با توجه به اهمیت فزایندهای فعالیت لرزهای در شیوههای ساختوساز اروپایی-بهویژه در مناطقی مانند ایتالیا، یونان و بخشهایی از ترکیه-مهندسان و معماران به دنبال سیستمهایی هستند که هم انعطافپذیری سازه و هم پایداری محیطی را ارائه میدهند. خانههای چوبی که قبلاً به دلیل انعطافپذیری و تأثیر کم محیطی ارزشگذاری شدهاند، میتوانند به طور قابل توجهی از راهحلهای پایه نوآورانه بهره ببرند. یکی از این نوآوری ها استسیستم فونداسیون پیچ زمینی، که در سراسر اروپا برای سازه های سبک وزن مانند خانه های چوبی، به ویژه در مناطق لرزه خیز محبوبیت پیدا می کند.
※زمینه: خطر زلزله و شیوه های ساختمان در جنوب اروپا
اروپای جنوبی به دلیل برخورد بین صفحات تکتونیکی آفریقا و اوراسیا از نظر لرزه ای بسیار فعال است. روشهای سنتی ساختمانسازی-بهویژه بنایی سنگین-در مواجهه با تکانهای شدید زمین آسیبپذیر هستند. برعکس، خانه های چوبی عملکرد لرزه ای بهتری را ارائه می دهند به دلیل:
- طبیعت سبک وزن، کاهش نیروهای اینرسی
- رفتار ساختاری انعطاف پذیر
- ادغام آسان تر با پایه ایزوله یا پایه های انعطاف پذیر
با این حال، ساخت چوب نیاز به یک سیستم پایه محکم و سازگار دارد. در مناطقی با زمین سخت یا دسترسی محدود برای ماشین آلات بتن،پایه های پیچ زمینیبه عنوان راه حلی قابل دوام و مقاوم در برابر زلزله{0}} ظهور کرده اند.
بررسی اجمالی پروژه:دهکده خانه چوبی در تسالی، یونان
نام پروژه:SeismoHome Eco Settlement
مکان:منطقه تسالی، یونان مرکزی
دوره ساخت و ساز: 2018–2020
تعداد خانه ها:18 خانه تک طبقه-چوبی
نوع پایه:پایه های پیچی زمین فولادی گالوانیزه
نوع ساختمان:قاب های چوبی پیش ساخته سبک وزن (پنل های CLT و LVL)
سطح خطر لرزه ای:بالا (منطقه 3 در نقشه خطر لرزه ای یونان)
※ طراحی فونداسیون و ویژگی های مقاومت در برابر زلزله
طول:1.5-2.5 متر
قطر:76 میلی متر (شفت)، 200 میلی متر (مارپیچ)
مواد:فولاد گالوانیزه گرم-مقاوم در برابر خوردگی-
تعداد در هر خانه:24-36 پیچ، بسته به اندازه خانه
ظرفیت بار:~35-60 کیلو نیوتن در هر پیچ (فشرده و کشش)
اینتوده های مارپیچبا استفاده از تجهیزات هیدرولیک قابل حمل، بدون نیاز به حفاری یا بتن، مستقیماً در خاک باربر{0} نصب شدند.
-
استراتژی طراحی لرزه ای
در حالی کهپیچ های زمینخود میرایی ایجاد نمی کنند، سیستم کلی برای مقاومت در برابر بارهای لرزه ای از طریق:
قاب چوبی انعطاف پذیر:روبنای چوبی سبک وزن می تواند بدون ترک خوردن یا فروریختن تاب بخورد.
قاب پایه شناور:یک زیر قاب فولادی متصل به سر پیچ ها امکان حرکت کنترل شده را فراهم می کرد.
نقاط اسکله ایزوله:هر پیچ زمین مانند یک شمع کوچک عمل میکرد و بخشهایی از فونداسیون را در حین تکان دادن از برش خاک جدا میکرد.
مهاربندی متقاطع و مهاربندی:قاب های چوبی با مهاربندی X و اتصالات کششی فولادی برای حفظ شکل تحت بارگذاری جانبی تقویت شدند.
※ تست عملکرد و پایش زلزله
قبل از ساخت، دکل آزمایشی در محل بایک پیچ زمین تنها تحت بار شبیه سازی شده 5000 کیلوگرم. آزمایش میز تکان دهنده حرکت زمین را شبیه سازی کردمشابه زلزله 6.0 ریشتری. نتایج زیر مشاهده شد:
- جابجایی های عمودی و جانبی در تلورانس های یوروکد 8 باقی ماندند.
- بدون تغییر شکل دائمی پیچ ها یا سر پیچ ها.
- ارتعاشات از طریق قاب چوبی جذب شده و بدون آسیب ساختاری از بین می روند.
پس از نصب، شتاب سنج ها و سنسورهای شیب در چهار خانه تعبیه شد. زمینلرزهای به بزرگی 5.4 ریشتر در اواخر سال 2021 این منطقه را لرزاند و تجزیه و تحلیلهای پس از{3}}رویداد نشان داد:
- کمتر از 5 میلی متر جابجایی جانبی
- بدون بالا آمدن یا حرکت پیچ
- بدون آسیب ساختاری قابل مشاهده یا ترک خوردگی داخلی
※هزینه و مزایای ساخت و ساز
| مورد | پایه پیچ زمین | فونداسیون بتنی | ||
|---|---|---|---|---|
| زمان نصب | 2-3 روز (در هر خانه) | 1-2 هفته | ||
| هزینه هر واحد | €7,500–€9,000 | €10,000–€12,000 | ||
| تاثیر زیست محیطی | کم (بدون سیمان، CO₂ کم) | بالا | ||
| سازگاری لرزه ای | متوسط تا زیاد | متوسط |
در این مورد، استفاده از پیچ های زمینی زمان ساخت را تا 40 درصد کاهش داد و اجازه داد خانه ها به طور کامل در کمتر از 60 روز نصب و به آب و برق متصل شوند.
※بازخورد جامعه و ساکنین
مصاحبههایی که در سال 2023 با ساکنان انجام شد حاکی از رضایت بالای خانهها از ثبات، عملکرد انرژی و آسایش محیطی بود. علیرغم زندگی در یک منطقه زلزله شناخته شده، بیش از 80 درصد از ساکنان مورد بررسی گزارش کردند که از زمان نقل مکان در هنگام رخدادهای لرزه ای احساس "بسیار ایمن" می کنند.
یکی از اهالی خاطرنشان کرد:
"در طول آخرین زلزله، همسایههای من در خانههای بتنی لرزش و ترکهای دیوار را احساس کردند. ما چیزی نداشتیم-فقط چند چراغ تابدار. همین."
وزارت محیط زیست یونان از آن زمان این پروژه را به عنوان الگویی برای "مسکن روستایی پایدار و سازگار با لرزه" ذکر کرده است.
کاربردهای گسترده تر در اروپا
موفقیت پروژه SeismoHome منجر به پذیرش گستردهتر پایههای پیچی در مناطق روستایی فعال لرزهای در سراسر اروپا شده است.استقرارهای مشابه در حال انجام است:
- شمال ایتالیا (Emilia-Romagna):ساختمان های چوبی مدرسه با استفاده از لنگرهای پیچ مارپیچ
- غرب ترکیه:پناهگاه های چوبی اضطراری با پایه های پیچی مدولار
- جنوب فرانسه:کابینهای اکو-در دامنههای تپه در مناطق لرزهخیز، با استفاده از پیچهای زمینی و قابهای چوبی سبک
نتیجه گیری
پروژه SeismoHome در یونان استفاده موثر از پایه های پیچی زمین در ضد زلزله خانه های چوبی را نشان می دهد. این سیستمها جایگزینی سریع، انعطافپذیر و سازگار با محیط زیست برای پایههای بتنی سنتی-بهویژه در زمینهای سخت یا روستایی ارائه میدهند. هنگامی که با ساخت چوب سبک و طراحی لرزه ای هوشمند، پایه های پیچی زمین یک رویکرد قابل اعتماد و مقیاس پذیر برای انعطاف پذیری لرزه ای در مسکن مدرن اروپایی ارائه می دهند.
از آنجایی که تهدیدات لرزه ای ادامه دارد و ساخت و سازهای پایدار کشش پیدا می کند، پایه های پیچی زمین احتمالا نقش مهمی را در آینده مسکن ایمن و سازگار در سراسر اروپا ایفا می کنند.
