भूकंपरोधक बांधकाम

(लेखक प्रसिद्ध ‘स्ट्रक्चरल कन्सल्टन्ट’ आहेत.)

 

भूकंपरोधक बांधकाम म्हणजे काय?

 

इमारतींच्या बांधकामासाठी भारतीय मानक संस्थेने काही कोड बनवलेले आहेत. ‘आयएस 456’प्रमाणो इमारतींचे बांधकाम केले जाते. तसेच भूकंपरोधक बांधकामासाठी ‘आयएस 1893’ (भूकंपरोधक आरेखनांच्या संरचनांचे मानदंड) आणि ‘आयएस 1392क्’ (भूकंप प्रभावाच्या संदर्भात सशक्त कॉँक्रीट संरचनांचा ताणीय विस्तार) वापरले जातात. वरील भारतीय मानके (इंडियन स्टॅण्डर्ड कोड्स) वापरून इमारतींचे स्ट्रक्चरल डिझाइन केल्यास, त्या इमारती भूकंपरोधक आहेत असे म्हणता येते. अर्थात या इमारती भूकंपरोधक आहेत की नाहीत हे नुसत्या नजरेनं सहजासहजी ओळखता येत नाही. तज्ज्ञमंडळी यासंदर्भात सांगू शकतात. 

 

भूकंपप्रवण क्षेत्रे

 

‘आयएस 1893’प्रमाणो पूर्वी भारताचे 5 झोन करण्यात आले होते. त्यानुसार झोन 5 हा सगळ्यात जास्त भूकंपप्रवण समजला जातो व झोन 1 हा सर्वात कमी भूकंपप्रवण समजला जात असे. (त्यानुसार नाशिक झोन 2 मध्ये येत असे.) परंतु 2002 साली ‘आयएस 1893’चे पुनरीक्षण करण्यात आले व त्यानुसार पहिला झोन काढून टाकण्यात आला. आता भारतीय उपखंडाचे झोन 2, 3, 4 आणि 5 असे भाग करण्यात आले आहेत. त्यानुसार ‘झोन पाच’ हा सगळ्यात जास्त भूकंपप्रवण समजला जातो. ह्या झोनमध्ये भूज, श्रीनगर, मंडी, दरभंगा आणि ईशान्य भारताचा सर्व भाग येतो. तसेच झोन 2 हा सर्वात कमी भूकंपप्रवण समजला जातो. ह्यामध्ये नागपूर, औरंगाबाद, हैदराबाद, जयपूर वगैरे शहरे येतात. नाशिक, पुणो, मुंबई ही शहरे झोन 3 मध्ये येतात. जम्मू-काश्मीर, हिमाचल प्रदेश तसेच हिमालयाला समांतर असलेला बराचसा भूभाग हा झोन 4 मध्ये येतो. नवीन नियम आणि भारतीय मानकांमधील सुधारणा यामुळे आता नाशिक, पुणो, मुंबई ह्या शहरांसाठी भूकंपरोधक बांधकामे अनिवार्य करण्यात आली आहेत.

 

जुन्या इमारती भूकंपरोधक बनवता येतील?

 

पूर्वी भूकंपरोधक बांधकाम अनिवार्य नव्हते. फक्त काही विशेष स्ट्रक्चरसाठी त्याचा विचार केला जायचा. त्यामुळे जुन्या इमारतींच्या भूकंप सहन करण्याच्या क्षमतेविषयी प्रश्न उभा राहतो.

कोणत्याही भूकंपात, सगळ्यात जास्त नुकसान हे मातीत किंवा चुन्यात बांधलेल्या जुन्या बांधकामांचें होते. त्यामानाने आरसीसी फ्रेम असलेल्या बांधकामांचे नुकसान कमी होते.

भूकंपरोधक बांधकामाचा प्रमुख उद्देश हा जीवितहानी टाळण्याचा आहे. ह्या बांधकामामध्ये सौम्य स्वरूपाच्या भूकंपामुळे नुकसान होता कामा नये. मध्यम स्वरूपाच्या भूकंपामुळे थोडेसे नुकसान झाले तरी मूळ फ्रेमचे नुकसान व्हायला नको आणि तीव्र स्वरुपाच्या भूकंपामुळे थोडेसे नुकसान झाले तरी मूळ फ्रेमचे नुकसान व्हायला नको आणि तीव्र स्वरूपाच्या भूकंपाचे धक्केसुद्धा सहन करता आले पाहिजे आणि अगदी इमारत पडायला आली, तरी इमारतीमधील रहिवाशांना बाहेर पडायला पुरेसा वेळ मिळायला पाहिजे. म्हणजेच कोणत्याही परिस्थितीत जीवितहानी टाळता आली पाहिजे.

आता जुन्या आरसीसी इमारती ‘आयएस 1893’प्रमाणो भूकंपरोधक बनवता येणार नाहीत. परंतु त्या इमारतींचे बांधकाम व्यवस्थित आणि नियमानुसार झालेले असेल, तसेच ती इमारत वेळोवेळी दुरुस्त करण्यात येत असेल, तर ती इमारतसुद्धा एका मर्यादेर्पयत भूकंपाचे धक्के सहन करू शकते. स्ट्रक्चरल इंजिनिअरला बोलावून त्या इमारतीमध्ये काही त्रुटी असल्यास त्या दूर करता येतील.

जुन्या  इमारतींचे जिने अरुंद असतील तर शक्य असल्यास नवीन रूंद जिना बांधता येईल. जेणोकरुन हे दोन जिने भूकंप किंवा आग, या दोन्ही प्रकोपात इमारत रिकामी करण्यासाठी उपयोगात येऊ शकतात. (आता उंच किंवा महत्त्वाच्या इमारतींना दोन जिने अनिवार्य करण्यात आले आहेत.) कारण शेवटी जीवितहानी टाळणो हाच, प्राधान्यक्रम असला पाहिजे. माणसाच्या प्राणाचे मोल सर्वात जास्त आहे.

 

भूकंपरोधक इमारतींची क्षमता किती?

 

इमारत जरी भूकंपरोधक असली तरी प्रत्यक्षात किती तीव्रता ती सहन करू शकते यासंदर्भात ठोस असे उत्तर देता येऊ शकत नाही. कारण भूकंपामुळे होणारे नुकसान हे अनेक गोष्टींवर अवलंबून असते. जसे -

 रिश्टर स्केलवर भूकंपाची तीव्रता- मुळात रिश्टर स्केल हा लॉगरिथमिक स्केल आहे. सोप्या भाषेत सांगायचं म्हणजे, 6 रिश्टरच्या भूकंपापेक्षा 7 रिश्टरच्या भूकंपाची तीव्रता ही दहापट जास्त असते.

 भूकंपाच्या केंद्राची जमिनीपासूनची खोली- भूकंपाचा केंद्रबिंदू जितका खोल, तितके बाधीत क्षेत्र जास्त. परंतु हानीची तीव्रता कमी. तसेच भूकंपाचा केंद्रबिंदू जितका उथळ, तितके बाधीत क्षेत्र कमी परंतु नुकसान जास्त.

 इमारत ज्या जमिनीवर उभी आहे, त्या जमिनीचे स्वरूप-

खडकाळ जमिनीवरील इमारतींची रोधकता ही भुसभुशीत जमिनीपेक्षा जास्त असते.

 

कशा बांधतात भूकंपरोधक इमारती?

 

भूकंपरोधक बांधकामात ‘आयएस 1893’प्रमाणो आरसीसी फ्रेम डिझाइन करण्यात येते. ती फ्रेम डिझाइन करताना त्या विभागाच्या झोनप्रमाणो भूकंपाचे बल लक्षात घेऊन संपूर्ण फ्रेम आणि विशेषत: कॉलम डिझाइन केले जातात.

आता अजून प्रगत तंत्रज्ञान विकसित करण्यात येत आहे. जपानसारख्या अति भूकंपप्रवण क्षेत्रत मोठय़ा इमारती, रस्ते, पूल बांधतांना हे प्रगत तंत्रज्ञान वापरण्यात येते. त्या प्रगत तंत्रज्ञानाचे तीन महत्त्वाचे भाग खालीलप्रमाणो -

 बेस आयसोलेशन- (इमारतीचा पाया बाकीच्या भूभागापासून वेगळा करणो).

ह्यामध्ये फुटिंगच्या खाली शिसे आणि रबर ह्यांचे बेअरिंग वापरण्यात येतात. त्यामुळे भूकंपाचे धक्के मूळ इमारतीर्पयत पोहोचत नाहीत.

 एनर्जी डिसिपेशन- ह्यामध्ये भूकंपामुळे निर्माण होणारी ऊर्जा शोषून घेणारी किंवा त्या उज्रेचा प्रभाव कमी करणारी उपकरणो बसवण्यात येतात.

 यूझ ऑफ एकसेण्ट्रिक ब्रेसेस- ह्यामध्ये कॉलम आणि बीम यांना जोडणारी काही ब्रेसिंग बसवण्यात येतात. बेस आयसोलेशन तंत्रज्ञान वापरून भारतातील पहिली इमारत भूज येथे बांधण्यात आली आहे. ती हॉस्पिटलची इमारत आहे.