भूकंप मार्गदर्शक सूचना २६
आघूर्ण विरोधी चौकटींच्या इमारती (Moment Resisting Frames) : आघूर्ण विरोधी चौकट असलेल्या इमारतींमध्ये जडत्व बलांना प्रभावीपणे आणि सुलभपणे हस्तांतरित करणे हे पूर्णतः तिच्या चौकटीतील भौमितीय आराखड्यावर अवलंबून आहे. इमारतीच्या या चौकटीची काही वैशिष्ट्ये खालीलप्रमाणे :
(अ) आघूर्ण विरोधी चौकटींच्या दोन्ही लंब क्षितिज दिशेमध्ये समांतर रीत्या प्रयोजन करण्यात यावे.
(आ) इमारतीमध्ये तिचे स्तंभ तिच्या संपूर्ण उंचीमध्ये तसेच तिच्या तुळया संपूर्ण लांबीमध्ये बांधण्यात यावेत.
(इ) इमारतीच्या समांतर आघूर्ण विरोधी चौकटींदरम्यान दोन्ही दिशेमध्ये एकसमान व्यंतर (spacing / अंतर) असावे.
(ई) इमारतींमधील तिच्या सर्व दिशेतील तुळया तनु (Slender) असून त्या आनमनामध्ये (Flexure) योग्य प्रमाणात विरूपण पावल्या पाहिजेत. काही वेळा काँक्रिटच्या कमी लांबीच्या तुळया भूकंपामुळे कर्तन भ्रंशामध्ये क्षतिग्रस्त होऊ शकतात.
इमारतीच्या चौकटीच्या आराखड्याचे अयोग्य आयोजन : आघूर्ण विरोधी चौकटीच्या इमारतींमध्ये सहज आणि सुलभपणे भारांचे हस्तांतरण होण्यासाठी तुळया आणि स्तंभ यांनी एकमेकांना छेदून त्यांनी प्रभावी आणि उपयुक्त अशी जाळी (grid) निर्माण करणे आवश्यक आहे.
आकृती (१) मध्ये दाखविलेल्या दोन (MRF) आघूर्ण विरोधी चौकटी असलेल्या प्रणालींच्या इमारतींमध्ये आकृती १ अ मधील इमारतीच्या आराखड्यामध्ये दोन्ही दिशांमध्ये नियमित चौकटी दिसून येतात. याविरुद्ध दुसऱ्या आकृतीमधील (१ आ) इमारतीच्या आराखड्यामध्ये अनियमित अशी तुळया आणि स्तंभ यांची दोन्ही दिशांमधील योजना दिसून येते. परिणामी दोन्ही दिशेमध्ये चौकटींची मर्यादित कृती निर्माण होते जी भूकंपरोधक इमारतींमध्ये उपयुक्त ठरत नाही.
भारमार्गांमध्ये अडथळे निर्माण झाल्यास त्यांच्या भार वाहून नेण्याच्या प्रक्रियेमध्ये ताण निर्माण होतात आणि त्यामुळे इमारतीच्या चौकटी भूकंपादरम्यान कमकुवत ठरतात. असे होण्याचे मूळ कारण म्हणजे इमारतीच्या चौकटींचे अनियमित आरेखन, उदा., तुळया एकाच समान प्रतलामध्ये नसणे. तसेच काही वेळा तुळया स्तंभामध्ये विलीन होण्याऐवजी एकमेकांमध्येच सामावल्या जातात. अशा प्रकारच्या सर्व अनियमितपणे भार वाहून नेणाऱ्या तुळया आणि स्तंभ भूकंपादरम्यान अतिशय धोकादायक ठरतात. जेव्हा इमारतींच्या खालच्या मजल्यांमध्ये स्तंभ खंडित केले जातात, त्यावेळी त्यांना तरंगते स्तंभ (आकृती २ अ) असे म्हणतात. अशाप्रकारे जेव्हा स्तंभ त्यांच्या खालच्या मजल्यावर ऊर्ध्व दिशेतील एकसंध प्रतलापासून विचलित केले जातात, त्यावेळी इमारतीच्या वरच्या मजल्यावरून येणाऱ्या भारांना खीळ बसते आणि ते खाली इमारतीच्या पायापर्यंत जाण्याआधी अनपेक्षितपणे भारमार्गात अडथळा निर्माण करणाऱ्या जागी वाकले जातात. (आकृती २ ब) अशा प्रकारच्या स्तंभांना खीळयुक्त स्तंभ असे म्हणतात. खीळयुक्त स्तंभ असलेल्या इमारतींमध्ये त्यांच्या तुळई आणि स्तंभांच्या जोडांच्या ठिकाणी आणि त्यांच्या संलग्न असलेल्या तुळयांमध्ये ठिसूळ भंग घडून येतो. परिणामी, अशा इमारती भूकंपादरम्यान धोकादायक ठरतात.
संरचनात्मक भिंती असलेल्या इमारती : संरचनात्मक भिंतींच्या इमारतींमध्ये (किंवा कर्तन भिंती (shear walls)) मोठ्या प्रमाणावर पार्श्विक (Lateral) किंवा बाजूच्या दिशेने दृढता आणि सामर्थ्य असते. यामुळे त्या उत्तमरित्या भारमार्गाचे कार्य करतात. कर्तन भिंती असलेल्या इमारतींनी पूर्वीच्या भूकंपांदरम्यान निश्चितपणे उत्कृष्ट कामगिरी केली आहे. कर्तन भिंतींच्या इमारतींची काही ठळक वैशिष्ट्ये खालीलप्रमाणे :
(अ) इमारतींच्या उंचीदरम्यान अविरतपणे योजण्यात आलेल्या कर्तनभिंती साधारणपणे इमारतीच्या विविध मजल्यावरील विविध पटलांमध्ये निर्माण होणाऱ्या जडत्व बलांसाठी सरळसोट भारमार्ग तयार करून त्यांचे इमारतींच्या पायापर्यंत सुलभ रीत्या वहन करण्यास मदत करतात.
(आ) इमारतींच्या आराखड्यातील दोन्ही दिशांमध्ये नियमितपणे वितरित झालेल्या कर्तन भिंती अतिशय उपयुक्त ठरतात.
(इ) भिंतींची पुरेशी घनता : उदा., इमारतीच्या आराखड्यातील क्षेत्रफळाच्या तुलनेत भिंतींचे पुरेसे काटछेदातील क्षेत्रफळ देखील अतिशय ठळक वैशिष्ट्य ठरते.
वरील सर्व उत्तम वैशिष्ट्यांच्या विरुद्ध बाबी :
(अ) मोठे आणि अनियमित उघाड (Openings) : लहान आणि नियमित उघाड असलेल्या कर्तन भिंती भूकंपादरम्यान प्रभावी ठरतात. (आकृती ३ अ) याविरुद्ध मोठे आणि अनियमित उघाड असलेल्या कर्तन भिंतींच्या इमारतींमध्ये एकापेक्षा अधिक भारमार्ग निर्माण होतात आणि ते साधे, सरळसोट आणि कमी लांबीचे असण्याऐवजी खूप वळणांचे आणि अतिशय गुंतागुंतीचे ठरतात. कर्तन भिंतींमध्ये यामुळे त्यांच्या उंचीदरम्यान अनपेक्षित आणि अनेक अडथळे असलेले भारमार्ग निर्माण होतात. म्हणूनच सर्व संकल्पन नियमावलीमध्ये कर्तन भिंतींच्या उघाड आणि भिंतीदरम्यानच्या संकल्पनाकडे सुयोग्य असे आरेखन करण्याच्या दृष्टीने अधिक भर दिला जातो ज्यायोगे कर्तन भिंतीचे भूकंपादरम्यानचे सुनम्य वर्तन सुलभ करता येईल.
(आ) काही वेळा इमारतीच्या खालच्या मजल्यावरील कर्तन भिंती पूर्णपणे खंडित करण्यात येतात. (आकृती ४ अ आणि ४ अ) किंवा खंडित होऊन इमारतीच्या विन्यासामध्ये तिच्या प्रतलामध्येच किंवा प्रतलाबाहेर (आकृती ४ ब आणि ५ ब) बांधण्यात येतात. यामुळे देखील भारमार्गांमध्ये अनपेक्षितपणे अडथळे निर्माण होतात. अशा इमारती भूकंपादरम्यान धोकादायक ठरतात, म्हणूनच भूकंपरोधक इमारतींमध्ये अशा प्रकारचे विन्यास टाळले पाहिजेत.
(इ) इमारतीच्या वरच्या मजल्यांवर मध्येच कापण्यात आलेल्या भिंती : जर इमारतीच्या ऊर्ध्व प्रतलामध्ये संरचनात्मक भिंती त्यांच्या रुंदीमध्ये अर्ध्यात (आकृती ६ अ) किंवा संपूर्ण रुंदीमध्ये (आकृती ६ आ) काही ठराविक उंचीदरम्यान खंडित करण्यात आल्या तर तिच्या दृढतेमध्ये आणि सामर्थ्यामध्ये अनपेक्षितपणे बदल होतात. अशा प्रकारची इमारतीची योजना देखील भूकंपरोधक इमारतींमध्ये टाळण्यात आली पाहिजे.
संदर्भ : IITK- BMTPC – भूकंपमार्गदर्शक सूचना २६.
समीक्षक : सुहासिनी माढेकर
