چرا ساختمان‌های ژاپنی در برابر زلزله ۸ ریشتری مقاومت می‌کنند؟

دوشنبه, ۲۲ام آبان, ۱۳۹۶
اندازه قلم متن

زلزله بلا نیست؛ رفتاری است از رفتارهای طبیعت. باید برای آن آماده بود نه اینکه امید داشت که نمی‌آید.

محمدرضا اسلامی، عضو هیئت‌علمی گروه مهندسی عمران دانشگاه کلمسون

این سؤال که شاید به نحوی کلیشه‌ای و سطحی به نظر برسد اما سؤال بسیاری از مردم ما بوده و همواره مطرح می‌شود که چه علت یا رازی هست که باعث می‌شود زلزله‌های بزرگ در ژاپن، تلفات انسانی شدید یا حتی خسارت‌های ساختمانی با خود به همراه نداشته باشند؟

شاید دریافت پاسخ آن، یکی از مهم‌ترین انگیزه‌های نگارنده برای حضور شش‌ساله در کشور ژاپن بوده باشد. سؤالی که در چند سال فعالیت در طرح‌های عمرانی کشورمان، همواره گوشه‌ای از اشتغالات ذهنی روزمره‌ام بوده است. ایام تحصیل اینجانب در کشور ژاپن مقارن شد با زمانی که ژاپن بزرگ‌ترین چالش پس از جنگ دوم جهانی را متحمل شد: وقوع زلزله توهوکو با بزرگای ٩ در ساعت ١۴:۴۶ بعدازظهر جمعه ١١ مارس ٢٠١١ باعث لرزه در بخش عظیمی از کشور شد و به فاصله کوتاهی پس از آن سونامی عظیم به بخش‌های گسترده‌ای از سواحل شمال شرق کشور حمله‌ور و باعث آسیب‌های گسترده و مرگ تعدادی از شهروندان ژاپنی شد. بداقبالی یک زلزله مهیب، تنها به سونامی عظیم محدود نماند و مسئله نشت هسته‌ای، دولت و کشور را در برابر بحرانی چندوجهی و پیچیده قرار داد. اما بحرانی که وسعت و عمق آن می‌تواند یک کشور را زمین‌گیر کند، در این سوی اقیانوس آرام، نسبتا آرام عبور کرد و کشوری به واسطه استحکام زیربناهایش، لرزید، اما زمین‌گیر نشد.

به گزارش اقتصادآنلاین به نقل از شرق ، تحلیل‌های بسیاری در باب شرایط چندوجهی و پیچیده «ژاپن بعد از زلزله» وجود دارد، اما آنچه در این نوشتار کوتاه برآنیم به آن بپردازیم، صرفا معطوف به بحث رفتار ساختمان‌های ژاپنی در برابر زلزله (و نه سونامی) است که جای تأمل بسیار دارد. نکته بسیار مهمی که در باب زلزله و سونامی ٢٠١١ توهوکو ژاپن نباید از آن غافل شد، اینکه تعداد کل کشته‌شدگان این زلزله و سونامی، در گستره‌ای به وسعت نزدیک به ۴٠٠ کیلومتر از سواحل شمال شرقی کشور، در حدود ٢٠ هزار نفر اعلام شد؛ رقمی نزدیک به نصف جان‌باختگان زلزله بم. این واقعیت، وقتی ما را به تأمل بیشتر وامی‌دارد که می‌بینیم بخش بسیار اندکی از جان‌باختگان «در اثر زلزله» کشته شدند و عمده کشته‌ها «ناشی از سونامی بعد از زلزله» بوده است. تعداد کشته‌شدگان در ده‌ها شهر منطقه توهوکو، حدود نیمی از عزیزان ازدست‌رفته ما در بم بود. اما راز این موفقیت در حفظ جان شهروندان در چه بوده و هست؟ پس از بروز سونامی در چند نوبت بازدیدهایی از مناطق زلزله و سونامی‌ زده داشتم و در کمال شگفتی شاهد عملکرد بسیار عالی ساختمان‌های منطقه بودم. به ساختمانی که زلزله‌ای با این شدت و سپس دو نوبت عبور آب سونامی را هم تحمل کرده و هنوز بخش سازه آن سالم بر جای مانده است، باید مرحبا گفت! همچنان که ذکر شد، تقریبا تمام گزارش‌های علمی منتشرشده بعد از زلزله توهوکو بر این واقعیت اذعان دارند که «در اثر زلزله» آسیب عمده‌ای به ساختمان‌ها وارد نشد و عمده مشکل ویرانی ساختمان‌ها بر اثر سونامی پدید آمد. بر اثر «سونامی» ساختمان‌های چوبی عمدتا به راحتی آسیب دیدند. اما باید گفت در مورد آسیب به ساختمان‌های فولادی و بتنی بر اثر سونامی باید گفت تنها نما و پوشش ساختمان آسیب دید و اسکلت این نوع ساختمان‌ها چندان آسیب جدی ندیدند. رمز و راز این کیفیت بالا و عملکرد مطلوب ساختمان‌ها در ژاپن در چیست؟ واقعیت این است که «طراحی مناسب» و وجود «مهندسان طراح خبره» تنها عامل کیفیت رفتار لرزه‌ای ساختمان‌های ژاپنی نیست و زنجیره‌ای از مسائل باعث دستیابی به این امنیت ساختمانی شده است. در زمینه علت کیفیت بالای رفتار لرزه‌ای ساختمان‌ها در ژاپن باید به موارد زیر اشاره کرد:

باور عمومی به اینکه «زلزله می‌آید»

١ فرهنگ‌ ساختمان‌سازی و باور و انگار عمومی نسبت به سازه این است که «این ساختمان حتما قرار است زلزله‌ای را تحمل کند». باور به رخداد زلزله، باعث شده تا نهایت دقت در کیفیت ساخت صورت پذیرد. از کارفرما و خریدار ساختمان گرفته تا طراح و مجری و ناظر همه با اعتقاد به این موضوع، با ساختمان برخورد می‌کنند. مالکی که برای نمای ساختمان بیش از سازه آن پول پرداخت می‌کند یا کارفرمایی که می‌خواهد با صرفه‌جویی در هزینه سازه، از هزینه‌های ساختمانش بکاهد، کسانی هستند که در کلام به زلزله باور دارند، ولی در عمل منجر به کاهش کیفیت رفتار لرزه‌ای ساختمان می‌شوند. باور به زلزله در همه ارکان ساخت‌وساز کشور ژاپن نهادینه شده است. به خاطر داشته باشیم که زلزله بلا نیست؛ رفتاری است از رفتارهای طبیعت. باید برای آن آماده بود نه اینکه امید داشت که نمی‌آید.

تجربه‌اندوزی از زلزله‌های گذشته

٢ ژاپن میراث‌دار تجارب زلزله‌های مهمی است و از سال ١٩٢٣ که شهر توکیو بر اثر زلزله و «آتش بعد از زلزله» نابود شد، تا سال ٢٠١١ که زلزله و سونامی توهوکو رخ داد، اهتمام ویژه‌ای به ثبت تجارب زلزله‌ها در آن صورت پذیرفته است. به عنوان مثال، دو زلزله بزرگ در دو سال پیاپی در دو شهر مهم آمریکا و ژاپن رخ داد. زلزله نورتریج کالیفرنیای آمریکا در سال ١٩٩۴ و زلزله کوبه ژاپن در سال ١٩٩۵. نحوه برخورد با این دو زلزله و مستندسازی تجارب آنها، با نهایت دقت و وسواس انجام شده است. تقریبا تمام کتاب‌های منتشره درخصوص زلزله نورتریج کالیفرنیا، به فاصله کوتاهی در ژاپن ترجمه شد و در دسترس پژوهشگران قرار گرفت. علاوه بر این، مدارک و مستندات زلزله کوبه در میان تمام دانشگاه‌های کشور به اشتراک گذاشته شد. آیا امروز ما ایرانیان از تجارب زلزله‌های نورتریج، کوبه و توهوکو استفاده می‌کنیم؟ چند موزه برای مستندسازی تجارب زلزله بم احداث شده؟ چند گروه از ایران در پنج سال اخیر از مناطق زلزله‌زده توهوکو بازدید کرده‌اند؟ تجارب زلزله توهوکو در قالب چند عنوان کتاب در کشورمان منتشر شده است؟ هدف کم‌انگاشتن تلاش‌های خودمان نیست، بلکه تلنگری است جدی به اینکه موضوع تجربه‌اندوزی از زلزله‌های گذشته را آن‌قدر که باید جدی نگرفته‌ایم.

استانداردهای طرح لرزه‌ای

٣ طراحی مناسب و وجود استانداردهای طرح لرزه‌ای یکی از عوامل مهم و کلیدی است، اما چنان‌که گفته شد، همه ماجرا نیست. برای روشن‌شدن مفهوم طرح لرزه‌ای، ذکر یک مثال بی‌مناسبت نیست. فرض کنید یک نفر در یک اتوبوس در حال حرکت ایستاده است. راننده اتوبوس به شکل ناگهانی ترمز می‌زند. بدیهی است این فرد ایستاده، به سمت جلو پرت می‌شود. نیرویی که این فرد را به جلو پرت کرد، چیست؟ پاسخ خلاصه، «اینرسی» است. اینرسی منجر به پرت‌شدن فرد می‌شود و هر چه این فرد چاق‌تر (سنگین‌وزن‌تر) باشد، «شدیدتر» پرت می‌شود. چون نیروی اینرسی، متناسب با جرم فرد است. همین ماجرا را در ساختمان هم در نظر بگیریم. سازه‌ای که بر زمین واقع شده و دارای «اینرسی سکون» است، به یکباره با حرکت زمین مواجه می‌شود و بسته به جرم ساختمان، «نیروی جانبی زلزله» به آن وارد می‌شود. در زمینه مبانی طرح لرزه‌ای، درمجموع می‌توان گفت در تحلیل استاتیکی، نیروی جانبی زلزله در ژاپن حدودا دو برابر ایران در نظر گرفته می‌شود. اما این امر به دلیل شرایط جغرافیایی کشور ژاپن و ریسک بالای زلزله صورت می‌پذیرد. ژاپنی‌ها در تدوین استانداردها و مقررات ملی، تجارب کشور آمریکا و تجارب زلزله‌های گذشته خود را به صورت توأم به‌کار گرفته‌اند تا شرایط اقلیمی کشور به بهترین شکل در استانداردها لحاظ شود.

کیفیت مصالح

۴ مطالعات گسترده‌ای در جهت ارتقای کیفیت مصالح صورت پذیرفته است. این امر به مفهوم استفاده از مصالح اعلا نبوده، بلکه مصالح متداول و عمومی، با کیفیت بهتری وارد بازار شده است. برای مثال، در صنعت فولاد، توجه به بالاتربردن «مقاومت» فولاد نبوده، بلکه سعی شده «استاندارد فولاد» در جهت به‌کارگیری فولاد با قابلیت «شکل‌پذیری بالاتر» و «ضربه‌پذیری بهتر»، اصلاح شود. یا به عنوان مثالی دیگر، می‌توان به وجود پیچ‌ومهره‌های باکیفیت در بازار برای اتصالات ساختمان‌های با اسکلت فولادی اشاره کرد. وجود مصالح مرغوب در بازار، باعث می‌شود مفروضات طراح، «در عمل» محقق شده و این امر نقش بسیار مهمی در رفتار لرزه‌ای ساختمان دارد.

استفاده از نیروهای کارگری با آموزش فنی حرفه‌ای

۵ استفاده از نیروهای کارگری که گواهی‌نامه گذراندن دوره‌های فنی-حرفه‌ای را دارا باشند، امری بسیار مهم است. برای مثال، جوشکاران ساختمان دارای سهم مهمی در کیفیت عملکرد سازه هستند، درحالی‌که همین امروز می‌بینیم در تهران، جوشکاری ساختمان‌های اسکلت فولادی چندطبقه ازسوی نیروهای بدون صلاحیت انجام می‌شود. در ژاپن، جوشکاری‌ها در کارخانه و به‌وسیله کارگر تخصصی و بستن پیچ‌ومهره در کارگاه و ازسوی کارگر معمولی انجام می‌شود. (هیچ جوشکاری مهمی در کارگاه نصب ساختمان انجام نمی‌شود).

پروسه صدور پروانه احداث ساختمان و پایان کار

۶ پروسه صدور پروانه ساخت و اتمام کار پروسه‌ای بسیار سخت‌گیرانه است. در روند صدور پروانه ساختمان، توجه‌ها بیشتر از «معماری» معطوف به «سازه» است. صدور پروانه پایان کار نیز منوط به طی مراحل نظارتی متعدد حین ساخت است. به‌اجمال باید گفت «این سخت‌گیری» دستگاه‌های نظارتی، اثر چشمگیری در ارتقای کیفی ساختمان‌ها داشته است.

نشست‌های تخصصی متعدد در انجمن ساختمان ژاپن

٧ انجمن ساختمان ژاپن با حدود ٣۶ هزار عضو و ١١١ سال قدمت، بزرگ‌ترین انجمن تخصصی در کشور ژاپن محسوب می‌شود. سلسله‌نشست‌های منظم این انجمن (نشست‌های منطقه‌ای) در طول سال، باعث به ‌اشتراک‌ گذاشته‌شدن آخرین یافته‌های دانشگاه‌ها و همچنین تدوین مقررات ملی بسیار قوی و منسجم در کشور شده است. نشست سالانه انجمن ساختمان به مدت سه روز (که با حضور ١۵ تا ٢٠ هزار عضو برگزار می‌شود) را می‌توان زبان مشترک دانش مهندسی زلزله و سازه در این کشور نامید. این هم‌اندیشی یکپارچه، تأثیر و نقش بسزایی در ارتقای دانش مهندسی ساختمان در ژاپن داشته است. در پایان این بحث، گفتن این نکته هم بی‌مناسبت نیست که رشته مهندسی سازه در ژاپن (برخلاف دانشگاه‌های آمریکا) زیرمجموعه دپارتمان «معماری» است و در مجموعه دانشکده عمران، قرار نمی‌گیرد. دلیل این امر، نگاهی است که می‌خواهد همه مباحث مرتبط با «ساختمان» را در یک دانشکده ببیند و نمی‌خواهد گسستگی بین بحث طراحی سازه و بحث معماری ساختمان وجود داشته باشد. (البته در این موضوع ایران نیز مانند آمریکاست و رشته مهندسی سازه در مجموعه دانشکده عمران است و ارتباطی با رشته معماری ندارد). این نگاه مبتنی بر این باور است که طراحی ساختمان و سازه امری کاملا تخصصی است و مهندس عمران (که متولی راه‌سازی، پل‌سازی و… است)، نباید «سازه» طراحی کند و صرفا فردی مجاز به طراحی سازه است که از ابتدا در دپارتمان معماری، آموزش‌های تخصصی ساختمان دیده باشد. درمجموع اینکه گمان شود فقط فرمول‌ها و ضرایب طرح لرزه‌ای باعث کیفیت رفتار ساختمان‌های ژاپنی شده، اشتباهی بزرگ است. سلسله‌ای از امور، تحت قالب رفتاری سخت‌گیرانه ازسوی متولیان نظارت بر امر ساختمان، منجر به احداث تمدنی استوار، بر بستری لرزان شده است.
*

از: پیک ایران


به کانال تلگرام سایت ملیون ایران بپیوندید

هنوز نظری اضافه نشده است. شما اولین نظر را بدهید.