بخشی از مقاله
اصلاح شکل ساختمان رهیافتی براي کاهش اثرات مخاطره زلزله و بهسازي لرزهاي مدارس شهرهاي کشور
چکیده:
بر اساس آییننامه طراحی ساختمانها در برابر زلزله، مدارس در گروه ساختمانهاي »با اهمیت زیاد« قرارداشته و ایمنسازي لرزهاي چنین ساختمانهایی از اولویت زیادي براي مدیریت شهري بهویژه در شرایط اضطراري برخوردار است. برخلاف تصور عمومی که ایمنسازي بناها بهویژه ساختمانهاي بااهمیت بالا نظیر مدارس فرایندي پرهزینه است، تجربیات و مطالعات داخلی و خارجی نشان میدهد بسیاري از معیارهاي ایمنی ابنیه بدون هیچ گونه هزینه اضافی و صرفا با استفاده بهینه از مصالح، اصلاح روش هاي ساخت و قبل از آن با طراحی مناسب بنا قابل حصول هستند. در این میان می توان به طراحی شکل مناسب ساختمان مدارس اشاره نمود که نهتنها موجب کاهش هزینههاي ساخت شده بلکه موجبات بهبود ایمنی و رفتار لرزهاي مدارس را نیز فراهم میآورد.
واژههاي کلیدي: شکلبندي ساختمان، ایمنسازي لرزهاي، مدارس، زلزله
-1 مقدمه:
مقاله حاضر بر اساس نتایج مطالعهاي کاربردي که جهت بررسی و بومیسازي تجربیات سایر کشورها در زمینه ایمنسازي مدارس در برابر زلزله و همچنین تجربیات نگارنده در طراحی ایمن ساختمانهاي شریانهاي حیاتی و ساختمانهاي با اهمیت زیاد و مراکز مدیریت بحران (اتاق بحران) تعدادي از استانهاي کشور ارائه میگردد. در نوشتار حاضر، ابتدا شکل ساختمانی مدارس موجود مورد بررسی و طبقهبندي قرار میگیرد. براي این کار، شکل پلان ساختمان، وضعیت ارتفاع و تعداد طبقات، نحوه توزیع اجزاي باربر در پلان و موقعیت و ابعاد بازشوها در مدارس شهرهاي کشور مورد بررسی قرارگرفته و تاثیرات هریک از این موارد در ایمنی لرزهاي مدارس بر اساس استانداردها و آییننامه هاي ساختمانی ارزیابی میشوند. در ادامه نیز بر اساس نتایج تحقیقات، مطالعات و تجربیات موفق داخلی و خارجی و لحاظ نمودن استانداردهاي مطرح در مباحث آییننامههاي ساختمانی، راهکارها و ملاحظات ایمنی مرتبط در راستاي ایمنسازي ساختمانهاي آموزشی در برابر زلزله استخراج و پس از سادهسازي با استفاده از تصاویري گویا و قابل درك ارائه میگردد.
ایران کشوري سانحهخیز است و بهلحاظ قرارگیري بر روي کمربند زلزله آلپ- هیمالیا، قرارگیري بین دو صفحه تکتونیک فعال (صفحه عربستان و توران) و تعدد گسلهاي اصلی و فرعی که در تمام نقاط کشور گسترش یافتهاند، هر چندسال یکبار زلزلههاي بزرگ و مخربی را تجربه مینماید. شاید یکی از دلایل مهم خسارات ناشی از زلزله در کشور، توسعه شهرها بدون برنامهریزي و مورد غفلت واقع شدن شیوههاي ساختوساز اصولی باشد.
١
مطالعات نشان میدهد، عدم رعایت اصول ایمنی در ساخت ساختمانهاي »با اهمیت زیاد« میتواند موجب افزایش چشمگیر خسارات ناشی از زلزله شود. مطابق آییننامه طراحی ساختمانها در برابر زلزله (استاندارد (2800، مدارس نیز جز ساختمانهاي »با اهمیت زیاد« محسوب میشوند.
بناهاي آموزشی در نقاط مختلف کشور ما چه در شرایط عادي و چه در مواقع بروز سوانح، درکنار کاربري آموزشی، بهس عنوان پایگاههایی جهت گذراندن اوقات فراغت دانشآموزان، گردهماییهاي عمومی، برگزاري انتخابات، اجراي طرحهاي گسترده درمانی و اردوگاههاي اسکان موقت پس از وقوع سوانح نیز مورد استفاده قرار میگیرند. بنابر این ایمنسازي چنین ساختمانهایی از اهمیت زیادي براي استمرار خدماترسانی و مدیریت شهري بهویژه در شرایط اضطراري برخوردار است. برخلاف تصور عمومی که ایمنسازي بناها بهویژه ساختمانهایی بااهمیت بالا نظیر مدارس فرایندي بسیار پرهزینه است، در واقع بسیاري از معیارهاي ساختوساز ایمن، با لحاظ نمودن نکاتی که بعضا موجب کاهش هزینههاي ساخت میشوند نظیر رعایت سادگی در طراحی پلان و تقسیمبندي مناسب فضاهاي داخلی و جانمایی صحیح بازشوها قابل دستیابی است. بر این اساس، نوشتار حاضر با بررسی اشکالات رایج در شکلبندي ساختمانهاي مدارس و تاثیرات آنها بر کاهش مقاومت و تابآوري بنا در برابر زلزله، بر آن است الگوها و اشکال موفق ساختمانی را با استفاده از تجربیات کشورمان و کشورهایی که بهلحاظ لرزهخیزي و روشهاي ساخت و بهرهبرداري از مدارس مشباهتهایی با کشور ما هستند، ارائه نماید.
-2 مواد و روشها:
مقاله حاضر بر اساس نتایج مطالعهاي کاربردي جهت بررسی و بومیسازي تجربیات کشورهایی نظیر نپال و هند در زمینه ایمنسازي مدارس در برابر زلزله که نتایج آن در قالب کتابی با عنوان لایمنسازي بناهاي آموزشی در برابر زمینلرزهل در سال 1390 منتشر گردید و همچنین تجربیات نگارنده در طراحی ایمن ساختمانهاي شریانهاي حیاتی نظیر بیمارستانها و ساختمانهاي با اهمیت بسیار زیاد نظیر مراکز مدیریت بحران (اتاق بحران) تعدادي از استانهاي کشور تهیه و ارائه میگردد. در طول انجام مطالعهاي که این مقاله بر پایه نتایج حاصل از آنها استوار است، ابتدا شکل ساختمانی مدارس مورد بررسی و طبقهبندي قرار گرفت و سپس نقاط ضعف هریک از این اشکال معرفی و راهکارها و ملاحظات ایمنی مرتبط در راستاي ارتقا و تقویت ایمنی لرزهاي آنها با استفاده از تجربیات موفق داخلی و خارجی و لحاظ نمودن استانداردهاي مطرح در مباحث آییننامههاي ساختمانی کشور و استاندارد 2800 و همچنین استانداردهاي تدوین شده توسط موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران بهویژه استاندارد شماره 5019، استخراج و پس از سادهس سازي بهصورتی مصور و قابل درك ارائه گردید.
-3 بحث:
بر اساس بازدیدها و مطالعات میدانی انجام شده توسط نگارنده جهت ارزیابی وضعیت ایمنی سازهاي و غیرسازهاي ساختمانهاي مهم و حساس در برابر زلزله، حتی ساختمانها، تاسیسات و شریانهاي حیاتی در تهران و تعدادي از مراکز استانها نظیر ساختمان استانداريها، بیمارستانها و ساختمانهاي مرکزي سازمانها، حتی بعضا ساختمانهاي سازمانهاي امدادي کشور، بهلحاظ شکل و ابعاد پلان کف و طبقات، فضابندي و تقسیمبندي فضاهاي داخلی، اندازه و
٢
مکانیابی و ابعاد بازشوهاي در و پنجره، بعضا کوچکترین انطباقی با استانداردهاي لحاظ شده در آییننامههاي ساختمانی ندارند. متاسفانه بررسیها نشان میدهد ساختمان بسیاري از مدارس کشور حتی مدارس سطح شهر تهران که از معیارهاي ایمنی لرزهاي بهتري در قیاس با سایر مناطق کشور برخوردارند و بهویژه در بناي مدارسی با ساختمانهاي قدیمیتر، توجه به ملاحظات ایمنی لرزهاي در شکل ساختمان مورد غفلت واقع شده است.
براي بررسی شکلبندي ساختمان مدارس کشور بابد فاکتورهاي ذیل مورد بررسی قرارگیرند (در ادامه هریک از این فاکتورها بهتفصیل مورد بررسی قرار خواهند گرفت):
الف- شکل پلان ساختمان ب- ارتفاع و تعداد طبقات ج- توزیع اجزاي باربر در پلان
د- موقعیت و ابعاد بازشوهاي در و پنجره الف) شکل پلان ساختمان
حفظ تقارن در پلان ساختمان از جمله معیارهایی است که رعایت آن تاثیر بهسزایی در کاهش آسیبپذیري لرزه اي بنا خواهد داشت. بررسیها نشان میدهد شکل پلان ساختمانهاي اصلی یا فرعی شماري از مدارس، فاقد تقارن در هردو جهت بوده که این امر می تواند باعث ایجاد پیچش و افزایش خسارت مخصوصا در نقاط آسیبپذیر بنا شود. نحوه قرارگیري بازشوها نیز بهتر است تا حد امکان متقارن باشد. در این راستا بررسی آزمایشهاي میز لرزان، تحقیقات و تجربیات انجام شده در کشور هند و نپال گویاي این مطلب است که ساختمانهاي داراي پلان مربعی ساده یا مستطیلی، رفتار بهتري هنگام قرارگیري در معرض بارهاي ناشی از زلزله نسبت به آنهایی که داراي پیشآمدگی در پلان خود هستند، نشان میدهند. اثرات پیچش در ساختمانهاي داراي پلان مستطیلی کشیده و باریک بیشتر است. در استانداردها و آیین نامه هاي ساختمانی نیز در این خصوص صراحتا عنوان شده نسبت طول ساختمان به عرض آن از 3
به 1 تجاوز نکند. اگر شرایط پلان بهگونهاي است که طول بیشتري نیاز است، باید آنرا به قطعاتی با محدودیت طول به عرض ذکر شده و به فاصله کافی از هم تقسیم نمود. تقسیم یک قطعه بزرگ به قطعات مجزا باعث میشود که هر قطعه در مقابل بارهاي جانبی بهطور مجزا از سایر قطعات عملکند. این تقسیم بندي به قطعات مجزا، باعث میشود که هر قطعه متقارن و مستطیلی باشد. بطور کلی پلان ساختمان مدارس کشور را میتوان به شکلهاي ساده شدهاي که در ادامه ارائه شده اند طبقهبندي نمود. در جدول 1، شکلبندي ساختمانهاي آموزشی و نکات ایمنی مربوط به هریک از اشکال جهت معرفی تاثیرات شکلهاي پلان مدارس بر مقاومت لرزهاي بنا، مطابقت یا عدم انطباق شکل پلان با آییننامه هاي ساختمانی ارائه شده است.
٣
جدول :1 شکلبندي ساختمانهاي آموزشی و ملاحظات ایمنی متناظر
