آنچه باید در ساختن خانه ها بدانیم

مقاومت هر سازه در برابر زلزله به دو عامل اساسی بستگی دارد: یکی نوع ساخت سازه و به کارگیری اصول و قوانین مهندسی در طراحی و اجرای آن و دیگری بزرگی و قدرت زلزله در سالهای اخیر از طریق رسانه های گروهی هر چند وقت یک بار خبری در مورد روش های ابداعی مهندسان سازه برای مقاوم سازی ساختمان ها یا ساخت سازه های مقاوم در برابر زلزله شنیده می شود؛

شیوه هایی مثل قرار دادن ساختمان روی بلوک های لغزشی، حفر کانال های بسیار بزرگ در اطراف فونداسیون ها (پی ها)، معلق کردن ساختمان از زنجیر(!)، آویزان کردن پاندول های بزرگ از سقف و.... نکته قابل تامل در مورد این راهکارها، تقریبا غیر عملی بودن آنها با توجه به وضعیت ساخت وساز در کشوری مثل ایران آنهم در مقیاس وسیع است. البته نه تنها در ایران بلکه در اکثر کشورها این کار تا حدود زیادی نشدنی است و اگر هم قابلیت اجرایی داشته باشند بسیار هزینه بر بوده، برای تمام ساختمان ها قابلیت اجرایی ندارند. در کنار این روش ها، کارهایی مثل استفاده از جدا سازها، میرا کننده ها و جذب کننده های انرژی (قرار دادن فنرهای پلاستیکی ویژه یک یا چند لایه در پی ساختمان) برای کاهش خسارات و تلفات، عملی تر به نظر می رسد.

با توجه به توضیحات فوق، در حال حاضر بهترین راه حل یافتن شیوه هایی برای بهبود روند ساختمان سازی کنونی است. یعنی با تغییراتی چند در روش های اجرایی و صد البته با انجام کارها بر اساس ضوابط و آئین نامه ها از ابتدا تا اتمام کار اجرایی پروژه ها، می توان به نتایج بسیار بهتری دست یافت.
مقاومت هر سازه در برابر زلزله به دو عامل اساسی بستگی دارد: یکی نوع ساخت سازه و به کارگیری اصول و قوانین

مهندسی در طراحی و اجرای آن و دیگری بزرگی و قدرت زلزله.

نوع، کمیت و کیفیت مصالح
از این دیدگاه ساختمان ها به طور کلی به چهار دسته ساختمان های فولادی، بتنی، ساختمان های با مصالح بنایی (آجری) و ساختمان های چوبی تقسیم می شوند. با توجه به کاربرد بیشتر و به روز بودن ساخت سازه های بتنی و فولادی در عصر حاضر، قوانین موجود در زمینه ساخت این دو نوع سازه را بیشتر مورد بحث و بررسی قرار می دهیم. سازه های بتنی و فولادی اگر براساس اصول مهندسی و ضوابط و آئین نامه های اجرایی موجود ساخته شوند، تفاوت آنچنانی از نظر مقاومتی با هم ندارند. با یادآوری این نکته که، فولاد در برابر حرارت و مواد شیمیایی نسبت به بتن مقاومت کمتری دارد (آتش سوزی و ذوب شدن، زنگ زدگی، پوسیدگی و...). در زلزله هر چه اعضای سازه شکل پذیرتر و انعطاف پذیرتر باشند، خسارات مالی و جانی وارده کمتر خواهدبود. برای این کار بهتر است از فولاد کم کربن، جوش پذیر و دارای شکل پذیری بالا استفاده شود. البته صرفا فولادی بودن یک سازه تضمینی بر مقاومت آن در برابر زمین لرزه نیست. به عنوان مثال برج 20 طبقه
Pinot Suarez که یک برج فولادی بود در زلزله سال 1985 مکزیکوسیتی، کاملا فرو ریخت. بنابراین مقاومت بالای سازه های فولادی مستلزم اجرای اتصالات و جوش ها و سایر مولفه های اجرایی آنها، به طور کاملا علمی و فنی و بر اساس آئین نامه های ملی و بین المللی موجود است.

باد بندها
در ساختمان های فولادی، بادبندها بعد از تیر و ستون و در موقع زلزله و باد حتی می توان گفت بیش از آنها دارای اهمیتند و عامل بسیار مهمی برای مقاومت در برابر زلزله و بارهای جانبی دیگرهستند. انواع باد بندهای هم مرکز و خارج از مرکز، به اشکال مختلف vو v معکوس و ضربدری (X) مورد استفاده قرار می گیرند. بادبندهای X برای مقابله با باد کاربردی ترند تا در برابر زلزله و در برابر بارهای متناوب از شکل پذیری کمتری برخوردارند، زیرا که در این نوع بادبندها در هنگام وارد شدن نیروهای جانبی، همواره یک عضو مورب آن در کشش و دیگری در فشار است و این باعث شکست آنی یا اصطلاحا شکست ترد می شود . طراحی و اجرای بادبندها باید با نهایت دقت و بر اساس اصول و قوانین مهندسی خصوصا در مورد محل قرارگیری خود بادبندها، نوع و اندازه پروفیل مصرفی، مقدار و نوع و طول جوش ها، نوع درز جوش و... صورت گیرد.

تیر و ستون های بتنی
بتن مسلح بتنی است که در آن برای مقاومت و شکل پذیری بیشتر در قدیم از مواد و الیافی طبیعی مثل موی اسب، بز و در عصر حاضر از فولاد (اکثرا میلگرد یا سیم های ضخیم و...) یا از الیاف مصنوعی استفاده می شود. در اجرای این نوع اعضا رعایت نکات زیر الزامی است:
بکار بردن میزان آرماتور در حد مورد نیاز طبق نقشه نه بیشتر و نه کمتر، فاصله گذاری مناسب بین آرماتورها، عدم استفاده از میلگردها و مسلح کننده های زنگ زده و آغشته با گرد و خاک یا هر ماده دیگر، برس کشیدن آرماتورها قبل از بتن ریزی و تمیز کردن آنها، استفاده از بتن با عیار (مثلا بتن با عیار 350 یعنی بتنی که در هر متر مکعب آن که در حدود 4/2 تن وزن دارد میزان سیمان مصرفی 350 کیلوگرم است) سیمان خواسته شده طبق نقشه اجرایی، رعایت زمانبندی بتن ریزی، استفاده از سیمان با تیپ بندی متناسب با شرایط محیطی محل احداث سازه و نیز متناسب بامقاومت خواسته شده، استفاده از سنگدانه ها (شن و ماسه )با دانه بندی مناسب و درصد اختلاط صحیح و نهایتا استفاده از آب مناسب بتن ریزی. زیرا هر آبی که املاح آن از حد طبیعی بیشتر یا کمتر باشد برای بتن ریزی مناسب نیست و بتن ساخته شده با آن مقاومت مطلوب را نخواهد داشت. بهترین آب برای ساخت بتن، آب آشامیدنی و قابل شرب است.

یک بتن ایده آل
بتن مصالحی است متشکل از سنگدانه (شن وماسه حدودا 70 درصد) و مابقی آب و سیمان است. بتن بعد از 28 روز به حدود 90 درصد از مقاومت نهایی خود
می رسد و هر آن به مقاومت آن افزوده می شود تا به مقاومت کامل خود برسد.
برای دستیابی به یک بتن ایده آل باید نسبت آب به سیمان مناسب بوده، دانه بندی استاندارد و مقاومت و سختی کافی سنگدانه ها (شن وماسه) و مخلوط کردن آنها با نسبت های تعیین شده نیز باید بر اساس
دستور العمل های موجود باشد. استفاده از نوع سیمان (تیپ 1،۲، ۳، 4،۵، ضد سولفات) متناسب با شرایط محیطی و مقاومت مورد نیاز مهمترین عامل در کیفیت بتن است، متراکم کردن کامل و هواگیری بتن در هنگام بتن ریزی به کمک لرزاندن بتن در مدت زمان معین برای خروج آب و حباب اضافی بتن و جلوگیری از تخلل (حفره حفره شدن) بتن و در نتیجه کاهش مقاومت آن بعد از گیرش بتن نتیجه ای بی نقص را به همراه خواهد داشت.

شکل هندسی نقشه ساختمان
یک سازه مقاوم در برابر زلزله دارای نقشه ساده، متقارن وبدون کشیدگی در سطح(پلان) و ارتفاع (نما و مقاطع عرضی) است؛ چنین سازه ای دارای توزیع مقاومت یکنواخت و پیوسته بوده، در برابر زلزله
مقاوم تر است. هرچه نقشه یک ساختمان ساده تر باشد، باعث قدرت بیشتر مهندسان در درک رفتار لرزه ای سازه از یک طرف و از جهت دیگرکسب اطلاعات بیشتری از رفتار دینامیکی (حرکتی) اتصالات آن می شود. بهترین شکل پلان به صورت مربع یا اشکال منظم هندسی نزدیک به آن (مثلا مستطیلی) است. نقشه های دایره ای هم مناسبند. نقشه هایی که شمای کلی آنها بصورت (L - صلیبی - U - H -T) هستند، نامناسب بوده، محاسبات این سازه ها که دارای نقشه های کشیده هستند، پیچیده تر از دیگر ساختمان هاست ..و حتما باید از درز زلزله استفاده شود

ارتفاع ساختمان
نسبت ارتفاع (h ) به عرض (b) ساختمان نباید از 4 تجاوز کند. اگر این نسبت بین 4 تا 6 باشد حالت بحرانی داشته، هر چه این نسبت بیشتر شود احتمال واژگونی و از جا کنده شدن ساختمان وجود دارد. حتی الامکان باید سعی شود که تمام طبقات دارای ارتفاع یکسان و یکنواخت بوده و در ساختمان طبقات با ارتفاع غیر معمول کوتاه یا بلند نداشته باشیم. پرهیز از داشتن
تراز های دو قسمتی در ساختمان و ساخت باز شوها در دیافراگم ها (منظور از دیافراگم صفحه ای است فرضی که نقاط مقاوم را به هم متصل می کند تا به صورت یکپارچه عمل کرده و در برابر نیروها مقاومت کنند. عمده ترین دیافراگم ها در ساختمان ها سقف طبقات هستند که باعث عملکرد همزمان و هم جهت تیر ها و ستون ها و به طور کلی عمل کردن همزمان تمام اجزای طبقه و نهایتا کل سازه می شوند) نیز امری ضروری است.

شرایط زمین محل احداث
اگر ناگزیر به ساخت در یک زمین با نقشه نامنظم باشیم، با ایجاد درز انقطاع (جدا کننده) با عرض مناسب پلان را به شکل های منظم هندسی تقسیم می کنیم تا هم اجرا راحت و اصولی تر باشد و هم از
ضربه زدن ساختمان های مجاور به همدیگر در هنگام زلزله جلوگیری شود. دوری از احداث سازه روی سطوح شیب دار یا تپه ها، از مواردی است که می تواند ما را به ساخت سازه ای مقاوم رهنمون شود. البته ساخت وساز در اینگونه مکان ها هم ضوابط خاص خود را دارد ‍؛ از جمله قرار دادن عناصر مقاوم مرکز سختی در پایین شیب.

پی سازی
اجرای فونداسیون ساختمان باید به طور کاملا فنی و دقیق روی زمین با مقاومت کافی و کنترل شده، باخاک کاملا متراکم و دارای دانه بندی و جنس مطلوب باشد، تا احیانا مسئله نشست و لغزش در پی رخ ندهد. به جرات می توان گفت که خرابی در فونداسیون ساختمان ها، همواره به سبب گسیختگی خاک زیر آن صورت
می گیرد و واژگونی در اثر بلندشدن پی بندرت پیش می آید.در انتها، شایان ذکر اینکه، اگرچه ممکن است برای مالکان ،پیمانکاران ، سازندگان و شرکت های بیمه از نظر هزینه های اجرایی، تفاوت چندانی بین فروریختن کامل یا آسیب دیدگی جزئی سازه وجود نداشته باشد که منجر به عدم کارایی آن شده که نیاز به تخریب کامل و جایگزینی داشته باشد، ولی برای ساکنان ساختمان ها این تفاوت بسیار حیاتی و در واقع مرز بین زندگی و مرگ است.
بنابراین، رعایت نکات فوق هر چندکه نتواند مانع آسیب دیدگی جزئی ساختمان ها شود ولی، اگر از تخریب صد در صد آنها جلوگیری کند، در این صورت بازهم در کارمان موفق بوده ایم و تا حدودی به اهدافمان رسیده ایم.... ولی مسلم بدانید که، در پیش گرفتن مسیر رعایت قوانین و مقررات و بندهای آئین نامه های اجرایی به یک جا ختم می شود و آن جایی است که با ساخت سازه های مقاوم در برابر زمین لرزه و سایر نیروهای خارجی و داخلی وارد بر ساختمان ها، تلفات و خسارات جانی و مالی، تا حد بسیار زیادی کاهش پیدا خواهد کرد...، امید آن داریم که چنین شود.

سید سعید حسینی