علل فروریختن بناهای تاریخی در زمین لرزه

بناهای تاریخی ایران عموما از مصالحی نظیر خشت، گل، سنگ و چوب ساخته شده است که به لحاظ ارزش فرهنگی ازیک طرف و فرسودگی و آسیب دیدگی بسیاری از عناصر سازه ای آن از طرف دیگر و مهم تر از همه حفظ کلیت بنا و نماهای بیرونی و درونی بدون دست خوردگی بیش از حد، عوامل محدودکننده ایست که لازم می دارد روش های بهسازی لرزه ای برای این گونه بناها تاحدامکان ایمن، غیرمخرب، موثر و غیر آشکار باشند. سه ویژگی عمده، آسیب پذیری این گونه بناها را در برابر حوادث طبیعی نظیر زمین لرزه بالا می برد که عبارت اند از: فرسودگی مصالح، مقاوم نبودن مصالح و سنگین بودن سازه. [1]علل فروریختگی بناهای تاریخی خصوصا بناهای خشتی و آجری در برابر زلزله را در سه عامل می توان جستجو کرد.

1) خشت و آجر: این مواد فرسوده و شکننده هستند. دارای مقاومت کششی و شکل پذیری آن بسیار پائین است. رفتار بار تغییر شکل برای یک سازه شکل پذیر و یک سازه ترد را با هم مقایسه کرده اند که رفتار بناهای تاریخی در برابر بارهای جانبی عموما یک رفتار برشی می باشد. یکی از راهکارهای حفاظتی، افزایش سختی و مقاومت بناهای غیر شکل پذیر است.

📷2) اتصال بین قطعات آجر یا خشت بسیار ضعیف است به طوری که پس از چند ارتعاش در یک زلزله قوی، همبستگی بین اجزاء چه به صورت موضعی و چه به صورت کلی در المان سازه ای از بین می رود. مصالحی که در ساخت بناهای تاریخی بکار رفته است به دلیل غیر همگن بودن و پائین بودن مقاومت کششی در آن شکل پذیر نیستند و تاب تحمل تغییر شکل های غیر الاستیک را ندارند به همین دلیل رفتار اینگونه بناها در برابر بارهای دینامیکی غیر شکل پذیر است و مودهای گسیختگی آ ا، شکست های ترد را نشان می دهد. اتلاف انرژی دینامیکی در اینگونه بناها چندان معنائی ندارد و منحنی های هیسترزیس اینگونه بناها در برابر لاغر و با دامنه محدود می باشد.

3) جرم زیاد اینگونه بناها باعث می شود نیروهای اینرسی بزرگی در اثر زلزله بر سازه وارد شود[2]اینگونه بناها به دلیل داشتن دیوارهای باربر با ضخامت زیاد (حداقل 60 سانتی متر) دارای جرم زیادی هستند به همین دلیل طبق قانون دوم نیوتن، نیروی اینرسی بیشتری ناشی از شتاب ایجاد شده در اثر زلزله، براورد می شود در نتیجه بر اینگونه سازه ها نیروی جانبی بیشتری نسبت به سازه های متعارف با ابعاد هندسی مشابه وارد می شود. مقاومت سازه های قدیمی در برابر زلزله از شیوه ی ساخت و ساز بناهای تاریخی نیست و عدم مقاومت این بناها در برابر زلزله یک تفکر اشتباه است. سازه ها و مصالح سنتی دارای مقاومت زیادی در برابر فشار در زمینه های مختلف هستند. اما در برابر نیروهای جانبی و زلزله مقاومت کمی دارند.

مودهای گسیختگی در این گونه بناها عموما عبارت اند از:

1. جدائی دیوارها، خمش خارج از صفحه،

2. ترک در گوشه بازشوها،

3. ترک در گنبدها خصوصا در ناحیه تکیه گاهی خصوصیات دینامیکی بناهای تاریخی از دیدگاه طراحی لرزه ای بسیار نامطلوب است

0/ 1 پریود اصلی ارتعاشی بناهای تاریخی (خصوصا بناهای یک یا دو طبقه) در محدوده 1 0 ثانیه قرار دارد به این معنی که سختی اولیه اینگونه سازه ها نسبتا زیاد است و / تا 3 به همین دلیل اینگونه ساز هها به امواج لرزه ای پالس شکل که غالبا در زمین لرزه های میدان نزدیک اتفاق می افتند بسیار حساسند[3]. زلزله همان طور که روی بناهای جدید اثر می گذارد و آنها را در معرض تخریب قرار داده بناهای تاریخی را به دلیل فرسودگی بیشتر تحت تاثیر ویرانی قرار می دهد زیرا بناهای تاریخی به دلیل داشتن فرم ها و سازه های سنتی در مقابل زمین لرزه ها بیشتر ناپایدار هستند.

تفاوت بافت تاریخی و فرسوده

📷هر بافت قدیمی صرفا ارزشمند نیست؛ بلکه در هر بافت قدیمی بخش هایی و حتی فقط یک بنا می تواند ارزشمند باشد. البته در بعضی موارد خاص همه شهر یا همه آن بافت می تواند ارزشمند باشد مثل شهر زیبای یزد، شهر بامیان در افغانستان، شهر خوجند در تاجیکستان و شهر کاپادوکیا در ترکیه. روش مداخله در ساختار تاریخی حفاظتی که در آن مورفولوژی و ساختار بافت موردتوجه است و نوسازی در آن باید با رعایت الگوهای ویژه ای انجام شود در غیر این صورت هویت های تاریخی و ارزشمند شهرها از بین می رود. طبق مطالعات انجام شده از سوی سازمان عمران و بهسازی شهری بر اساس قانون بودجه سال 84(بند ب تبصره 6)، تاکنون 36 هزار هکتار بافت فرسوده فقط در 50 شهر آن هم بدون احتساب معابر و فضاهای باز ثبت شده است.

تشابه بافت های تاریخی و فرسوده

تداخل بافت های تاریخی و فرسوده در شهرها موضوع قابل اهمیتی است. بافت فرسوده ای که فاقد ارزش حفاظتی است و هیچ گونه هویتی از نظر شهرسازی و معماری ندارند با تجمیع پلاک ها، نوسازی و بهسازی می شوند. بیشتر مواقع به دلیل انجام نشدن مرمت ها به صورت اصولی باعث آسیب پذیری بناهای تاریخ در برابر زلزله می شود. مثل بازار کرمان که سقف آن به دلیل سنگین شدن در زمان بروز این زلزله های پی درپی، فروریخت.

📷ساختمان های تاریخی در برابر زلزله صددرصد آسیب پذیر نیستند و فقط ما مجاز هستیم با انجام کارهای مقاوم سازی با رعایت اصول در حفظ اصالت آن آسیب پذیری این آثار را در زمان زلزله کاهش دهیم[4]. کالبد آثار تاریخی باتوجه به نوع مصالح به کاررفته، خشتی، سنگی و چوبی طبیعتا در برابر زلزله تاثیرهای متفاوت می پذیرند و خصوصیات ذاتی زلزله از نوع ریشتر و عمق نیز بر تخریب آثار تاریخی موثر هستند. زلزله ای که در بم اتفاق افتاد نیز به دلیل بالابودن شدت آن آثار خرابی را بر ارگ بم افزایش داد. ارگ بم اگرچه در ظاهر دارای بافت خشتی است، اما در بطن آن مصالح مختلفی مانند خشت، چینه، کلوخ و سنگ و آجر به شکل بسیار ناهماهنگ و غیراصولی طی تعمیرات و مرمت هایی که در آن به کار رفت، بر آسیب پذیری ارگ بم در زمان زلزله تاثیر گذاشت. شاید اگر در مصالح به کاررفته در ارگ بم یکپارچگی وجود داشت، شاهد تخریب کمتری در این اثر تاریخی بودیم. به دلیل آن که کانون زلزله بم در زیر شهر و با زمان طولانی اتفاق افتاد و همراه با پس لرزه های بسیار بود، همراه با ویژگی های منفی کالبدی آثار خشتی، عواملی شد تا ارگ بم با تخریب بیشتری مواجه شود.

[1] اسدی، عیسی. بحران زلزله و مقاوم سازی بناهای تاریخی و باستانی. کنفرانس سالانه پژوهش های معماری، شهرسازی و مدیریت شهری 1394

[2] C.T. Christov, etal, ' State of Art of Technologies for Safeguarding Historic Strctures in Bulgaria ' , VTU, Sofia, Bulgaria - 2002

[3] C.T. Christov, etal, ' State of Art of Technologies for Safeguarding Historic Strctures in Bulgaria ' , VTU, Sofia, Bulgaria - 2002

[4] زریبافیان، امید، راهکارهای حفاظت از بناهای تاریخی در برابر زمین لرزه، همایش معماری کویر دانشگاه آزاد اسلامی فروردین 1385