भूकंप मार्गदर्शक सूचना क्र. ६
इमारतींच्या वास्तुशास्त्रीय वैशिष्ट्यांचे महत्त्व : भूकंपादरम्यान इमारतींची वर्तणूक प्रामुख्याने भूकंपीय बल जमिनीपर्यंत कशा रीतीने वाहून नेले जाते यासोबतच त्यांचा एकंदर आकार, आकारमान आणि भूमितीय रचना यांच्यावर अवलंबून असते. म्हणूनच इमारतीचा आराखडा तयार करण्याच्या वेळीच वास्तुशास्त्रज्ञ आणि संरचना अभियंता यांनी एकत्रितपणे काम करून भूकंपादरम्यान प्रतिकूल ठरणारी वैशिष्ट्ये टाळून इमारतीचा उत्तम विन्यास (बाह्यरूपण अथवा Configuration) निवडला जाईल, अशी काळजी घेणे आवश्यक आहे.
अमेरिकेतील नामांकित भूकंप अभियंता हेन्री डेन्कोब (Henry Degenkolb) यांनी इमारतींच्या उत्तम विन्यासाचे महत्त्व अचूकपणे थोडक्यात मांडले आहे, ते असे : ‘जर आपल्याला दुर्बल विन्यासावरून सुरुवात करावयाची असेल तर अभियंते इमारतीच्या संरचनेची केवळ मलमपट्टी करण्यासमान अस्तित्वातील दुर्बल विन्यासावर शक्य तेवढी उत्तम सुधारणा करू शकतात. याविरुद्ध जर इमारतीचा उत्तम विन्यास आणि सांगाड्याच्या योग्य प्रणालीपासून सुरुवात केली तर एखादा दुर्बल अभियंतादेखील इमारतीच्या भूकंपादरम्यानच्या वर्तणुकीवर कुठलाही विपरीत परिणाम करू शकत नाही.’
वास्तुशास्त्रीय वैशिष्ट्ये : सौंदर्यपूर्ण तसेच उत्तम कार्यात्मक संरचना उभारण्याची तीव्र इच्छाच वास्तुशास्त्रज्ञांना सुंदर आणि कल्पनात्मक संरचना संकल्पित करण्यासाठी प्रवृत्त करतात. कधी कधी इमारतीचा आकार बघणाऱ्याचे लक्ष वेधून घेतो, तर कधी कधी इमारतीची संरचनात्मक प्रणाली त्याला मोहवून टाकते आणि बऱ्याचदा संरचनात्मक प्रणाली आणि आकार दोन्ही मिळून ती संरचना उत्कृष्ट बनविण्यास कारणीभूत ठरतात. तथापि, इमारतीचा आकार आणि संरचना यांच्या प्रत्येकी निवडीचा तीव्र भूकंपादरम्यान इमारतींच्या कृतीशी महत्त्वपूर्ण संबंध असतो. जगभरामध्ये भूतकाळातील भूकंपात विविध प्रकारच्या संरचनांच्या मोठ्या प्रमाणावर झालेल्या क्षतिचे निरिक्षण हे भविष्यातील ‘अपेक्षित उत्तम संरचनात्मक विन्यास’ आणि ‘टाळण्यासारखे किंवा अनपेक्षित संरचनात्मक विन्यास’ ओळखण्यासाठी बोधप्रत ठरते.
इमारतींचा आकार : इमारतीच्या एकूण आकाराच्या दुसऱ्या दोन बाजूंपेक्षा एक बाजू अतिशय मोठी किंवा अतिशय लहान असणाऱ्या इमारती भूकंपादरम्यान योग्य कृती करित नाहीत. इमारतींची उंची आणि पायाच्या आकाराचे मोठे गुणोत्तर असणाऱ्या उंच इमारतींमध्ये भूकंपादरम्यान होणारी लादीची क्षितीज दिशेतील हालचाल जास्त असते (आकृती १अ). थोडक्यात, भूकंपाच्या हादऱ्यांदरम्यान अतिशय लांब इमारतींवर क्षतिचा मोठा प्रभाव पडतो (आकृती १आ). तसेच अधोदर्शनात (Plan; तलप्रक्षेपात) मोठे क्षेत्र असलेल्या इमारतींमध्ये स्तंभ आणि भिंतीद्वारे घेतले जाणारे क्षितीज भूकंपीय बल कमाल मर्यादेपेक्षा जास्त असू शकते, उदा., गोदामे (आकृती १इ).
इमारतींचा क्षितिजीय आराखडा : साध्या आकाराचा आराखडा असलेल्या इमारती भूकंपादरम्यान चांगली कृती करतात. साधारणत: अधोदर्शनात सोप्या भूमितीय आकाराच्या इमारती तीव्र भूकंपादरम्यान चांगली कृती करतात (आकृती २अ). तर अधोदर्शनात U, V, H किंवा + अशा आकारांच्या इमारतींचे मोठ्या प्रमाणावर नुकसान होते (आकृती २आ). इमारतींच्या अधोदर्शनातील या अंतर्गत कोपऱ्यांचे दुष्परिणाम टाळण्यासाठी इमारत दोन वेगवेगळ्या परंतु समान भागांमध्ये बांधता येऊ शकते. उदा., ‘L’ आकाराच्या इमारतीला वियोजन जोड (Separation Joint) देऊन दोन आयताकृती आकारात विभागता येऊ शकते (आकृती २इ). कधीकधी इमारतींचा अधोदर्शन साधे असले तरीही इमारतींच्या आराखड्यामध्ये तिच्या स्तंभ / भिंती समप्रमाणात विभागल्या जात नाहीत. अशी वैशिष्ट्ये असलेल्या इमारतींना भूकंपाच्या धक्क्यामुळे पीळ पडतो.
इमारतींचा ऊर्ध्व आराखडा : इमारतींमध्ये वेगवेगळ्या स्तरावरील लादीतलाच्या पातळीत निर्माण झालेले भूकंपीय बल तिच्या ऊर्ध्व दिशेतील अगदी जवळच्या मार्गाने जमिनीकडे पोहोचविणे आवश्यक असते. या बल हस्तांतरित करणाऱ्या मार्गामध्ये कुठल्याही प्रकारचे खंडन (Deviation or Discontinuity; विचलन) त्या इमारतीची कृती दुर्बल करण्यास कारणीभूत ठरते. इमारतींमधील ऊर्ध्व पश्चांतरामुळे (Setback) खंडीत झालेल्या पातळीमध्ये भूकंपाचे बल अचानकपणे वाढते, उदा., मोठ्या हॉटेलच्या इमारतीतील काही मजले इतर मजल्यांच्या तुलनेत रुंद असतात (आकृती ३अ). अशा रीतीने इमारतीच्या एखाद्या मजल्यावर अपुऱ्या संख्येचे स्तंभ आणि भिंती किंवा असाधारण उंचीच्या मजल्यामुळे त्या मजल्याची क्षति होते किंवा तो कोसळतो (आकृती ३आ). २००१ मध्ये भारतातील भूज येथील भूकंपात वाहनतळासाठी राखून ठेवण्यात आलेल्या विवृत्त तळ मजला (Open Basement) असणाऱ्या अनेक इमारती सहजपणे कोसळल्या किंवा त्यांचे मोठ्या प्रमाणात नुकसान झाले.
आ. ३. इमारतीच्या उंचीमधील भार हस्तांतरणाचे अचानकपणे मार्गच्युती झाल्यास इमारती दुबळेपणाने कृती करतात : (अ) पश्चसृत, (आ) कमकुवत किंवा सुनम्य : (१) असामान्य उंच मजला, (इ) उताराची जमीन, (ई) लटकते किंवा तरंगते स्तंभ, (उ) खंडित संरचनात्मक घटक : (१) तळमजल्यावरील खंडित झालेली प्रबलित क्राँक्रिटची भिंत.
उतारावरील इमारतींना जमिनीच्या उतारानुसार असमान उंचीचे स्तंभ असतात. त्यामुळे भूकंपादरम्यान इमारतींना पीळ पडणे किंवा कमी उंचीच्या स्तंभांचा विनाश असे दुष्परिणाम घडून येतात (आकृती ३इ). ज्या इमारतींमध्ये मधल्या मजल्याच्या तुळईवर तरंगते किंवा लटकते स्तंभ आहेत आणि जे इमारतीच्या पायापर्यंत जात नाहीत अशा इमारतींच्या भार हस्तांतराच्या मार्गात खंड पडतो (आकृती ३ई). काही इमारतींना भूकंपीय बल पायापर्यंत नेण्यासाठी काँक्रिटच्या भिंती असतात. परंतु ज्या इमारतींमध्ये अशा भिंती तळमजल्यावर वाहनतळाकरिता मोकळी जागा ठेवण्यासाठी खंडित केल्या जातात. अशा इमारतींना भूकंपादरम्यान मोठ्या प्रमाणावर क्षति होण्याचा संभव असतो (आकृती ३उ).
इमारतींची संलग्नता : जेव्हा दोन इमारती एकमेकांच्या अतिशय जवळ असतात. तेव्हा तीव्र हादऱ्यांदरम्यान त्यांच्यात टक्कर होण्याचा संभव असतो. अधिक उंच इमारतींमध्ये अशा प्रकारची टक्कर हे मोठे संकट ठरू शकते. जेव्हा दोन इमारतींची उंची असमान असते, त्यावेळी कमी उंचीच्या इमारतीचे छत त्यापेक्षा उंच स्तंभ असणाऱ्या इमारतीच्या मधल्या भागावर आदळले जाऊ शकते आणि हे भयंकर ठरू शकते (आकृती ४).
इमारतीचे संकल्पन आणि मानके : साधारण विचार करता निश्चितपणे कुणीही इमारती त्याचत्याचप्रकारे न बांधता त्यांना अधिकाधिक चित्तवेधक बांधतील. तथापि असे करताना इमारतींची भूकंपादरम्यान दुर्बल वर्तणूक आणि सुरक्षा यांच्या मोबदल्यात तसे करण्याची आवश्यकता नाही. भूकंपाचा सामना करताना धोकादायक ठरणारी इमारतींची वास्तुशास्त्रीय वैशिष्ट्ये टाळली गेली पाहिजेत. जर हे जमले नाही तर ते कमी करण्याचा प्रयत्न केला गेला पाहिजे. ज्यावेळी इमारतींमध्ये अनियमित वैशिष्ट्ये समाविष्ट केली जातात. त्यावेळी संकल्पनासाठी मोठ्या प्रमाणावर अभियांत्रिकी प्रयत्नांची गरज भासते. तरी देखील ती इमारत साध्या वास्तुशास्त्रीय वैशिष्ट्यांप्रमाणे उत्तम असेलच असे नाही.
इमारतींचा आराखडा तयार करताना तिच्या विन्यासाविषयी घेतले गेलेले निर्णय, मानकामध्ये विनिर्देशित केल्याप्रमाणे संकल्पित बल अचूकपणे काढण्यापेक्षा अधिक महत्त्वपूर्ण आणि परिणामकारक ठरते असे मानले जाते.
संदर्भ :
- IITK-BMTPC भूकंप मार्गदर्शक सूचना क्र. ६.
