עוד על רעידות אדמה

נושא: רעידות אדמה: מאמר מאת צבי אילון- מהנדס בניין

רעידת אדמה עלולה לפגוע בבניין משלושה כיוונים שונים: משני צדדים שונים ומלמטה כלפי מעלה.
תקן ישראלי 413 עוסק בעומסים אופייניים לרעידות אדמה ותקן 2413 עוסק בהשוואה של מבנה קיים לתקן
חדש.

כוחות אופקיים:
בבניין של קומה אחת עד ארבע קומות, שנבנה לפני 1980, סיכוי גבוה שאין קורות יסוד המחברות ומקשרות
את עמודי השלד זה לזה כך שהם יוצרים כח התנגדות גדול כנגד עוצמתה של רעידת אדמה.
ללא קורות יסוד המבנה אינו יציב, גם אם הוא רק 4 קומות.
המהנדס מחשב את העומסים והכוחות המופעלים על התקרה, מעביר את עומס התקרה לקורות, מהקורות לעמודים וליסודות (כלונסאות).
עומס זה, מתקבל ע"י חיכוך מעטפת, בין הכלונס לפרופיל הקרקע.הנ"ל מתייחס לעומסים אנכיים.
ברעידות אדמה, הפעולה היא אופקית (הכוח), לפרק זמן קצר
(שניות אחדות), מופיע כוח שדוחף או יונק את המבנה.
שיטה מקובלת לבניית שלד נגד רעידות אדמה היא הקשחת המבנה לכוח האופקי.

1. ממ"ד
2. חדר  מדרגות
3. עמודים בחתך מוגדל (לפי הצורך)
4. קירות במבנה תת קרקעי

המבנה שנקבל הוא מבנה קשיח. מכיוון שאיננו יודעים מראש את כיוון כוח זה, נבנה הקשחה בשני כיוונים
ניצבים עיקריים שנכנה אותם X ו- Y.הופעת כוח בזווית אלפה מתפצל לפי רכיבים.
חשוב להדגיש שבתכנון מקפידים שהמבנה השלם וחלקיו השונים יעמדו
ברעידת אדמה.
הכוח האופקי הפועל על המבנה, הוא פונקציה של האנרגיה המשתחררת
בעת רעידת אדמה. אנו מצפים לכוח אופקי גדול, כאשר האנרגיה המשתחררת
הינה גבוה.

מהי ההסתברות לרעידת אדמה?
קיים מעקב מדויק ותיעוד, בעשרות השנים האחרונות, של ההתנהגות הסיסמית
של רעידות אדמה.
ידוע מניסיון העבר, שכל תקופה מסוימת (מחזור), יש בישראל רעידת אדמה חזקה
ומסוכנת.
בשנים האחרונות, לא הייתה רעידת אדמה חזקה בישראל, (יש רעידות קטנות עוצמה).
הצפי הוא: אנחנו לפני רעידה חזקה, ייתכן שאפילו ב 10 שנים הקרובות.
עוצמת רעידת אדמה נמדדת לפי סולם הנקרא "סולם ריכטר", היחס בין 6 בסולם
ריכטר לבין עוצמה 7 לדוגמא, הינו פי 30!

יש להעירך לאפשרות של רעידת אדמה בעוצמה 7 ויותר, לגבי המבנה אותו מתכננים.
הופעה של רעידות אדמה בשנה האחרונה במספר מקומות על פני כדור הארץ, והנזק
שרעידה שכזו עושה, ממחישה את החשיבות של הטיפול הנכון בנושא.

רדיוס ההשפעה:
בישראל ידוע, שמרכז הרעש הוא לאורך השבר הסורי אפריקאי, החוצה את ישראל
מצפון לדרום.
מרכז הרעש מציין את הנקודה על פני הכדור, שמתחתיה מתבצע תהליך "ההחלקה"
של שתי פלטות ענקיות.
ככל שתנועה זו היא יותר משמעותית, משתחררת כמות אנרגיה גדולה יותר, בזמן
רעידת האדמה.
מרכז הרעש, זהו המקום הדומיננטי ביותר (מסוכן), ככל שמתרחקים ממרכז הרעש,
עוצמת הרעידה, הולכת ופוחתת, ובמרחק של 300 ק"מ היא כמעט ואינה מורגשת.
אם אנו נמצאים 10 ק"מ ממרכז הרעש, העוצמה הנמדדת בסולם ריכטר תהיה זהה.
אם נתבונן במפה הגיאוגרפית של ישראל, נראה שכמעט כל אזור שנבחר, נמצא במרחק
של 10-20 ק"מ, מהקו של השבר הסורי אפריקאי.

השפעת סוג הקרקע:
תהליך של שחרור האנרגיה, נעשה מתחת לפני האדמה.
כאשר האנרגיה משתחררת במתחם של המבנה, היא פועלת דרך פרופיל
הקרקע על הכלונס. תנודת הכלונס, משפיעה על המבנה כולו.
יש שני סוגי קרקע עיקריים – סלע לעומת חול רך.
בחול, יכולה הפלטה לנוע ימינה ושמאלה בקלות יחסית.
במקרה הנוכחי, אין חול ( גם לאורכו של פרופיל הקרקע).
פעולה של כלונס באזור סלעי, התנודה קטנה יותר והיא נעשית מרוסנת בזמן
קצר יותר.
אחרי הרעידה יש לבדוק המרווח שנוצר בין הכלונס לבין הקרקע ולטפל בהתאם.

בניין:
בשעת רעידת אדמה, המבנה מתנהג כקונסולה, ככל שאנו גבוהים
יותר, גדלה התנודה האופקית.
זו הסיבה, שבמבנה נמוך, החשש לרעידת אדמה הוא זניח.
במהלך התנודה (בזמן רעידת אדמה), כל חלק מהמבנה עובר 4
שלבים:

1.      תנודה מריבית לצד שמאל

2.      חזרה למצב שיווי משקל

3.      תנודה מקסימאלית לצד ימין

4.      חזרה לנקודת ההתחלה

השלבים האלו נקראים "מחזור".
מספר המחזורים הוא פונקציה של עוצמת האנרגיה המשתחררת.
המטרה היא לשמור על המבנה למרות תנודות אלו, ולהביא אותו
למצב האנכי, כמו לפני רעידת האדמה.

פתרון הנדסי:
כדי להקשיח את המבנה ולהביא למינימום נזק בשעת רעידות
אדמה:

1.      ניתן לבצע ממ"ד בכ"א מהקומות.

ממ"דים מונחים אחד על גבי השני.

קירות ממ"ד ברוחב 20 ס"מ, מקשיחים היטב את המבנה.

2.      קירות בהיקף של מהלך המדרגות. בדומה לממ"ד – מקשיחים את המבנה.

3.      במבנה ללא מעלית, הוספת מעלית ויציקת הפיר בבטון תיצור חיזוק נוסף.

4.      ניתן לבצע עיבוי עמודים – משני כיווני העמוד.

5.      במידה ואין קורות יסוד, או שקיים ניתוק, ניתן לצקת אותם.

רעידת אדמה מהווה סיכון גדול ואמיתי לעשרות אלפי מבנים בארץ ומומלץ להתייחס לנושא
ברצינות. נזקים רבים ברכוש ובנפש ימנעו אם בעלי נכסים יפעלו לשיפור היציבות של המבנה
שלהם, שכן המדינה עושה מעט מאוד, למעט תוכניות תמ"א 38 שרק עוזרות לאחוז זעום
מהמבנים.