< Return to Video

چرا ساختمان‌ها در زلزله فرو می‌ریزند ؟ ویکی وی می

  • 0:07 - 0:11
    زلزلهها همواره پدیدهای هولناک بودهاند،
  • 0:11 - 0:14
    و با رشد شهرها
    زلزلهها مرگبارتر شدهاند،
  • 0:14 - 0:18
    با فروریزی ساختمانها که
    یکی از خطرات بزرگ ناشی از آن میباشد.
  • 0:18 - 0:20
    چرا ساختمانها در زلزله فرو میریزند،
  • 0:20 - 0:23
    و چگونه میتوان از آن جلوگیری کرد؟
  • 0:23 - 0:25
    اگر فیلمهایی از فاجعهها
    دیده باشید،
  • 0:25 - 0:26
    ممکن است فکر کنید
  • 0:26 - 0:30
    که فروریزی ساختمانها
    مستقیما ناشی از زمین زیر آنهاست
  • 0:30 - 0:33
    که به سختی تکان میخورند،
    یا حتی از هم جدا میشوند.
  • 0:33 - 0:35
    اما واقعا اینطورعمل نمیکند.
  • 0:35 - 0:39
    به دلیل اینکه، بیشتر ساختمانها در
    جای درستی نسبت به خط گسل بنا نشدهاند،
  • 0:39 - 0:44
    و صفحات تکتونیک خیلی عمیقتر
    از پی ریزی ساختمانها هستند.
  • 0:44 - 0:46
    پس واقعا چه اتفاقی میافتد؟
  • 0:46 - 0:50
    در حقیقت، واقعیت زلزله
    و تأثیر آن بر ساختمانها
  • 0:50 - 0:52
    کمی پیچیده است.
  • 0:52 - 0:55
    برای درک بهتر، معماران
    و مهندسین از مدلهایی استفاده میکنند،
  • 0:55 - 1:00
    مانند آرایههای خطوط دو بَعدی
    که نمایانگر ستونها و تیرکها هستند،
  • 1:00 - 1:05
    یا یک خط و دایره برای
    نشان دادن جرم ساختمان.
  • 1:05 - 1:09
    حتی هنگامی که این مدلها تا این میزان
    ساده میشوند میتوانند مفید باشند،
  • 1:09 - 1:12
    پیشبینی واکنش ساختمانها
    نسبت به یک زلزله
  • 1:12 - 1:15
    در درجه اول موضوع فیزیک هست.
  • 1:15 - 1:17
    بیشتر فروریزیهایی که در زلزله رخ میدهد
  • 1:17 - 1:20
    واقعا به علت خود زلزله نیست.
  • 1:20 - 1:23
    بلکه، هنگامی که زمین
    زیر یک ساختمان حرکت میکند
  • 1:23 - 1:26
    پی ساختمان را جابجا نموده
    و به سطح پائین تری میبرد،
  • 1:26 - 1:29
    و امواج شوکآور به تمامی
    سازه ساختمان فرستاده میشود
  • 1:29 - 1:32
    و باعث میشود که ساختمان
    به جلو و عقب تکان بخورد.
  • 1:32 - 1:36
    قدرت این نوسان
    بستگی به دو عامل اصلی دارد:
  • 1:36 - 1:39
    جرم ساختمان،
    که در کف ساختمان جمع میشود،
  • 1:39 - 1:41
    و سفتی (محکمی) ساختمان،
  • 1:41 - 1:45
    که نیروی مورد نیاز برای مقدار
    معینی جابجایی در ساختمان است.
  • 1:45 - 1:48
    همراه با نوع مصالح ساختمانی
    و به شکل ستونهای آن،
  • 1:48 - 1:51
    محکمی ساختمان تا حد زیادی
    برای ارتفاع آن اهمیت دارد.
  • 1:51 - 1:54
    ساختمانهای کوتاهتر، محکمتر بوده
    و تغییر کمتری میکنند،
  • 1:54 - 1:57
    در حالی که ساختمانهای
    بلندتر، قابل انعطافترند.
  • 1:57 - 2:01
    شاید فکر کنید که راه حل این است
    که ساختمانها را کوتاهتر بسازید
  • 2:01 - 2:03
    تا ساختمانها کمترین
    جابجایی را داشته باشند.
  • 2:03 - 2:09
    اما زلزله سال ۱۹۸۵ شهر مکزیکوسیتی
    نمونه خوبیست که چرایی آن را نشان میدهد.
  • 2:09 - 2:10
    در طول زمین لرزه،
  • 2:10 - 2:14
    بیشتر ساختمانهای بین
    شش تا پانزده طبقه فرو ریختند.
  • 2:14 - 2:18
    نکته عجیب این بود که ساختمانهای
    کوتاهتر اطراف آنها حفظ شده بودند،
  • 2:18 - 2:22
    ساختمانهای بلندتر از پانزده
    طبقه نیز کمتر آسیب دیده بودند،
  • 2:22 - 2:25
    و ساختمانهای با ارتفاع متوسط فرو ریختند
  • 2:25 - 2:29
    دیده شده ساختمانهای متوسط بیشتر از
    خود زلزله تکان میخورند.
  • 2:29 - 2:31
    اما چطور این ممکن است؟
  • 2:31 - 2:34
    پاسخ در چیزی به نام
    فرکانس طبیعی باید باشد.
  • 2:34 - 2:36
    در یک سیستم نوسانی،
  • 2:36 - 2:42
    تعداد چرخه جلو و عقب رفتن
    در یک ثانیه را فرکانس میگویند.
  • 2:42 - 2:44
    این معکوس دوره نوسان است،
  • 2:44 - 2:48
    و بیانگر آن است که یک چرخه کامل نوسانی
    چند ثانیه طول می کشد.
  • 2:48 - 2:52
    فرکانس طبیعی یک ساختمان،
    توسط جرم و محکمی آن تعیین میشود،
  • 2:52 - 2:55
    این فرکانسی است که
    ارتعاشات همدیگر را تقویت میکنند.
  • 2:55 - 3:00
    افزایش جرم ساختمان میزان سرعت ارتعاشات
    طبیعی را کم میکند،
  • 3:00 - 3:04
    در حالی که افزایش محکمی ساختمان باعث
    ایجاد ارتعاشات سریعتری میشود.
  • 3:04 - 3:06
    بنابراین در معادلهای که بیانگر رابطه
    این دو است،
  • 3:06 - 3:10
    محکمی با فرکانس طبیعی
    نسبت مستقیم دارد،
  • 3:10 - 3:14
    درحالی که جرم و فرکانس طبیعی با هم
    نسبت معکوس دارند.
  • 3:14 - 3:18
    آنچه که در مکزیکوسیتی اتفاق افتاد
    اثری به نام رزونانس بود،
  • 3:18 - 3:20
    جایی که فرکانس امواج لرزهای زلزله
  • 3:20 - 3:25
    به مقدار زیادی بر فرکانس طبیعی در
    ساختمانهایی با ارتفاع متوسط واقع میشود.
  • 3:25 - 3:27
    مانند زمان متناسبی که تاب هل داده میشود،
  • 3:27 - 3:31
    هر موج لرزهای اضافی، ارتعاش ساختمان
  • 3:31 - 3:33
    در جهت حرکت آن را تقویت می کند،
  • 3:33 - 3:37
    وحتی باعث میشود که بیشتر به عقب برود،
    و این بیشتر و بیشتر شود،
  • 3:37 - 3:41
    در نهایت جابه جایی به حدی بسیار بیشتر
    از جابجایی اولیه صورت میگیرد.
  • 3:41 - 3:45
    امروز، مهندسان
    با زمین شناسان و زلزله شناسان
  • 3:45 - 3:49
    برای پیش بینی فرکانس زلزله
    در محل ساخت و ساز کار میکنند
  • 3:49 - 3:52
    تا از فروریزی ساختمان
    ناشی از زلزله
  • 3:52 - 3:55
    با در نظر گرفتن عواملی
    مانند نوع خاک و نوع گسل،
  • 3:55 - 3:58
    و همچنین داده هایی از زلزلههای قبلی
    جلوگیری کنند.
  • 3:58 - 4:01
    فرکانسهای پایین لرزش زمین
    آسیب بیشتری به ساختمانهای بلندتر
  • 4:01 - 4:03
    و ساختمانهای قابل انعطاف تر میزند،
  • 4:03 - 4:06
    در حالی که فرکانسهای بالای لرزش زمین
    تهدید بیشتری
  • 4:06 - 4:09
    برای سازههایی که
    کوتاهتر و سنگینترهستند میباشد.
  • 4:09 - 4:11
    همچنین مهندسین روشی برای جذب شوکها
  • 4:11 - 4:15
    و محدودهی تغییر شکل را با استفاده
    از سیستم های نوآورانه ابداع کردهاند
  • 4:15 - 4:17
    جداسازی پایههای ساختمان
    به کمک لایههای انعطاف پذیر
  • 4:17 - 4:21
    سبب جداسازی جابجایی فونداسیون
    از بقیه ساختمان میشود،
  • 4:21 - 4:25
    در حالی که سیستمهای میرا کننده جرمی
    اثر رزونانس را
  • 4:25 - 4:29
    با نوسان خارج از فاز فرکانس طبیعی
    از بین میبرند
  • 4:29 - 4:30
    تا ارتعاشات را کاهش دهند.
  • 4:30 - 4:34
    در پایان، این محکم ترین ساختمانها نیستند
    که ایستاده باقی میمانند،
  • 4:35 - 4:39
    بلکه هوشمندترین آنها
    ایستاده باقی میمانند!
Title:
چرا ساختمان‌ها در زلزله فرو می‌ریزند ؟ ویکی وی می
Description:

درس کامل را در اینجا ببینید:
http://ed.ted.com/lessons/why-do-buildings-fall-in-earthquakes-vicki-v-may
زلزله همواره هولناک بوده است، و با رشد شهرها آنها مرگ‌بارتر شده اند-- فروریزی ساختمان‌ها یکی از بزرگ‌ترین خطرات است. اما چرا ساختمان‌ها در زلزله فرو می‌ریزند؟ و چگونه می توان از آن جلوگیری کرد؟ «ویکی می» علل فیزیکی اینکه چرا محکم ترین ساختمان‌ها ایستاده باقی نمی‌مانند، بلکه هوشمند‌ترین آنها مقاومت می‌کنند را توضیح می‌دهد.
more » « less
Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TED-Ed
Duration:
04:52

Persian subtitles

Revisions

Our website uses cookies for analysis purposes.