برای حفظ بنا‌های تاریخی باید به ضعف‌های ذاتی این سازه‌ها توجه ویژه داشته باشیم

به گزارش شهرآرانیوز، حمید کاظمی در نشست تخصصی خطرپذیری و توانمندسازی آثار تاریخی دربرابر زلزله در مشهد به‌مناسبت روز جهانی بنا‌ها و محوطه‌های تاریخی در موزه بزرگ خراسان اظهار کرد: بحث اصلی، خطرپذیری و توانمندسازی آثار تاریخی دربرابر زلزله است. اگرچه زلزله موضوع اصلی این همایش است، اما می‌دانیم که قبل از وقوع زلزله نیز بسیاری از کشورها، به‌ویژه ایران، به‌دلیل محدودیت منابع مالی و فرسودگی بنا‌های قدیمی و تاریخی‌مان به‌شدت درمعرض تهدید هستند.

عضو کمیسون فنی و بررسی طرح‌ها در شهرداری مشهد بیان کرد: در واقع، زلزله شاید به‌عنوان یک عامل ثانویه تلقی شود و مسئله‌ ازبین‌رفتن آثار تاریخی در همه جا وجود دارد. برای مثال، در آمریکا ۷۰ درصد آثار سینمایی صامت و غیرصامتِ اواخر قرن نوزدهم و اوایل قرن بیستم از بین رفته‌اند. پس این مشکل، جهانی است.

عضو هیئت‌علمی دانشگاه آزاد اسلامی مشهد گفت: در فرایند حفظ بناها، دو موضوع اهمیت دارد: فرسودگی و بلایای طبیعی یا انسانی. البته، برخی منتقدان «بلایای طبیعی» را اصطلاح دقیقی نمی‌دانند و معتقدند انسان‌ها در تبدیل زلزله به بلا نقش دارند و می‌توانند از آن به‌عنوان فرصتی برای پیشرفت و تفکر استفاده کنند.

مفاهیم کلیدی خطرپذیری لرزه‌ای

وی عنوان کرد: هدف اصلی، بررسی تفاوت بین خطرپذیری و خطر و درنهایت، رسیدن به مفهوم مدیریت ریسک است. درواقع ریسک یا خطرپذیری، به احتمال آسیب ناشی از زلزله به یک بنا گفته می‌شود و دارای مؤلفه‌های تحلیل خطر لرزه‌ای، تحلیل آسیب‌پذیری لرزه‌ای، پیامد‌های ناشی از زلزله و مدیریت و ظرفیت‌سازی است.

کاظمی ادامه داد: این عوامل در هم ضرب و تقسیم می‌شوند و خطرپذیری را ایجاد می‌کنند. در مناطقی با خطر بالا، آسیب‌پذیری زیاد و پیامد‌های وسیع و ظرفیت‌های پایین، ریسک به طور تصاعدی افزایش می‌یابد. متأسفانه در ایران به‌دلیل محدودیت‌های مدیریتی و مالی، این ریسک معمولاً بسیار بالاست.

تحلیل خطر لرزه‌ای

وی عنوان کرد: فرایند تغییر خطر لرزه‌ای، فرایندی کاملاً علمی است که به بررسی چگونگی حرکت زمین در هر نقطه و نحوه واردشدن نیرو به سازه‌ها می‌پردازد. بستر‌های سنگی (مانند منطقه فعلی در مشهد) ارتعاشات فرکانس بالا ایجاد می‌کنند که سازه‌های سخت را تحت‌تأثیر قرار می‌دهند. در مقابل، بستر‌های آب‌رفتی عمیق (مانند شمال مشهد) ارتعاشات متفاوت با امواج دوره بلند ایجاد می‌کنند که سازه‌های نرم‌تر را بیشتر تحت‌تأثیر قرار می‌دهند.

زمین‌شناسی و زلزله

عضو هیئت‌علمی دانشگاه آزاد اسلامی مشهد گفت: وقوع زلزله ناشی از حرکات زمین و تکتونیک صفحه‌ای است. نقشه خطر لرزه‌ای جهان نشان می‌دهد که ایران یکی از لرزه‌خیزترین کشور‌های جهان است. این نقشه بر اساس پارامتر‌های زمین‌شناسی، حرکات صفحه‌ای، زلزله‌های تاریخی و دستگاهی، توپوگرافی، لایه‌های زمین و خاک، گسل‌ها و پارامتر‌های کاهندگی تهیه شده است.

وی افزود: خطر، خارج از حیطه اختیارات انسان است و به ماهیت رویداد‌های روی زمین برمی‌گردد. نقشه گسل‌های ایران و زلزله‌های گذشته، نشان‌دهنده لرزه‌خیزبودن استان‌های مختلف است. خراسان ترکیبی از ایران مرکزی و کپه داغ است. شهر‌های نیشابور، سبزوار، قوچان و باجگیران در این ناحیه قرار دارند و مشهد شرایط متفاوتی دارد.

عضو کمیسون فنی و بررسی طرح‌ها در شهرداری مشهد بیان کرد: عمق زلزله‌ها در ایران معمولاً کم است (بین ۸ تا ۲۷ کیلومتر) که باعث انتقال انرژی زیادی به سطح و افزایش خطر لرزه‌ای می‌شود.

آسیب‌پذیری بالای بنا‌های خشتی و سنگی

وی افزود: سازه‌های سنگی و ساختمان‌های عمدتاً آجری، با یا بدون کلاف یا ساختمان‌های ترکیبی از سنگ و خشت و چوب، به طور کلی آسیب‌پذیری زیادی دارند؛ این آسیب‌پذیری به‌دلیل تاریخی‌بودن و فرسودگی و همچنین ضعف‌های ذاتی یا اشکالات سیستمی این سازه‌هاست. در ادامه به این سیستم‌ها اشاره خواهد شد. بنا‌های سنگی، خشتی و آجری متعددی در نقاط مختلف ایران وجود دارند که هر کدام آثار ارزشمندی با قدمت چندهزارساله در تاریخ کشورمان هستند.

کاظمی با بیان ویژگی‌های سازه‌های بنایی و نقاط ضعف آن‌ها، اظهار کرد: به‌دلیل قطعه‌قطعه‌بودن مصالح و کلاف‌بندی‌های غیراصولی، فرم‌های نامنظم و ناهمگنی ایجاد می‌شود؛ از طرفی مقاومت کششی این سازه‌ها بسیار پایین و تقریباً نزدیک به صفر است.

وی افزود: با توجه به اینکه مقاومت فشاری محدود بوده و رفتار سازه ترد و شکل‌ناپذیر است، در نتیجه، اتلاف انرژی در این سازه‌ها وجود ندارد؛ همچنین جرم این سازه‌ها بالا، اما سختی آن‌ها کم است و خصوصیات دینامیکی مناسبی ندارند.

عضو کمیسون فنی و بررسی طرح‌ها در شهرداری مشهد به نامنظمی هندسی و نبود انسجام سازه‌ها اشاره کرد و گفت: این سازه‌ها دارای نامنظمی در هندسه بوده و انسجام کافی بین اجزا وجود ندارد و به‌شدت درمعرض مخاطرات ژئوتکنیکی قرار دارند و به‌مرورزمان دچار فرسودگی بیشتری می‌شوند.

وی با اشاره به آجری‌بودن برخی بنا‌های تاریخی بیان کرد: مصالح آجری ناهمگن بوده و مقاومت بسیار پایینی دارند. مقایسه مقاومت فشاری بتن معمولی (۲۵ تا ۳۰ مگاپاسکال) با خشت (۱.۲ مگاپاسکال) نشان می‌دهد که مقاومت فشاری خشت حدود ۲۰ تا ۲۵ برابر ضعیف‌تر است. مقاومت کششی خشت نیز به همین نسبت از بتن معمولی کمتر و تقریباً نزدیک به صفر است. مقاومت فشاری آجر‌های قدیمی و ملات‌های مختلف نیز بسیار پایین (در محدوده ۱ تا ۵ مگاپاسکال) است.

وی به شکنندگی این سازه‌ها اشاره کرد و افزود: سازه‌های مصالح بنایی (مانند ماشین بدون ترمز) فاقد سیستم مستهلک‌کننده انرژی هستند. درنتیجه، نیرو‌های زیاد سبب ایجاد خسارت کلی و فروریزش می‌شوند؛ درحالی‌که سازه‌های شکل‌پذیر خسارت‌های جزئی‌تری را تجربه می‌کنند.

کاظمی تصریح کرد: عدم پیوستگی کافی بین دیواره‌ها و بین دیواره و پی، یکی از مشکلات جدی در سازه‌های تاریخی و مصالح بنایی است. در هنگام زلزله، این عدم پیوستگی باعث می‌شود دیوار‌ها مانند قطعات یخ از هم جدا شده و پرتاب شوند. حفظ انسجام از طریق مقاوم‌سازی و بهسازی، می‌تواند به رفع این مشکل کمک کند.