טכנולוגיה חדשנית לשיפור עמידות מבנים כנגד רעידות אדמה

בכתב העת המקצועי שמוציא לאור איגוד המהנדסים לבנייה בישראל פורסם בגיליון פברואר מאמר הנוגע לשימוש במשככים לצורך שיפור עמידותם של מבנים בעקבות עומסים הנובעים מרעישי אדמה. כותב המאמר הוא ד''ר דורון שלו, העוסק כיום בחומרים מרוכבים ואנליזות דינמיות בהנדסה אזרחית, ומשמש כמשתתף פעיל בוועדות תקינה וכתיבת תקנים.

 

חיזוק מבנים לצורך עמידה בעומסי רעידות אדמה

הביטוי "חיזוק מבנים לצורך עמידה בעומסי רעידות אדמה" שגור בקרב המהנדסים באותה המידה שהוא שגור בפיהם של קבלני בניין והציבור הרחב, כשלרוב הכוונה היא להוספת אלמנטים מבניים או להעלאת החתך באלמנטים קיימים. בשפה עממית יותר הכוונה היא לתוספות של יציקת קירות בצמוד לקירות המבנה הקיימים. שיפור עמידות מבנים לעמידה בעומסים סייסמיים מיושמת בישראל במסגרת פרויקט תמ"א 38, כאשר החיזוק כולל גם תוספת מפלסים ותוספת אלמנטים אנכיים.

 

כיום: חיזוק והקשחת המבנה לעמידה בעומסים סייסמיים בעת רעידות אדמה

במהלך רעידת אדמה נעה הקרקע ומעבירה את התנועה אל יסודותיו של המבנה הנטועים בה. תוספות הבנייה הנהוגות כיום במסגרת פרויקט תמ"א 38 משתמשים ברעיון פיסיקלי של תוספת בנייה לצורך חיזוק והקשחת המבנה על מנת שיוכל לעמוד בעומסים סייסמיים בעת העברת הכוחות מהקרקע אל המבנה כשמתרחשת רעידת אדמה. יחד עם זאת, אם במקום לטפל במבנה עצמו נטפל במעבר התנועה מהקרקע למבנה, נוכל מן הסתם לתת פתרון שורשי וישיר הרבה יותר- שימוש במשככים.

 

המשכך "מאלץ" את האנרגיה לנוע בפאזה שונה ובכך הוא מרסן את תנועתה

המשככים הם כמעין ג'קים הידראוליים הכוללים חומר ויסקוזי שנועד לשכך (להנמיך ולבלום את העוצמה) את תנועת הג'ק בעקבות התנועה בתחתית המבנה כתוצאה מרעשי אדמה. באופן זה, האנרגיה הנוצרת בעת רעידת האדמה עושה את דרכה מיסודותיו של המבנה אל עבר ראשו נאלצת לעבור דרך אותם המשככים, אשר גורמים לה "להתבזבז" בכל מפגש בינה לבין המשכך, היות והמשכך "מאלץ" את האנרגיה לנוע בפאזה שונה ובכך הוא מרסן את תנועתה. במילים אחרות, המשככים פועלים על פי עיקרון פיזיקלי הקשור למשוואת התנועה, ומווסתים עד לכדי בלימה את האנרגיה שנוצרת בעקבות רעידת האדמה ככל שהיא מתקדמת כלפי מעלה אל ראשו של המבנה.

 

חיסכון בעבודות היציקה ומניעת הפרעה לפעילותם התקינה של השוהים בתוך המבנה

בימים אלו נבדק התקן הישראלי 2413 העוסק בשיפור עמידותו של מבנה קיים כנגד עומסים סייסמיים באמצעות ועדת מומחים לשם עריכת רביזיה בתחום. השינויים בתקן צפויים לכלול, בין היתר, התייחסות לשימוש במשככים וחומרים מרוכבים לצורך חיזוק והקשחה. השימוש בטכנולוגיית המשככים טומן יתרונות רבים בהשוואה לשיטות הטיפול הנהוגות כיום, בכך שהיא חוסכת את עבודות היציקה כמו גם הפרעה לפעילותם התקינה של אלו השוהים בתוך המבנה וסביבתו. במקום כל אלו, ניתן לייצר מחברים בצמתים נבחרים בתוככי המבנה, תוך שימוש באלמנטים מפלדה המשולבים במשככים ייעודיים שהוכנו מראש. מדובר בעבודה נקייה ומהירה, וללא הפרעה לפעילותם התקינה והרציפה של המבנים, כשהיתרון הרב בא לידי ביטוי בעיקר כשהמבנים הדורשים חיזוק הם בתי חולים, מבני ציבור פעילים, בתי ספר או גני ילדים.