نگاهي به مقاوم‌سازي ساختمان‌ها در برابر زلزله
كشور ما در منطقه‌اي زلزله‌خيز واقع شده است.از اين رو توجه به امر مقاوم‌سازي ساختمان‌ها، تأسيسات مهم و شريان‌هاي حياتي بسيار ضروري به نظر مي‌رسد.
كشور ما در منطقه‌اي زلزله‌خيز واقع شده است. وقوع هر چند روز يك زلزله آن هم با شدت حدود 4 ريشتر نشان‌دهنده وجود يك خطر دايمي است. چرا كه هر از چند گاه نيز زلزله‌اي مخرب با تلفات انساني و مالي وسيع به وقوع پيوسته و پس از چندي دوباره كارها به همان روال چرخيده است. زلزله بم از نظر توجه به مسائل پايه‌اي و ريشه‌اي در مديريت بحران و به تبع آن افزايش پايداري بناها و تأسيسات در برابر خطر زلزله يك نقطه عطف محسوب مي‌شود. از اين رو توجه به امر مقاوم‌سازي ساختمان‌ها، تأسيسات مهم و شريان‌هاي حياتي بسيار ضروري به نظر مي‌رسد تا بلكه بتوان از طريق مقاوم‌سازي ساختمان‌ها ضمن حفظ جان انسان‌ها، افزايش پايداري سازه‌هاي مهم در برابر زلزله، حفظ سرمايه‌هاي ملي و ارتقاي توان كشور براي مديريت مطلوب بحران ناشي از زلزله كمك كرد.
مقاوم‌سازي چيست؟
«مقاوم‌سازي» در علم مهندسي عمران به مفهوم بالا بردن مقاومت يك سازه (ساختمان) در برابر نيروهاي وارده است. امروزه از اين اصطلاح بيشتر در مورد نيروي زلزله استفاده مي‌شود. از ديدگاه علمي، مقاوم‌سازي واژه كاملاً درستي براي اين منظور نيست. چرا كه منظور از اصطلاح «مقاومت‌سازي» به طور قطع بالا بردن مقاومت در برابر نيروي زلزله نيست بلكه منظور بهبود عملكرد اجزاي سازه (ساختمان) در برابر نيروي زلزله است. به همين دليل اصطلاح «بهسازي» و در حالت خاص براي نيروي زلزله، «بهسازي لرزه‌اي» اصطلاح درست‌تري است.
براي همين منظور، سازمان پيشگيري و مديريت بحران تهران به دنبال آن است با تدوين طرح بهسازي لرزه‌اي نسبي ساختمان‌هاي پايتخت، به روشي ساده و به دور از محاسبات پيچيده مقاوم‌سازي ساختمان‌ها را از طريق آموزش نيروهاي نيمه ماهر و جوشكاران جوان عملي كند.
يكي از موضوعات مهم و اساسي در راهبرد كاهش خطرپذيري در برابر زلزله، مقاوم‌سازي ساختمان‌هاي موجود با كمترين هزينه با سرعت بالا و به صورت ساده است تا دست كم جان شهروندان در زلزله‌اي متوسط به بالا حفظ شود و در حقيقت آستانه ريزش ساختمان‌ها ارتقا يابد.
در حال حاضر به واسطه هشدارهايي كه درباره زلزله تهران داده مي‌شود، مسأله مقاوم‌سازي به طور جدي در حال پيگيري است. براي ساخت يك سازه و ساختمان معمولي بايد به بسياري از موارد توجه كرد. از جمله مهم‌ترين اين موارد مي‌توان به پي ساختمان و جوشكاري آن اشاره كرد در حالي كه پي ساختمان از اصلي‌ترين موضوعات ساخت و ساز محسوب مي‌شود و به عنوان مثال براي ساخت پي بايد به ميزان دقيق و حساب شده نسبت آب و سيمان را رعايت كرد اما متأسفانه كارگران ساختماني غيرماهر و آموزش نديده به اين اصول توجه نمي‌كنند و همچنين در جوشكاري ساختمان بايد از تكنسين‌هاي جوشكاري كه داراي پروانه جوشكاري هستند استفاده كرد، اما اين سهم نيز در كشور ما رعايت نمي‌شود. از آنجا كه گسل‌هاي اصلي و فرعي بسياري در شمال، غرب، جنوب و شرق تهران وجود دارد و خاك جنوب تهران به دليل وجود سفره‌هاي زيرزميني بسيار در اين منطقه سست است، بنابراين به هنگام وقوع زلزله سطح آب‌هاي زيرزميني بالا آمده و بسياري از ساختمان‌ها واژگون مي‌شوند و يا در زمين فرو مي‌روند.
چنانچه اين اتفاق رخ دهد، تمام راه‌هاي ارتباطي قطع مي‌شود، شبكه‌هاي آب، برق و گاز آسيب مي‌بيند و به گفته برخي كارشناسان طبق بررسي‌ها تهران سه روز متمادي در آتش مي‌سوزد چرا كه در تهران اصول شهرسازي رعايت نشده و ساختمان‌ها به صورت فشرده ساخته شده است. به همين علت در هنگام وقوع زلزله راهي براي كمك‌رساني و يا دور شدن از حوادث بعد از آن وجود ندارد.
در اين جا است كه لزوم مقاوم‌سازي ساختمان‌ها در جهت افزايش پايداري سازه‌هاي مهم در برابر زلزله اهميت خود را نشان مي‌دهد. اما سؤالي كه مطرح مي‌شود اين است كه چه ساختمان‌هايي به مقاوم‌سازي نياز دارند.
چه ساختمان‌هايي نياز به مقاوم‌سازي دارند؟
در ابتدا ساختمان‌ها را به چهار دسته تقسيم مي‌كنيم. دسته اول ساختمان‌هاي حياتي هستند كه به دليل نوع كاربري و استفاده‌اي كه دارند امكان انتقال تجهيزات را نداشته و از طرفي بايد عملكرد خود را بعد از زلزله نيز حفظ كنند. اين ساختمان‌ها شامل مراكز درماني، ايستگاه‌هاي مخابراتي و تلويزيوني، مراكز امنيتي و پالايشگاه‌ها هستند. دسته دوم را ساختمان‌هايي تشكيل مي‌دهند كه در حال حاضر شرايط خاصي ندارند اما پس از زلزله به عنوان مراكز خدماتي و كمك‌رساني مورد نياز هستند و لازم است حتماً سرپا باشند. برخي از سوله‌ها، مساجد، مدارس، مراكز مديريت كلان و مراكز مديريت بحران از اين جمله محسوب مي‌شوند. از سوي ديگر ساختمان‌هايي كه قبل و بعد از زلزله اهميت خاصي ندارند ولي در صورت آسيب جدي تلفات جاني زيادي در پي خواهند داشت مانند مراكز عمومي، استاديوم، برج‌ها و .... . دسته چهارم نيز ساختمان‌هاي معمولي هستند كه هيچ كدام از موارد فوق را شامل نمي‌شوند مانند منازل مسكوني، ساختمان‌هاي اداري و تجاري معمولي.
اهميت و نياز مقاوم‌سازي از ديدگاه كلان به ترتيب از دسته اول ساختمان‌ها آغاز و به دسته چهارم كاهش مي‌يابد. همچنين مقاوم‌سازي دسته اول و دوم كاملاً به عهده و وظيفه دولت است. اما دسته سوم بين دولت و كارفرمايان خصوصي (مردم) مشترك بوده و دسته چهارم كاملاً به عهده مردم است. اما از طرفي مقاوم‌سازي دسته اول و دوم تقريباً تأثيري مستقيم در كاهش مستقيم تلفات زلزله ندارد و تنها مقاوم‌سازي دسته سوم و چهارم است كه در كاهش مستقيم تلفات زلزله نقش دارند.
بديهي است كه هزينه و زمان لازم براي مقاوم‌سازي دسته سوم و چهارم به قدري زياد است كه عملاً اين امر را غيرممكن ساخته است. چرا كه برخي از ساختمان‌ها كه قديمي هستند و برخي ديگر نوساز كه در آن اصول و مقررات مربوطه رعايت نشده است و به اين ترتيب اگر بخواهيم مقاوم‌سازي را به آنها نيز تعميم دهيم عملاً بايد دوباره كشور را بسازيم. بنابراين دولت موظف است كه مقاوم‌سازي را معطوف به ساختمان‌هايي از جمله مراكز درماني، مخابراتي، مدارس و مراكز مديريت بحران كند و مقاوم‌سازي ساختمان‌ها و مراكز شخصي را به عهده خود مردم بگذارد و دولت صرفاً مي‌تواند تسهيلات و قوانين لازم را در اختيار آنها قرار دهد.
به هر حال مقاوم‌سازي در هر دو زمينه چه ساختمان‌هاي قديمي و بافت فرسوده و چه ساختمان‌هاي نوساز مطرح است. در مورد نوسازي ساختمان‌ها نياز به ضوابط منسجم‌تري براي كنترل دقيق طراحي، ساخت براساس نقشه‌هاي اجرايي، جوشكاري صحيح و بتن‌ريزي قابل اعتماد وجود دارد مخصوصاً حتي پس از محاسبات و طراحي مناسب، ضعف جوشكاري در ساختمان‌هاي فلزي و ... كم بودن مقاومت بتن در سقف و پي ساختمان‌هاي فلزي و در كل ساختمان‌هاي بتني، معضل بزرگي است و هيچ نوع كنترلي بر آنها وجود ندارد.
تصور اينكه زلزله مخربي در تهران رخ دهد براي همه مشكل است اما هر چه زمان مي گذرد و بررسي هاي بيشتري در اين باره صورت مي گيرد واقعيات تلخ تري روشن مي شود.
مسأله مهم بعدي، قطعات الحاقي و غير بار ساختمان مثل ديوارهاي اطراف و متغيرها، دست‌انداز بام، بالكن و پنجره و شيشه مخصوصاً نماهاي شيشه‌اي است كه به علت عدم اتصال كافي به سازه ساختمان در اثر وقوع زلزله حتي مواقعي كه اسكلت ساختمان مقاوم است، احتمال جدايي و ريزش آنها به داخل و خارج ساختمان وجود دارد و حتي در برخي موارد آوار و شيشه بر سر افرادي كه در حال خروج از ساختمان هستند فرو ريخته و باعث جراحات يا فوت آنها شده است. مسأله مهم بعدي، بازسازي ساختمان‌هاي فرسوده است كه ظاهر شكيلي به آن مي‌دهد و ضعف‌هاي سازه‌اي آن را مي‌پوشاند و اين در حقيقت خواسته يا ناخواسته نوعي تقلب در ساخت و فروش به حساب مي‌آيد. در حالي كه شهرداري‌هاي مناطق به هيچ وجه نبايد به ساختمان‌هايي كه استحكام واقعي سازه‌اي ندارند اجازه بازسازي بدهد.
از طرفي مقاوم‌سازي درباره ساختمان‌هاي بسيار قديمي كه عمدتاً متشكل از ديوار باربر و بعضاً همراه بايك نيم اسكلت فلزي هستند به علت هزينه‌هاي بالا و مشكلات اجرايي، اگر محال نباشد، به غيرممكن نزديك است. در مورد ساختمان‌هاي نيمه قديمي و بعضاً جديدتر كه به صورت اسكلت بتني اجرا شده به علت پوشش ميلگرد در داخل بتن و عدم دسترسي آسان به آن و عدم وجود مصالحي كه به راحتي به بتن متصل شود تشخيص موارد ضعف و همچنين مقاوم‌سازي آن بسيار مشكل بوده و اجراي ورق و پروفيل‌هاي فلزي جوشكاري شده روي اسكلت بتني به صورت وصله و پينه راهگشا نخواهد بود.
در ساختمان‌هاي اسكلت فلزي به علت ماهيت آن، اجراي مقاوم‌سازي عملي‌تر است، اما به علت هزينه زياد و تخريب قسمت‌هاي زيادي از نازك‌كاري و سفت‌كاري براي دسترسي به تيرها، ستون‌ها و اتصالات و همچنين چند واحدي بودن ساختمان‌ها و عدم حصول توافق هماهنگ ميان مالكان واحدها، معمولاً از اجراي آن اجتناب مي‌ورزند و در صورت اجرا نيز رسيدن به يك نتيجه ايده‌آل ممكن نيست. در اين گونه موارد گزينه بهتر، تخريب و نوسازي كامل ساختمان است و وضعيت فونداسيون و مقاومت آن در برابر نيروي زلزله نيز بايد بررسي شود.
در اين ميان يكي از روش‌هاي مقاوم‌سازي ساختمان‌ها، ساخت خانه‌هاي متحرك است كه از جمله روش‌هاي پيشرفته در امر مقاوم‌سازي در برابر زلزله محسوب شده و از اين روش در ساخت ساختمان‌ها، آپارتمان‌ها، كارخانه‌ها و ساختمان‌هاي مراكز تجاري استفاده مي‌شود. اين روش بسيار كم خرج است و در مناطقي كه از نظر مقاومت در برابر زلزله از سطح پاييني برخوردارند و در نواحي زلزله‌خيز سراسر جهان واقع شده‌اند بسيار مناسب و مقرون به صرفه است. به اين ترتيب تمام اصول ساختمان‌سازي به سمت ساختمان‌سازي مكانيكي متحول مي‌شود. اين ساختمان‌ها در برابر تمامي بلاياي طبيعي از قبيل سيل، آتشفشان، رانش زمين و همچنين در برابر زلزله‌هاي خطرناك و مهيب هم مقاوم هستند. در اين طريقه مقاوم‌سازي كه شيوه مهندسي ساختماني «هاپكن» نام دارد، ديوارهاي خانه از بتن درست شده و به وسيله ميله‌هاي فلزي كششي عمودي كاملاً فشرده مي‌شوند. به اين ترتيب به دليل استفاده از مواد جامد فشرده و سنگين، نيروي وارده به اجزاي پاييني ساختمان بسيار افزايشي مي‌يابد. البته بايد گفت كه ديوارهاي هر طبقه به صورت كنترل شده به آن فشار وارد مي‌شود و ميزان فشار وارده در تمامي طبقات يكسان است. همچنين علاوه بر يك ميله عمود در هر طبقه از 3 ميله افقي هم استفاده مي‌شود.
اگر تهران بلرزد
تصور اينكه زلزله مخربي در تهران رخ دهد براي همه مشكل است. اما هر چه زمان مي‌گذرد و بررسي‌هاي بيشتري در اين باره صورت مي‌گيرد واقعيات تلخ‌تري روشن مي‌شود. پس توجه به امر مقاوم‌سازي ساختمان‌ها را ضروري‌تر مي‌كند. اما عمده‌ترين عللي كه موجب بروز خسارت‌هاي سنگيني در زلزله‌هاي پيش آمده در كشور شده‌اند را مي‌توان در درجه اول مسؤولان و سپس مردم دانست. چرا كه عمده مسؤوليت اتفاق افتادن اين فجايع مسؤولين مرتبط هستند كه اجازه مي‌دهند ساختمان‌ها بدون رعايت ضوابط مهندسي و رعايت آيين‌نامه ساخته شوند و در نتيجه مقاومت لازم در برابر زلزله‌هاي ويرانگر را نداشته باشند.
* محمدرضا غفوري
.....................................................................................................................
منبع:ماهنامه تحليلي، پژوهشي، اطلاع‌رساني زيرساخت‌ها، ش 4، ص 58 .