أسس حساب الأحمال الزلزالية للمنشآت وفق الطريقة الاستاتيكية المكافئة الثانية من الكود العربي السوري.
تعد الزلازل من أخطر الكوارث التي تتعرض لها المباني، والتي لم يكن لها في القديم طريقة موثوقة لحساب تأثيراتها على المباني، لكن لحسن الحظ، فقد حصلت تطورات إيجابية في هذا المجال.
فنتيجة للأبحاث العلمية، ومع ظهور الحاسوب، أمكن إيجاد طرائق حسابية ذات دقة مقبولة للتنبؤ بتأثير الزلازل على المباني. كما حصلت تطورات في مواد الإنشاء أمكن معها الوصول لمواد أكثر مقاومة لتأثيرات الزلازل.
تتجلى الزلازل بحركة فجائية للأرض الحاملة للمبنى، بالاتجاهات الثلاثة وبتسارعات متغيرة دوماً، وباتجاهات متغيرة أيضاً، وبما أن الزلازل هي بشكل حركة، فإن الطريقة المناسبة لدراسة تأثيراتها يجب أن تكون حركية، أي بـ: “الطريقة الديناميكية”، ونظراً للمتغيرات الكثيرة في هذه الطريقة، فلا يمكن استعمالها إلا بواسطة الحاسوب.
أمكن، في بعض الحالات الخاصة، إيجاد طرائق استاتيكية، بتعريض المبنى لقوى أفقية معينة، بحيث ينتج عنها قوى وعزوم وتشوهات داخلية في المبنى، تكافئ تلك التي تنتج باستعمال الطرائق الديناميكية، وقد سميت هذه الطرائق بالطرائق الاستاتيكية المكافئة، ولعل أهمها الطريقة الاستاتيكية المكافئة الثانية الواردة في الملحق رقم 2 للكود العربي السوري، والمأخوذة بدورها عن الكود الأمريكي الموحد لعام 1997 المعروف باسم UBC 1997.
بالرغم من سهولة الفهم والحل بالطريقة الاستاتيكية المكافئة الثانية، مقارنة مع الطرائق الديناميكية، إلا أنها ليست سهلة للتعامل معها دون استعمال الحاسوب، وقد يكون من المناسب اتخاذ بعض الفرضيات التقريبية من أجل تبسيط الحل وجعله ممكناً بالطريقة اليدوية.
الفكرة الأهم، في التحليل بالطرائق الاستاتيكية المكافئة، هي فرض أن حركة الأرض بالزلزال تطبق على المبنى (في كل الاتجاهات) قوة قص أفقية، تسمى قوة القص القاعدي base shear، وتوزع هذه القوة على الطوابق في المناسيب المختلفة، وفقاً لكتل الطوابق، وارتفاعاتها فوق منسوب القاعدة.

أسس حساب الأحمال الزلزالية للمنشآت
العوامل المؤثرة على قوة القص القاعدي
1. زلزالية موقع المنشأة
1-1. الشدة الزلزالية والتسارع الزلزالي
يقصد بالشدة الزلزالية مقاسة بمقياس ميركالي المعدل الشدة القصوى التي يمكن أن تحدث خلال العمر التصميمي للمنشأة مع نسبة احتمال تجاوز لا تتعدى 10% (أي نسبة عدم تجاوز لا تقل عن 90%) وذلك للاستعمال في الطريقة الاستاتيكية المكافئة.
ويستعمل التعريف ذاته عند تحديد التسارع (العجلة) الأقصى للأرض، وذلك من أجل استعماله في طرائق التحليل الديناميكي (Peak Ground Acceleration-PGA).
1-2. العمر التصميمي للمنشآت
تنجز خرائط التمنطق الزلزالي لعمر تصميمي قدره (50) عاماً، وتعطى عوامل لتعديل الشدات والتسارعات الزلزالية في حال دراسة منشآت بأعمار تصميمية تختلف عن عمر (50) عاماً، ويمكن كذلك إنجاز خرائط تمنطق زلزالي لأعمار أخرى، مثلاً: 100 عام ـ 200 عام ـ 500 عام، لاستعمالها في المنشآت الاستراتيجية كالسدود ومحطات توليد الطاقة الكهربائية والمنشآت النووية وما شابه ذلك.
1-3. المناطق الزلزالية
يتم إنجاز الخارطة الزلزالية التي تحدد الشدات الزلزالية المتوقعة، ومن ثم يتم تقسيم القطر إلى عدد من المناطق الزلزالية لا يتعدى الستة، اعتماداً على احتمال تعرضها للأخطار الزلزالية، وذلك وفقاً للآتي:
المنطقة (O) لا تعد معرضة لزلازل ذات أهمية (حتى درجة MM V).
المنطقة (1) لا تعد معرضة لزلازل مضرة (حتى درجة MM VI)، أو تسارع (عجلة) 0.075.g
والمنطقة (2A) لا تعد معرضة لزلازل متوسطة الشدة (حتى أقل من درجة MM VII بقليل)، أو تسارع (عجلة) 0.15g
المنطقة (2B) لا تعد معرضة لزلازل أكثر من متوسطة الشدة (حتى درجة MM VII)، أو تسارع 0.20g
والمنطقة (2C) معرضة لزلازل متوسطة الشدة (حتى أكبر من درجة VII MM بقليل)، أو لتسارع 0.25g
المنطقة (3) تكثر فيها الزلازل وتعد معرضة لزلازل عالية الشدة (حتى درجة MM VIII)، أو لتسارع 0.30g
المنطقة (4) تكثر فيها الزلازل وتعد معرضة لزلازل مدمرة (أكبر من MM VIII)، أو لتسارع 0.40g أو أكثر.
2. عامل الأهمية حسب أنواع الإشغالات
تصنف كل منشأة عند التصميم لمقاومة الزلازل، تبعاً لطبيعة إشغالها في مجموعات وبشكل عام، يكون عامل الأهمية مساوياً 1 للمباني العادية، ويساوي 1.25 للمباني التي تتم الحاجة إليها وقت وبعد الزلزال، وقد يزيد على ذلك في منشآت أخرى.
3. جيولوجية الموقع وخصائص التربة
يجب أن يصنف كل موقع بعد دراسته إلى نموذج مقطع للتربة بالاستناد إلى معطيات جيولوجية موثقة ومدروسة بشكل خاص.
4. خصائص المخاطر المتعلقة بالموقع الزلزالي
تعين خصائص المخاطر الزلزالية للموقع بناءً على المنطقة الزلزالية ودرجة قرب الموقع من مصادر الزلازل الفعالة وعلى مقطع التربة فيه وكذلك معامل الأهمية للمنُشأة.
المنطقة الزلزالية
يتم تصنيف المواقع حسب المناطق الزلزالية المعينة، وذلك وفق الخرائط الزلزالية التي تصدرها السلطات المختصة.
معامل القرب من المصدر للمنطقة الزلزالية (4)
يجب أن يعطى إلى كل موقع في المنطقة الزلزالية (4) معامل يسمى معامل القرب من المصدر وشكل المصدر الزلزالي.
معاملات الاستجابة الزلزالية
يعين لكل منشأة معامل زلزالي (Ca) ومعامل زلزالي آخر (Cv) حسب نوع التربة.
5. متطلبات الشكل
تصنف كل منشأة عند تصميمها حسب شكلها الإنشائي إلى منتظمة أو غير منتظمة.
المنشآت المنتظمة
هي منشآت لا يوجد فيها انقطاعات (تغيرات ملحوظة) في الكتل أو القساوات ذات أهمية في المسقط الأفقي أو المقطع الرأسي أو جمل مقاومة القوى الجانبية المرتبطة بها.
المنشآت غير المنتظمة
هي المنشآت التي تتميز بانقطاعات مهمة (تغيرات واضحة) في الكتل أو القساوات نتيجة تغير في الشكل أو في جمل مقاومة القوى الجانبية.
للمزيد:
كيف تنشأ الزلازل و ماهي مقاييسها
زلزال يضرب بعض محافظات مصر اليوم بقوة ٦ ونصف ريختر
حقائق عن كوكب الارض قد لا تعرفها