مقاوم سازی بناهای تاریخی

مقاوم سازی بناهای تاریخی با ارتقای لرزه ای سازه ها

گفتگو با رئیس گروه دینامیک سازه تجربی پژوهشکده مهندسی سازه

بهسازی یا مقاوم سازی لرزه ای مجموعه ای از ضوابط، مقررات، روش ها و تکنیک هایی را شامل می شود که برای افزایش ایمنی لرزه ای ساختمان های موجود به کار گرفته می شوند. بسیاری معتقدند برای کشورهای واقع در مناطق لرزه خیز دنیا گزینه ای موثرتر از بهسازی و مقاوم سازی لرزه ای برای افزایش ایمنی لرزه ای و کاهش آسیب پذیری وجود ندارد. البته از منظر کارشناسان دیگر ازجمله دکتر منصور ضیایی فر، این فرآیند را باید برای سازه هایی که ارزش نگهداری دارند به کار گرفت. به همین دلیل هم رئیس گروه دینامیک سازه تجربی پژوهشکده مهندسی سازه معتقد است به جز ساختمان های میراث فرهنگی، شاید اساسا در کشور سازه های مهم دیگری نداشته باشیم که ارزش مقاوم سازی بر مبنای روش های دقیق را داشته باشند. به بهانه روز ملی کاهش بلایای طبیعی به سراغ دکتر منصور ضیایی فر، رئیس گروه دینامیک سازه تجربی پژوهشکده مهندسی سازه و عضو هیات علمی پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله رفتیم و از او درباره مقاوم سازی سازه های میراث فرهنگی پرسیدیم.

به طور کلی برای چه ساختمان هایی مقاوم سازی انجام می شود؟
مبحث مقاوم سازی که در کشور مطرح شد بیشتر متکی بود به آیین نامه های طراحی که در سطح جهان مطرح بودند و هدف از آن حفظ و مقاوم سازی سازه هایی بود که از نظر مقاومت لرزه ای فاقد استانداردهای لازم هستند، اما در عین حال ارزش نگهداری دارند.
بر همین اساس آیین نامه مقاوم سازی با مشارکت عمده پژوهشگاه زلزله تهیه شد که به زعم من اشکالی که از همان ابتدا در آن وجود داشت، عدم توجه به این نکته بود که ما بجز ساختمان های میراث فرهنگی، شاید اساسا سازه های مهم دیگری که ارزش مقاوم سازی بر مبنای روش های دقیق گفته شده را داشته باشند نداریم.
اصولااز آنجا که سطح ساختمان سازی تا 2 یا 3 دهه قبل نازل بود و تفکر مقابله با زلزله در آنها وجود نداشت، ساختمان هایی که در آن دوره ها ساخته شدند ـ که چه بسا در حال حاضر نیز بسیاری از آنها استراتژیک هم محسوب می شوند ـ نه تنها ارزش حفظ و مقاوم سازی را ندارند؛ بلکه دارای اشکالات اساسی و زیربنایی تاسیساتی و معماری نیز هستند و به عبارتی کلنگی محسوب می شوند. به عنوان مثال زمانی که آیین نامه مقاوم سازی تهیه و برای اجرا در سازمان نوسازی مدارس مورد استناد قرار گرفت، معلوم شد که تنها برآورد هزینه های تهیه طرح مقاوم سازی آن مبلغ هنگفتی است و هزینه های اجرای طرح نیز به گونه ای خواهد بود که به هیچ وجه توجیه اقتصادی نخواهد داشت. به عبارتی نه تنها هزینه مقاوم سازی چنین سازه هایی بسیار بالابود بلکه هزینه های مطالعه و بررسی مقاوم سازی آنها نیز خیلی سنگین می شد. این در حالی است که اغلب ساختمان های مدارس ما ذاتا دارای اشکالات اساسی و زیربنایی تاسیساتی و معماری هستند.
به عنوان مثالی دیگر در این زمینه، می توان به ساختمان های اداری چند طبقه که فاقد اسکلت فلزی هستند، اشاره کرد. به عقیده من این گونه ساختمان ها شاید به کلی فاقد ارزش حفظ و مقاوم سازی باشند مگر آن که ارزش های فرهنگی داشته باشند. بنابراین به نظر من چنانچه به دنبال مقاوم سازی باشیم باید سراغ سازه هایی می رفتیم که دارای ارزش حفظ و نگهداری باشند مثل ساختمان های میراث فرهنگی که به نوعی تاریخ، فرهنگ، هویت و پیشینه ما هستند که ما میراث دار آنها هستیم و وظیفه حفظ آنها برای آیندگان به عهده ماست.

به سازه های میراث فرهنگی کشور اشاره کردید. آیا تمام سازه های میراث فرهنگی کشور را می توان در برابر زلزله مقاوم سازی کرد؟
در این زمینه و برای مقاوم سازی ساختمان های میراث فرهنگی ما ابتدا یک خط فکری را دنبال کردیم. به این ترتیب که ساختمان های میراث فرهنگی دارای ارزش های معماری، زیباشناختی، باستانی و… هستند که باید حتی المقدور حفظ شوند. بنابراین ، متدولوژی خاصی در مقاوم سازی پیشنهاد شد که بر مبنای آن ارزش های فرهنگی این بناها بر مبنای نظر متولیانشان حفظ شود.
براساس همین متدولوژی بود که مناره ای در یکی از شهرستان های اصفهان مورد مطالعه قرار گرفت و پس از آن شمس العماره تهران و خانه مشروطه تبریز، ارگ کریمخانی شیراز و موزه ایران باستان مورد بررسی قرار داده شد و متوجه شدیم که منطق متدولوژی درست است.

همزمان با 5 دی و سالروز زلزله بم این سوال در ذهن متبادر می شود که اگر ارگ بم هم در برابر زلزله مقاوم شده بود آیا می توانستیم هنوز به عدم تخریب و تداوم این میراث ارزشمند امیدوار باشیم؟
بعد از وقوع زلزله بم و تخریب ارگ بم با متخصص مطرح ایتالیایی ـ که ماموریت بررسی مقاوم سازی Coliseum در رم را برعهده داشت ـ صحبت کردم و مشخص شد که در آنجا یا هر جای دیگر که مساله مقاوم سازی این گونه سازه ها مطرح است عملامشابه همین متدولوژی در مورد مقاوم سازی ساختمان های میراث فرهنگی رعایت می شود؛ اگر چه ممکن است مدون و مکتوب نشده باشد. در واقع می توان گفت وجود این متدولوژی اجتناب ناپذیر است زیرا مقاوم سازی یک سازه میراث فرهنگی انجام نمی شود؛ مگر این که بررسی ها کاملاانجام شود و طرح کاملاپخته شده باشد که عملامتدولوژی این کار را انجام می دهد.

به طور کلی برای مقاوم سازی این نوع سازه ها چه روش هایی پیشنهاد می شود؟ مراحل بررسی و مطالعاتی که برای مقاوم سازی یک سازه می بایست انجام شوند کدامند؟
در این متدولوژی باید اینقدر بررسی و جستجو صورت گیرد تا بتوان طرحی برای مقاوم سازی یک ساختمان میراث فرهنگی ارائه داد که ضمن حفظ ارزش های فرهنگی و تاریخی آن، مقاومت آن هم ارتقا یابد و دیدگاه صرفاً سازه ای که قادر است تنها مقاومت سازه را ارتقا بخشد، در این خصوص کارایی ندارد.

آیا تا به حال هیچ کدام ازسازه های میراث فرهنگی ما مقاوم سازی شده اند؟ در این صورت لطفا مراحل کار را توضیح دهید؟
در مورد مقاوم سازی موزه ایران باستان، سال ها قبل یک گروه خارجی بررسی ای انجام داده و به این نتیجه رسیده بودند که مقاوم سازی این موزه تنها از طریق روش «ایزولاسیون لرزه ای» قابل انجام است که این روش حالت پیش فرض را در خصوص موزه ها پیدا کرده و در حال حاضر همه متخصصان در مورد مقاوم سازی موزه ها این روش را پیشنهاد می کنند.
این در حالی است که ما از راه متدولوژی دریافتیم که از طرق دیگر نیز می توان این کار را انجام داد. بنابراین به کارگیری متدولوژی و بررسی های صورت گرفته بر ساختمان موزه ملی ما را به این سمت رهنمون کرد که روش های دیگر و کم هزینه تر هم برای مقاوم سازی موزه وجود دارد که البته بخوبی ایزولاسیون لرزه ای نیست ولی ممکن است به دلایلی و در مواردی بر آن ارجح باشد.
از این نظر می توان به بررسی صورت گرفته روی ارگ کریمخانی شیراز اشاره کرد. ما طی بررسی هایی که انجام دادیم و با اعمال متدولوژی یادشده چندین روش را به سازمان میراث فرهنگی فارس پیشنهاد دادیم که از بین آنها روشی که کمترین تغییرات را در نمای اولیه سازه ایجاد می کرد توصیه شد که در عمل مورد توجه آنها نیز واقع شد.

شما به این موضوع اشاره کرده اید که دیدگاه و نگرشی در سازمان میراث فرهنگی جاری است به نام «فرهنگ مرمت» که به معنای رساندن ساختمان به شکل اولیه و اصلی آن بدون در نظر گرفتن ارتقای مقاومت آن است. برای مبارزه با چنین دیدگاهی چه باید کرد؟
ضیایی فر: پیشنهادم این است که جهت تمام سازه های تاریخی و فرهنگی کشور که در معرض خطر نابودی در اثر وقوع زلزله هستند، سازوکار مرمت و مقاوم سازی باید از حالت موجود خارج شود
میراث فرهنگی ها تعصب زیادی روی این گونه سازه ها دارند و مقاومت و انتقاد زیادی به راهکارهای مهندسان سازه در زمینه مقاوم سازی ساختمان های میراث فرهنگی دارند. همین نگرش سبب شده بود میلیاردها ریال صرف مرمت ارگ بم پیش از وقوع زلزله شود که از نظر ظاهری نمای ارگ را به حالت اولیه نزدیک تر کرده بود، اما با وقوع زلزله این هزینه ها عملاً به هدر رفت؛ چرا که هیچ گونه تدبیری برای ارتقای مقاومت آن اتخاذ نشده بود و تنها به حفظ نمای ظاهری آن بسنده شده بود.
ما تلاش فراوانی برای تغییر این نگرش در مسوولان میراث فرهنگی داشتیم، که بی اثر بود ولی بدبختانه یا خوشبختانه تجربه ارگ بم باعث شد قدری این نگرش تغییر یابد و آنها به این واقعیت پی ببرند که فقط مرمت محض قادر به حفظ سازه های تاریخی نیست؛ بلکه وجود نگرشی مهندسی نیز به موازات مرمت مورد نیاز است تا آن که در عمل به حفظ میراث فرهنگی خود برای آیندگان نایل شویم.
این همسویی به حدی مهم است که می توان اذعان داشت سازندگان این قبیل سازه ها نیز تنها هنرمند صرف نبودند؛ بلکه دیدگاه های مهندسی و سازه ای قوی داشتند و این سبب شده است سازه ها تاکنون دوام آور ند؛ نمونه بارز این ادعا طاق کسری است. بنابراین برای حفظ آثار تاریخی و سازه های میراث فرهنگی باید این دو تفکر در راستای هم قرار بگیرند.
اگر چه دیدگاه مسوولان میراث فرهنگی پس از تجربه زلزله بم قدری تغییر پیدا کرده، اما سرعت و میزان این تغییر بسیار اندک است و به نظر می رسد برای این که این همپوشانی صورت بگیرد نیازمند تفکری بالادستی و فراصنفی است.

آیا طرح ها و پروژه هایی هم توسط دانشگاه های کشور برای مقاوم سازی این میراث ارائه شده یا آنچه انجام می شود توسط کارشناسان خارجی است؟
متاسفانه مسوولان این سازمان به طرح ها، پیشنهادها و روش های خارجی اشتیاق و اعتماد بیشتری دارند و این در حالی است که روش های مبتنی بر تکنیک ها و مهندسی داخلی نیز در این زمینه باید مورد توجه قرار گیرند؛ چرا که متخصصان داخلی چه بسا با توجه به شناختی که از آثار و سازه هایی که خاص شرایط محلی و بومی خودمان است درک بهتر و عمیق تری در مقایسه با دیدگاه های خارجی داشته باشند.

آیا میراث فرهنگی بودجه لازم را برای انجام مقاوم سازی بناهای تاریخی و فرهنگی کشور در اختیار دارد و در نهایت برای رسیدن به سازه های میراث فرهنگی مقاوم چه پیشنهادی دارید؟
برخی معتقدند میراث فرهنگی بودجه لازم را برای انجام مقاوم سازی بناهای تاریخی و فرهنگی کشور ندارد؛ اما به زعم من عدم شجاعت و قدرت تصمیم گیری برای شروع این عملیات بیشتر ممانعت ایجاد می کند تا کمبود بودجه. برای حل این مساله هم شخصا پیشنهادم این است که جهت تمام سازه های تاریخی و فرهنگی کشور که در معرض خطر نابودی در اثر وقوع زلزله هستند، سازوکار مرمت و مقاوم سازی باید از حالت موجود خارج شود.
بهتر آن است که برای هر یک از سازه ها به طور جداگانه فایلی ایجاد شود و میراث فرهنگی فراخوانی را برای ارائه پیشنهاد و راهکارهای مقاوم سازی به عنوان یک وظیفه ملی و فرهنگی اعلام کند و نظام مهندسی و دانشگاه های استان ها نیز مسوول بررسی طرح های پیشنهادی رسیده باشند و نهایتاً پس از مدت زمان لازم که طرح ها به مرحله پختگی رسید، روش مقام سازی مطلوب که ضمن حفظ ارزش های اصلی و اولیه سازه، مقاومت سازه و طول عمر آن را نیز ارتقا بخشد خود به خود پدیدار خواهد شد. در این صورت مساله بودجه نیز با وجود یک طرح قابل قبول مرمت و مقاوم سازی به خودی خود حل خواهد شد.
متاسفانه تاکنون کاری جدی در این رابطه روی سازه های تاریخی کشور صورت نگرفته و هر آنچه انجام گرفته در عمل بدون در نظر گرفتن ارتقای لرزه ای سازه صورت پذیرفته است. امیدوارم هر چه سریع تر تحولی در این زمینه صورت پذیرد.

مهندسی ارزش؛ پیش نیاز مقاوم سازی لرزه ای

متدولوژی خاص مقاوم سازی در عمل بر مبنای مهندسی ارزش است. به این معنا که ابنیه میراث فرهنگی باید به گونه ای مقاوم سازی لرزه ای شوند که در نهایت ارزش بنا در عمل افزایش یابد. ارزش اولیه بنا در شرایط موجود هر چه برآورد شود باید قبول کرد که با اعمال روش های مقاوم سازی ـ که مستلزم تغییرات در ابعاد مختلف ارزشی بنا خواهد بود ـ از ارزش اولیه آن کاسته، ولی در عوض با افزایش طول عمر لرزه ای آن به ارزش درازمدت بنا افزوده خواهد شد. در مهندسی ارزش باید برآورد شود که آیا افزایش ارزش بنا به سبب افزودن طول عمر لرزه ای آن می تواند در مقایسه با کاستن از ارزش اولیه حاصل از دستکاری در ساختمان به سبب مقاوم سازی برابری کند یا افزون تر شود؟ روش عملی به کار گرفته شده در این متدولوژی این است که در ابتدا به تخمینی درخصوص ارزش های موجود معماری، باستان شناسی و زیبایی شناسانه بنا توسط متخصصان مربوطه پرداخته می شود. سپس طول عمر لرزه ای بناهای موجود بر مبنای مشخصه های سازه ای موجود بنا و نیاز عملکردی آن توسط متخصصان سازه تعیین و بررسی می شود. با دارا بودن ارزش های موجود و طول عمر لرزه ای سازه می توان به برآورد مناسبی از ارزش بنا در وضعیت موجود دست یافت.
در مرحله بعدی با ارائه روش های متفاوت مقاوم سازی این مراحل تکرار می شود و با محاسبه تغییرات منفی روش مقاوم سازی پیشنهادی در ارزش های اولیه بنا و همچنین اثرات ارزشی مثبت مقاوم سازی در افزایش طول عمر لرزه ای بنا ارزش نهایی سازه میراث فرهنگی در وضعیت مقاوم سازی شده تعیین می شود. چنانچه ارزش به دست آمده بالاتر از ارزش اولیه باشد می توان چنین فرض کرد که روش پیشنهادی برای مقاوم سازی می تواند موثر باشد. در عمل اغلب روش های مقاوم سازی به سبب دستکاری های زیاد در ارزش های اولیه سازه نمی توانند ارزش نهایی بنا را با افزایش طول عمر لرزه ای آنها جبران کنند و بالاجبار مورد قبول قرار نمی گیرند.
در یک روند درازمدت بررسی مقاوم سازی بناهای میراث فرهنگی با پیشنهاد ایده های نوین مقاوم سازی می توان امید داشت در نهایت به ایده ای دست یابیم که ارزش نهایی بنا را افزون تر سازد و امکان منطقی شروع عملیات مقاوم سازی را فراهم کند.البته نباید فراموش کرد که هر ایده مقاوم سازی در عمل سبب تغییرات در مشخصه های رفتاری سازه و تغییر در مکانیسم عملکرد لرزه ای آن خواهد شد که این مساله در برآوردهای طول عمر لرزه ای سازه باید مدنظر باشد. همچنین با توجه به تفاوت ماهوی بین مصالح ساختمانی قدیمی سازه های میراث فرهنگی و مصالح جدیدی که برای مقاوم سازی به کار می روند مساله رفتار هماهنگ مصالح سازه ای قدیم و جدید در رفتار لرزه ای و در گذر زمان باید به عنوان اصول اولیه در پیشنهاد مقاوم سازی مورد توجه قرار گیرد.

منبع:

https://press.jamejamonline.ir/