بخشی از مقاله
راهکارهاي پیشینیان در پایدارسازي واستحکام بخشی بناهاي کهن در برابرنیروهاي رانشی، الگویی در بهسازي لرزه اي سازه هاي خشتی و گلی
چکیده
بسیاري از بناهاي سطح کشور به ویژه در مناطق کویري و بیابانی که امکان دسترسی به شیوههاي نوین استحکام بخشی را ندارند از جنس خشتی و گلی هستند. براي این بناها هنوز نیز در سطح کشور آیین نامه مدونی جهت پایدارسازي وجود ندارد. با بهره جویی از شیوههاي بیان شده در این جستار میتوان این ساختمانها را در برابر نیروهاي جانبی، به ویژه زمین لرزه پایدار ساخت.
سرزمین ایران جایگاه هنرآفرینان معمار میباشد. هنري که بوم آوردي (همگن بودن ساختار بنا با شرایط پیرامونی) از ویژگیهاي جدایی ناپذیر ان است و هر کجا که بین رویکرد به بوم و ساخت جدایی افتاده است، آسیبهاي فراموش نشدنی را در پی داشته است. زمین لرزه از رویدادهایی است که از دیر باز اندیشه سازندگان بنا را در این دیار به خود مشغول داشته است.
بر طبق مفاد آیین نامه 2800، یکی از نکات مهم پایدارسازي بناهاي تاریخی در برابر زمین لرزه، کاستن نیروهاي جانبی است، بدین منظور در گذشته راهکارهاي گوناگونی مانند بستن هو ها، پشت بندها، کلاف کشیهاي مناسب و... را بکار بستهاند. این جستار تلاش دارد تا به این راهکارها بپردازد.
نبود آیین نامه مشخص در مورد پایدار سازي بناهاي خشتی و گلی از یک سو و کمینت بسیار زیاد این بناها از سوي دیگر، ضرورت پرداختن به این مبحث را آشکار تر میکند.در جنبهي دیگر میتوان گفت که بسیاري از بناهاي تاریخی با ارزش ما که بایستی مرمت و پایدار سازي شوند در این دسته جاي می کیرند که شایسته است با تلاش بیشتر در جهت شناخت این روشها که بسیار کم هزینه و از لحاظ قوانین مرمتی هم بسیار منطبق با قوانین جهانی هستند از آنها در جهت پایدارسازي این گونه ساختمانها استفاده کرد.
واژههاي کلیدي: بناهاي خشتی و گلی، پایدار سازي، زمین لرزه، هشت و گیر، کلاف
-1مقدمه
کشور ایران، سرزمینی است که خردمندانش، بکار بردن ساخت مایههاي بومی را سرچشمه ي کار خود ساخته اند و با برگیره اي از سرشتهاي گوهرین یافت شده در هر بوم، دست به آفرینش رازیگرانه(معمارانه) زدهاند.
بیشتر ساختمانهاي این سرا از خشت است و گل، باري شوربختانه هنوز هم بیشتر رویکردها در همایشها به ساختمانهاي شهري است با ساخت مایههاي فلز و بتنیاش.
این جستار بر آن است تا با الگو گرفتن از شاهکارهاي ساختمان سازي کهن بوم بیابانی و کویري به اندیشه پیشینیان خود در رام کردن نیروهاي زمین لرزه بپردازد. این تلاش خود میتواند راهکارهایی را بدست دهد به ویژه براي بناهاي روستایی این بوم که هنوز از خاك بر میآیند و با تنوره کشیدن دیو بد سگال زمین لرزه، بار دگر به خاك مینشینند.آري هنوز در یادمان بم با آن همه بناهاي خشتی جاي دارد که بنا گاه فروریخت،کم نیستند بناهاي دیگر که نیازمند یاري مان هستند. بکار بستن هو ها، پشت بندها،کلاف کشی هاي بجا و درست و... گونههایی از این رازهاست که مهرازان(معماران) کهن، آنها را چارهي ساختمانها در برابر جنبش ناخواسته زمین کردهاند.
-2 راههاي رفع رانش در بناهاي تاریخی
به دلیل اینکه بسیاري از بناهاي خشتی و گلی ایران داراي پوشش ازگ ( پوششی که داراي لنگههاي تویزه یا تاق میباشد) هستند، لذا در آنها نیروهاي رانشی پدید میآید. به شکل کلی دو گونه پوشش در معماري ایرانی بکار میرود؛ پوششهاي تخت و پوششهاي ازگ. همان گونه که در شکل (1) مشخص شده است در پوششهاي تخت نیروي وارده از پوشش به ستونها در جهت عمود بوده، بیشترین تأثیر را در نشست سازه خواهد داشت. در زمانهاي قدیم با افزودن سطح پی یا بکار بردن ستونهاي متوالی، در این گونه پوشش، نشست حاصله را کاهش میدادند. گونهي دیگر پوشش، پوششهاي ازگ است. در این گونه پوششها مطابق شکل (2) نیروي R به دو مؤلفه R y و Rx تجزیه میشود که Ry باعث انتقال نیروهاي پوشش به ستون و در نهایت اگر بیش از حد باشد باعث نشست سازه خواهد شد. اما مؤلفه افقی نیروي Rx همان است که باعث پدیده رانش خواهد شد. نیروي رانش بزرگترین مشکل را هم در زمین لرزه و هم در حالت عادي براي سازههاي با پوشش ازگ پدید میآورد.
شکل شماره : 1 نیروي وارده از پوشش به ستونها شکل شماره :2 نیروهاي پدید آمده در پوشش ازگ
همان گونه که میدانیم، به طور کلی در هر چفد(قوس) مانند شکل (3)، AB را دهانه، CD را افراز و CD/ABرا خیز میگویند. راه حلهاي زیر از جمله روشهایی است که در گذشته براي خنثی کردن این نیرو بکار بستهاند.
-1-2 نخستین راه حل ممکنه این است که افراز را بلند و دهانه را کمتر بگیرند(شکل .(3 براي این کار از چفدهایی استفاده میشود که نسبت افراز به دهانه بیشتر باشد. این راه حل بیشتر در پیش از اسلام در بناها دیده میشود. بناهاي با شکوه هم چون تاق کسري این گونه راه حل را بکار بردهاند. این خود باعث میشود هم نیرو به راستاي عمودي نزدیکتر شود، هم تاق از بلندا و شکوه بیشتري برخوردار گردد.
شکل شماره :3 چفدهاي با نسبتهاي افراز به دهانه متفاوت
در شکل((3 سمت راست CD/AB نسبت به شکل سمت چپ بیشتر میباشد، لذا چفد سمت راست داراي پایداري بیشتري میباشد.
این راه حل به گونه دیگري نیز قابل بررسی است و آن اینکه هر چه زاویه انتقال بار از تویزه (لنگه باربري که جایگزین آن قاب
فلزي در ساختمانهاي فولادي است و کاربري آن انتقال بار از تاق به زمین است) به ستونها به سمت عمود نزدیکتر باشد، سازه نیروي رانشی کمتري خواهد داشت. به همین دلیل راه هاي دیگري نیز پدید آمد. نکته مهم در این راهها این است که زاویه α تا حد ممکن کم شود یا اینکه جرز یا ستون به گونهاي ساخته شود که امتداد نیروي تویزه تا حد ممکن از زاویه α کاسته شود. به عنوان نمونه در شکل (4) عکسالعملهاي قوسهاي شکل (3) نمایش داده شده است. به دلیل اینکه قوس سمت راست نیروي رانشی که تولید میکند به محور قائم نزدیکتر است، رانش کمتري را نسبت به قوس سمت چپ ایجاد خواهد کرد.
شکل شماره :4 زاویه انتقال بار از تویزه به ستون یا دیوار زیرین
-2-2 یکی از راهکارهایی که بسیار بکار میرود، استفاده از تویزههاي مجاور یکدیگر است، در این حالت مؤلفههاي افقی نیرو (نیروي رانش) همدیگر را خنثی میکنند ولی نیروهاي عمودي با هم جمع میشوند که نشست بیشتري را پدید میآورند. اگر زاویههاي نیروي رانش هر لنگه با پایه ستون β) با α )با یکدیگر برابر باشند و میزان نیروها هم یکسان، تقریًبا رانش برابر صفر میشود.این راه حل یکی از مهمترین شیوههاي جلوگیري از رانش در پوششهاي ازگ میباشد. در شبستانهاي مدارس و مساجد همچنین در رواقهاي دور تا دور میان سراها(حیاط درونی) از این راه حل استفاده زیادي شده است( شکل .(5
شکل شماره :5راهکارخنثی کردن نیروهاي رانشی در لنگه هاي مجاور هم
-3-2 یکی دیگر از راه حلها سنگین کردن بخش رویی پاتاق است. در این روش با سنگین کردن پاتاق نه به شیوه مستقیم بلکه به شیوه غیر مستقیم از رانش جلوگیري میکنند. به عنوان نمونه روي لنگهها(تویزهها) و
تاقهاي طبقهي اول، طبقه دیگري ساخته میشود. با این شیوه نیروي عمودي بسیار بیشتر از نیروي رانش میشود و عکسالعمل نیروها با زاویه تمایل بیشتري نسبت به سطح قائم قرار خواهد گرفت که خود به معناي کاستن از نیروي رانش میباشد.
