01:39.196
جرم ساختمان،[br]که در کف ساختمان جمع میشود،

0:01:39.196,0:01:40.568
و سفتی (محکمی) ساختمان،

0:01:40.568,0:01:44.595
که نیروی مورد نیاز برای مقدار[br]معینی جابجایی در ساختمان است.

0:01:44.595,0:01:48.155
همراه با نوع مصالح ساختمانی[br]و به شکل ستونهای آن،

0:01:48.155,0:01:51.207
محکمی ساختمان تا حد زیادی [br]برای ارتفاع آن اهمیت دارد.

0:01:51.207,0:01:54.105
ساختمانهای کوتاهتر، محکمتر بوده[br]و تغییر کمتری میکنند،

0:01:54.105,0:01:57.347
در حالی که ساختمانهای [br]بلندتر، قابل انعطافترند.

0:01:57.347,0:02:00.557
شاید فکر کنید که راه حل این است[br]که ساختمانها را کوتاهتر بسازید

0:02:00.557,0:02:02.843
تا ساختمانها کمترین[br]جابجایی را داشته باشند.

0:02:02.843,0:02:08.700
اما زلزله سال ۱۹۸۵ شهر مکزیکوسیتی[br]نمونه خوبیست که چرایی آن را نشان میدهد.

0:02:08.700,0:02:09.812
در طول زمین لرزه،

0:02:09.812,0:02:14.022
بیشتر ساختمانهای بین[br]شش تا پانزده طبقه فرو ریختند.

0:02:14.022,0:02:17.999
نکته عجیب این بود که ساختمانهای[br]کوتاهتر اطراف آنها حفظ شده بودند،

0:02:17.999,0:02:22.405
ساختمانهای بلندتر از پانزده[br]طبقه نیز کمتر آسیب دیده بودند،

0:02:22.405,0:02:24.555
و ساختمانهای با ارتفاع متوسط فرو ریختند

0:02:24.555,0:02:28.730
دیده شده ساختمانهای متوسط بیشتر از[br]خود زلزله تکان میخورند.

0:02:28.730,0:02:30.590
اما چطور این ممکن است؟

0:02:30.590,0:02:34.322
پاسخ در چیزی به نام [br]فرکانس طبیعی باید باشد.

0:02:34.322,0:02:35.988
در یک سیستم نوسانی،

0:02:35.988,0:02:41.581
تعداد چرخه جلو و عقب رفتن[br]در یک ثانیه را فرکانس میگویند.

0:02:41.581,0:02:43.731
این معکوس دوره نوسان است،

0:02:43.731,0:02:47.520
و بیانگر آن است که یک چرخه کامل نوسانی[br]چند ثانیه طول می کشد.

0:02:47.520,0:02:51.763
فرکانس طبیعی یک ساختمان،[br]توسط جرم و محکمی آن تعیین میشود،

0:02:51.763,0:02:55.330
این فرکانسی است که[br]ارتعاشات همدیگر را تقویت میکنند.

0:02:55.330,0:03:00.277
افزایش جرم ساختمان میزان سرعت ارتعاشات[br]طبیعی را کم میکند،

0:03:00.277,0:03:03.835
در حالی که افزایش محکمی ساختمان باعث[br]ایجاد ارتعاشات سریعتری میشود.

0:03:03.835,0:03:06.192
بنابراین در معادلهای که بیانگر رابطه[br]این دو است،

0:03:06.192,0:03:09.911
محکمی با فرکانس طبیعی[br]نسبت مستقیم دارد،

0:03:09.911,0:03:14.184
درحالی که جرم و فرکانس طبیعی با هم [br]نسبت معکوس دارند.

0:03:14.184,0:03:17.658
آنچه که در مکزیکوسیتی اتفاق افتاد [br]اثری به نام رزونانس بود،

0:03:17.658,0:03:20.198
جایی که فرکانس امواج لرزهای زلزله

0:03:20.198,0:03:24.535
به مقدار زیادی بر فرکانس طبیعی در[br]ساختمانهایی با ارتفاع متوسط واقع میشود.

0:03:24.535,0:03:27.456
مانند زمان متناسبی که تاب هل داده میشود،

0:03:27.456,0:03:31.211
هر موج لرزهای اضافی، ارتعاش ساختمان

0:03:31.211,0:03:33.052
در جهت حرکت آن را تقویت می کند،

0:03:33.052,0:03:36.616
وحتی باعث میشود که بیشتر به عقب برود،[br]و این بیشتر و بیشتر شود،

0:03:36.616,0:03:41.303
در نهایت جابه جایی به حدی بسیار بیشتر[br]از جابجایی اولیه صورت میگیرد.

0:03:41.303,0:03:44.685
امروز، مهندسان[br]با زمین شناسان و زلزله شناسان

0:03:44.685,0:03:48.702
برای پیش بینی فرکانس زلزله[br]در محل ساخت و ساز کار میکنند

0:03:48.702,0:03:51.626
تا از فروریزی ساختمان[br]ناشی از زلزله

0:03:51.626,0:03:55.023
با در نظر گرفتن عواملی[br]مانند نوع خاک و نوع گسل،

0:03:55.023,0:03:57.947
و همچنین داده هایی از زلزلههای قبلی[br]جلوگیری کنند.

0:03:57.947,0:04:00.997
فرکانسهای پایین لرزش زمین [br]آسیب بیشتری به ساختمانهای بلندتر

0:04:00.997,0:04:02.865
و ساختمانهای قابل انعطاف تر میزند،

0:04:02.865,0:04:05.789
در حالی که فرکانسهای بالای لرزش زمین[br]تهدید بیشتری

0:04:05.789,0:04:08.553
برای سازههایی که[br]کوتاهتر و سنگینترهستند میباشد.

0:04:08.553,0:04:11.316
همچنین مهندسین روشی برای جذب شوکها

0:04:11.316,0:04:14.947
و محدودهی تغییر شکل را با استفاده[br]از سیستم های نوآورانه ابداع کردهاند

0:04:14.947,0:04:17.423
جداسازی پایههای ساختمان[br]به کمک لایههای انعطاف پذیر

0:04:17.423,0:04:21.346
سبب جداسازی جابجایی فونداسیون[br]از بقیه ساختمان میشود،

0:04:21.346,0:04:25.225
در حالی که سیستمهای میرا کننده جرمی[br]اثر رزونانس را

0:04:25.225,0:04:28.536
با نوسان خارج از فاز فرکانس طبیعی[br]از بین میبرند

0:04:28.536,0:04:30.303
تا ارتعاشات را کاهش دهند.

0:04:30.303,0:04:33.835
در پایان، این محکم ترین ساختمانها نیستند [br]که ایستاده باقی میمانند،

0:04:34.707,0:04:39.157
بلکه هوشمندترین آنها[br]ایستاده باقی میمانند!