سه شنبه 3 بهمن 1396 | به روز شده: 4 دقیقه قبل

HAMSHAHRIONLINE

The online version of the Iranian daily Hamshahri
ISSN 1735-6393
یکشنبه 12 آذر 1396 - 00:42:34 | کد مطلب: 391179 چاپ

وقتی لرزیدن عیب نیست

دانش > دانش - همشهری آنلاین:
در زلزله‌ی اخیر غرب کشور دیدیم که هیچ یک از تجربه‌های قدیمی به‌صورت درست به‌کار گرفته نشده بودند و این امر باعث خسارات سنگین سازه‌ای و اجزای غیرسازه‌ای شد

بار دیگر زمین در گوشه‌ای از ایران لرزید و متأسفانه بار دیگر، ما را در غم از دست دادن جمعی از هموطنان عزیزمان به سوگ نشاند.

اما چطور است که زلزله در ایران تا این اندازه خسارت به بار می‌آورد؟ آیا واقعا مهندسان ایرانی توانایی ساخت ساختمان‌هایی را که بتوانند در برابر زلزله مقاومت کنند، ندارند؟

آیا در ایران ساختمان‌ها اصلا مقاوم‌سازی می‌شوند؟ در این نوشته قصد دارم به زبانی بسیار ساده، درباره‌ی این مسائل صحبت کنم.

اما پیش از ادامه، یک مسئله را به یاد داشته باشید: قرار نیست بعد از خواندن این مطلب بفهمید چطور ساختمانی مقاوم در برابر زلزله بسازید

هدف اصلی من (که خودم هم مهندس عمران هستم) از نوشتن مطلب این بود که ضمن پاسخگویی به این پرسش‌ها و رفع ابهامات، تلاش کنم پرسش‌های بهتر و ادبیات صحیح موضوع را هم به شما آموزش دهم.

ایران کشوری حادثه‌خیز است. از میان تمام بلایای طبیعی و غیرطبیعی که روزانه مردم ما را درگیر خود می‌کنند، زمین‌لرزه یکی از مهم‌ترین و ویران‌کننده‌ترین آن‌هاست.

وقوع یک زلزله با شدت حدود چهار ريشتر در هر چهار روز، نشانگر وجود يك خطر دائمي است.

طی 100 سال اخیر، هر از چند گاهی زلزله‌اي مخرب با تلفات انساني و مالي وسيع در کشور رخ داده، اما پس از مدتی دوباره كارها به همان روال قبلی ادامه پیدا کرده است.

معمولا بعد از هر زلزله‌ی ویرانگر در یکی از مناطق کشور- مانند همین زلزله‌ی کرمانشاه- برای مدتی موضوع مقاوم‌سازی ساختمان‌ها در رأس اخبار و تحلیل‌های کارشناسی وغيركارشناسي قرارمي گيرد.

  • آیا در ایران استاندارد نداریم؟

یکی از اولین پرسش‌ها این است که چرا زلزله در ایران تا این حد خسارت به بار می‌آورد؟ چرا در کشوری مانند ژاپن که شاهد زلزله‌هایی به مراتب شدیدتر از کشور ماست، تلفات مالی و جانی زلزله به مراتب کمتر است؟ آن‌ها چه کار می‌کنند که ما از آن غافل هستیم؟

از منظر مهندسی، یکی از مهم‌ترین عواملی که باعث استحکام سازه‌ها می‌شود، این است که ساخت‌وسازها براساس مجموعه‌ای از اصول و ضوابط فنی، اجرایی و حقوقی انجام شوند که به منظور تأمین ایمنی، بهره‌دهی مناسب، آسایش و صرفه‌ی اقتصادی فرد و جامعه وضع می‌شوند.

در این میان، کشورهای لرزه‌خیز معمولا آیین‌نامه‌های مستقلی دارند که با در نظر گرفتن اثرات شناخته‌شده‌ی زمین‌لرزه، تلاش می‌کنند در جهت افزایش ایمنی گام بردارند

مجموعه‌ای منظم از اصول طراحی که معمولا تحت عنوان «آیین‌نامه‌ی طراحی در برابر زلزله» گردآوری می‌شود. اما آیا ما در ایران چنین آیین‌نامه‌ای نداریم؟

واقعیت این است که نه تنها این آیین‌نامه را داریم، بلکه آن را به صورت «استاندارد اجباری» هم تدوین کرده‌ایم و 50 سال هم از تهیه‌ی آن می‌گذرد.

بعد از زمین‌لرزه‌ی 10 شهریور 1341 بوئین‌زهرا با شدت 2/7 ریشتر که باعث مرگ حدود 10هزار نفر شد، تلاش‌ها برای تدوین اولین پیش‌نویس آیین‌نامه‌ی زلزله در ایران آغاز شد.

سال 1343 سازمان برنامه‌وبودجه‌ی وقت در قالب يك طرح تحقيقاتي، گزارشي را تحت عنوان «آيين‌نامه‌ی موقت حفاظت ساختمان‌ها در برابر زلزله» منتشر کرد.

به دنبال آن، كميته‌ی آيين‌نامه‌ی دفتر مطالعات و معيارهاي ساختماني در وزارت آباداني و مسكن تشكيل شد و در نهایت جزوه‌اي را تحت عنوان «آيين‌نامه‌ی ايمني ساختمان‌ها در برابر زلزله» در شهريور 1346 منتشر كرد.

این آيين‌نامه‌ی در قالب نشريات سازمان برنامه‌وبودجه (دستورالعمل‌هاي لازم‌الاجرا) در سال 1348 انتشار پیدا کرد.

بعد از مدتي فصل دوم اين آيين‌نامه كه مربوط به بارهاي ناشي از زلزله بود، به استاندارد «حداقل بار وارده بر ساختمان‌ها» (استاندارد ملي شماره‌ي 519 ايران) منتقل شد و اين آيين‌نامه ملاك محاسبات ساختمان‌ها در برابر زلزله قرار گرفت.

مركز تحقيقات ساختمان و مسكن پس از انقلاب با تشکیل كميته‌اي از اساتید دانشگاه‌ها و صاحب‌نظران، پيش‌نويس «آيين‌نامه‌ی طرح ساختمان‌ها در برابر زلزله» را تهيه و در بهمن 1366 منتشر کرد.

با همكاري مؤسسه‌ی استاندارد و تحقيقات صنعتي، این آیین‌نامه، «استاندارد شماره‌ی 2800» نام گرفت.

در حال حاضر، ویرایش چهارم این آيين‌نامه تحت عنوان «آیین‌نامه‌ی طراحی ساختمان‌ها در برابر زلزله» یا آن‌طور که مصطلح‌تر است، استاندارد 2800، ملاك طراحي ساختمان‌ها در برابر زلزله در ایران است.

البته باید توجه داشت این آیین‌نامه برای طرح ساختمان‌های فولادی، بتنی، چوبی و مصالح بنایی (آجری) به کار می‌رود و برای ساختمان‌های خشتى که به دلیل شرایط اقلیمی در روستاها و شهر‌های کوچک کاربرد دارند، هنوز آیین‌نامه‌اى در کشور تدوین نشده است.

  • آیا همه‌ی ساختمان‌ها در برابر زلزله مقاومند؟

استاندارد زلزله‌ی ایران برای ساختمان‌هایی ارائه شده است که با اسکلت فلزی یا بتنی ساخته می‌شوند یا ساختمان‌هایی با مصالح آجری تا سقف دو طبقه که تمهیدات خاصی در آن‌ها لحاظ شده باشد.

در صورتی‌که ساختمان‌ها براساس استانداردها و ضوابط مهندسی ساخته شوند، هنگام بروز حوادث مي‌توانند کمترین تلفات جاني را داشته باشند.

اما اگر ساختمانی مطابق استانداردها ساخته نشده باشد، انتظار پایداری آن در برابر زلزله امیدی واهی است.

براساس آمار سال 1390 «مرکز آمار ایران»، از حدود نزدیک به 5/19میلیون واحد مسکونی در ایران، تنها 3/8میلیون واحد آن دارای اسکلت هستند و 2/11 میلیون واحد، ساختمان‌های بنایی چندطبقه، نیمه‌اسکلتی، فاقد اسکلت و مواردی از این قبیل هستند که در برابر زلزله مقاومت لازم را نخواهند داشت.

نکته‌ی دیگری که باید به آن اشاره کرد، این است که حتی وقتي براساس استاندارد سازه‌ها را بسازيم، به شرط اين‌كه همه موارد درست باشد، باز هم ممكن است بر اثر بروز زلزله ضعف‌هايي در سازه مشخص شود.

این مسئله در كشورهايي مانند ژاپن و آمريكا به مثابه آزمايش تلقي مي‌شود؛ آزمايشگاهی بسيار بزرگ و طبيعي به نام زلزله بسياري از نواقص كار را مشخص مي‌كند.

وقتی سازه‌هایی براساس دانش روز ساخته شده باشند، اما در اثر وقوع زلزله خسارت‌هايي به آن وارد شود، كاستي‌ها و مشكلات كار را نمایان می‌کنند که با روش علمی و مدلسازی در آزمایشگاه مورد بررسي قرار مي‌گيرند تا براساس آن‌ها، ضوابط موجود ارتقا پیدا کنند.

بهترین مثال در این زمینه برای ایران، زلزله‌ی بم است.

در این زلزله، ساختمان‌هاي اسكلت فلزي و ساختمان‌هاي آجري‌ای وجود داشت که بر مبناي استاندارد 2800 ساخته شده بودند.

اگرچه بعضی ساختمان‌های اسکلت فولادی هم كاملا فرو ريخته بودند، ولي ساختمان‌هايي كه طبق استاندارد بنا شده بودند، عموما خيلي آسيب نديدند و دست‌کم روي سر ساكنانشان آوار نشدند.

زلزله‌ی بم با آن وسعت نشان داد استانداردهای ایران در بخش‌هایی دچار مشكل است که نه تنها باعث بازبینی آیین‌نامه‌ی زلزله شد، بلکه ضوابط طراحی ساختمان‌های فولادی و بتنی را هم در مقررات ملی ساختمان ایران دستخوش تغییرات جدی کرد.

  • علت اصلي ريزش ساختمان‌ها در ايران چيست؟

علت این‌که با وجود استانداردها و آیین‌نامه‌های تقریبا کامل، سخت‌گیرانه و به‌روز، باز هم شاهد خسارات نسبتا بالایی هنگام وقوع حوادث طبیعی هستیم؛ ناشی از سه عامل متفاوت است.

همان‌طور که اشاره کردم، نخستین مشکل این است که تمام ساختمان‌ها و سازه‌های موجود براساس استانداردها ساخته نشده‌اند و در نتیجه طبیعی است که در برابر حادثه ایمنی و استحکام کافی نداشته باشند.

مشکل دوم این است که همه خودشان را در این زمینه متخصص می‌دانند.

وقتی صحبت از ساختمان‌سازی می‌شود که کاری بسیار علمی و دقیق است، متأسفانه به غیر از مهندسین، بسیاری دیگر هم خود را صاحب‌نظر می‌دانند و از پلان (نقشه)

ساختمان گرفته تا نوع اسکلت و اندازه‌ی تیرها و ستون‌ها نظر می‌دهند.

در این میان، بعضی مالکان می‌خواهند ساختمانشان اصطلاحا سبک‌تر باشد و تیرآهن و میلگرد کمتری مصرف کنند تا هزینه‌ها کاهش پیدا کنند.

در مقابل، بعضی هم فکر می‌کنند هر چقدر اسکلت ساختمان قوی‌تر باشد، ساختمان مستحکم‌تری دارند.

در هر دو حالت، مالکان از مهندس طراح ساختمان انتظار دارند (بخوانید او را وادار می‌کنند) چیزی را طراحی و محاسبه کند که به نظر آن‌ها درست است که نتیجه‌ی کار هم همیشه، دیر یا زود، فاجعه به بار می‌آورد.

اما آخرین و مهم‌ترین مشکل این است که حتی در صورت اعمال تمام آیین‌نامه‌ها و اصول مهندسی، ضمانت اجرایی کافی برای رعایت استانداردهای ساخت‌وساز در ایران وجود ندارد.

همان‌قدر که براي احداث يك ساختمان ایمن، مهندس طراح، مجري، پيمانكار و ناظر مناسب و آگاه لازم هستند، به كارفرما و مصالح استاندارد هم نياز است.

اگر اين‌ها مهيا باشد و كار درست اجرا شود، می‌توان از نتیجه‌ی کار اطمینان داشت؛ اما اگر هر کدام از اين‌ها مشكل داشته باشد، ضريب ايمني كاسته و امنيت در برابر زلزله خدشه‌دار مي‌شود.

در حال حاضر چيزي كه نشان دهد استاندارد 2800 و دیگر آیین‌نامه‌ها هنگام احداث ساختمان رعايت شده است، وجود ندارد. همچنین هر کسی می‌تواند سازنده و مجری ساختمان باشد و هیچ الزام واقعی‌اي برای استفاده از مجری دارای صلاحیت وجود ندارد.

  • آيا ساختمان ضد زلزله داريم؟

مشکل دیگری که وجود دارد این است که بعضی از مفاهیم مهندسی در میان عامه‌ی مردم به اشتباه جا افتاده است.

برای نمونه بعضی‌ها می‌پرسند آيا مي‌توان مقاومت سازه را تا حدودی مشخص كرد و گفت این ساختمان تا چند ريشتر در برابر زلزله مقاومت مي‌كند؟ اما مسئله این‌جاست که ساختمان‌ها برای «ریشتر»های زلزله طراحی نمی‌شوند.

ریشتر واحدی است که بیانگر انرژی آزادشده در کانون وقوع زلزله است، حال آن‌که خسارت وارده به ساختمان‌ها تابع مقداری از این انرژی است که به سطح زمین می‌رسد و به عواملی چون عمق زلزله، جنس خاک و ... بستگی دارد.

بنابراین خسارت‌های وارده در زمین‌لرزه‌هایی با درجه‌ی یکسان در مقیاس ریشتر ممکن است بسیار متفاوت باشد. همچنین واقعیت این است که اصولا قرار نیست ساختمان‌ها در برابر زلزله «مقاومت» کنند و خراب نشوند.

فلسفه‌ی استانداردهای زلزله تعیین کمترین ضوابط و مقررات برای طرح و اجرای ساختمان‌ها در برابر اثرات ناشی از زلزله است.

در این آیین‌نامه‌ها برای ساختمان‌ها «سطوح عملكردي» تعریف می‌شود و برای نمونه از ساختمان‌های مسکونی که درجه‌ی «اهمیت متوسط» دارند، انتظار می‌رود در اثر زلزله‌ی طرح آسیب عمده‌ی سازه‌ای نبینند و تلفات جانی در آن‌ها کمترین میزان باشد.

در مقابل، از ساختمان‌هایی با درجه‌ی «اهمیت زیاد» مانند مدارس، مساجد، استادیوم‌ها و موزه‌ها انتظار می‌رود در اثر وقوع زلزله‌ی طرح آسیب جدی نبینند و در کوتاه‌مدت قابل مرمت باشند

حال آن‌که انتظار از ساختمان‌هایی با درجه‌ی «اهمیت بسیار زیاد» مانند بیمارستان، مراکز آتش‌نشانی و نیروگاه‌ها این است که در اثر زلزله‌ی طرح، تغییری در مقاومت سازه ایجاد نشود و کماکان قابل بهره‌برداری باشند.

نکته‌ی مهمی که در این زمینه باید به آن اشاره کنیم، مفهوم «زلزله‌ی طرح» است. طبق استاندارد 2800 ایران، منظور از زلزله‌ی طرح؛ «زلزله‌ای است که احتمال وقوع آن طی 50 سال به میزان 10درصد باشد».

دوره‌ی بازگشت چنین زلزله‌ای حدود 475 سال است، یعنی در یک سال تنها 2/0درصد احتمال وقوع آن وجود دارد.

حتی اگر از منظر «ریشتر» هم به زلزله نگاه کنید، شدت چنین زمین‌لرزه‌ای برای یک منطقه ممکن است هفت ریشتر باشد؛ در حالی‌که شدت آن در منطقه‌ای دیگر تنها چهار ریشتر است.

  • مقاوم‌سازي ساختمان مهم‌تر است يا بهسازي؟

اگرچه قرار نیست ساختمان ما در برابر زلزله همیشه پابرجا بماند، اما این گفته به معنی این نیست که ساختمان نباید از ایمنی کافی هنگام وقوع زمین‌لرزه برخوردار باشد.

در واقع، اگر از ایمنی ساختمان اطمینان ندارید، باید به دنبال آن باشید که ساختمان خود را به سطح عملکردی مورد نظر آن برسانید

مسئله‌ای که علاوه بر نوع ساختمان، تا حد زیادی به منطقه‌ی زندگیتان و میزان خطر لرزه‌خیزی آن بستگی دارد.

اما اگر فکر می‌کنید «مقاوم‌سازی» چاره‌ی درد شماست، سخت در اشتباه هستید؛ چیزی که شما لازم دارید، «بهسازی» ساختمان است.

تلاش مهندسین براي طراحي ساختمان‌ها در برابر زلزله هنگامی شروع شد که ده‌ها سال از تدوين ضوابط طراحي و تأمين ايمني ساختمان‌ها در مقابل بارهاي قائم مي‌گذشت.

بنابراین براي طراحي ساختمان‌ها در برابر زلزله، از همان الگو کمک گرفتند و تصور می‌شد با تأمين مقاومت اجزاء و عناصر سازه‌اي در برابر اين نيرو، مي‌توان ايمني را در برابر زلزله هم تأمين کرد و مانع خرابي ساختمان شد.

اما خيلي زود معلوم شد در عمل امکانات موجود انسان پاسخگوي اين راه‌حل نيست. در نتیجه مهندسین تلاش کردند با پذيرش خرابي‌هاي محدود قابل کنترل که باعث فروپاشي ساختمان نمي‌شوند، نيروهاي زلزله را جذب و مستهلک کنند.

در مهندسی عمران، «مقاوم‌سازی» به معنای بالا بردن مقاومت یک سازه (ساختمان) در برابر نیروهای وارد بر آن است.

اما برای افزایش ایمنی ساختمان در برابر زلزله، به‌دنبال بالا بردن مقاومت در برابر نیروی زلزله نیستیم، بلکه بهبود عملکرد اجزای سازه در برابر نیروی زلزله مد نظر است.

چیزی که نیاز داریم، «بهسازی» و در حالت خاص برای نیروی زلزله، «بهسازی لرزه‌ای» است. بهسازي در لغت به مفهوم بهتر کردن، اصلاح کردن يا بهبود بخشيدن به وضع يا شرايطي خاص است.

در صنعت ساختمان، بهسازي به معنای ايجاد قابليت انجام وظيفه يا وظایفي در سازه‌ی ساختمان، اجزاء و عناصر آن است که در وضع موجود، قادر به انجام تمام و کمال این وظایف نیستند.

ناتوانی ساختمان براي انجام وظيفه ممکن است ناشي از نارسایي طرح، نامناسب بودن اجرا یا بهره‌برداري بي‌ضابطه از ساختمان و عناصر آن باشد.

کاربرد واژه‌ی مقاوم‌سازي به جاي بهسازي لرزه‌اي اين شبهه را ايجاد مي‌کند که همانند يک قرن پيش، هنوز به مقاومت مي‌انديشيم و مي‌خواهيم اجزاي سازه‌اي یک ساختمان موجود را چنان تقويت کنيم که در برابر زلزله مقاومت کند.

منبع:همشهري دانستنيها