مقررات ضدزلزله برای ساختمان‌های جدید: راهی به سوی جامعه ایمن

مقاومت در برابر زلزله از طریق ضوابط ساخت‌وساز

زمین‌لرزه یکی از مخرب‌ترین و غیرقابل پیش‌بینی‌ترین پدیده‌های طبیعی است که باعث مرگ و میر، جراحت و خسارات مالی گسترده در مناطق مسکونی می‌شود. از سال ۲۰۱۵ تقریباً نیمی از آمریکایی‌ها در ایالات مختلف آمریکا در معرض خطر بالقوه لرزش زمین بر اثر زلزله هستند (USGS, 2015). جمعیتی که در معرض خطر زلزله هستند، پیوسته در حال افزایش است و این امر باعث می‌شود امکان تلفات ناشی از زلزله مدام افزایش پیدا کند.

آژانس مدیریت بحران فدرال (FEMA) «تلفات سالیانه زلزله» (AEL) را در ایالات متحده حدود ۶.۱ میلیارد دلار در سال برآورد کرده است و ۸۵ درصد این تلفات مربوط به ۵۵ کلان‌شهر هستند (FEMA, 2017). به نقشه تصویر یک نگاه کنید تا ببینید منطقه شما تا چه حد در معرض زلزله است.

نحوه خواندن نقشه

رنگ‌های نقشه نشان‌دهنده دسته‌بندی‌های مناطق زلزله‌خیر (Seismic Design Categories (SDCs)) هستند که براساس نقشه لرزش زمین تهیه شده‌اند و این نقشه در ضوابط بین‌المللی ساختمان‌های مسکونی ۲۰۱۸ (IRC) آمده است و نشان‌دهنده احتمال لرزش زمین با شدت‌های مختلف و نحوه آسیب دیدن ساختمان است. متخصصان طراحی و ساخت ساختمان از نقشه دسته‌بندی‌ مناطق زلزله‌خیر که در آیین‌نامه‌های ساختمانی آمده است استفاده می‌کنند تا سطح مقاومت مورد نیاز ساختمان در برابر زلزله را برآورد کنند.

عکس  1- خطر زمین‌لرزه در ایالات متحده - منبع: شورای بین‌المللی قوانین ساختمان ۲۰۱۸

در نقشه فوق:

مناطق بسیار پرخطر که با رنگ قرمز نشان داده شده‌اند، احتمالاً لرزش‌های شدید زمین را تجربه می‌کنند که می‌تواند ساختمان‌ها را ویران کند، زیرا در نزدیکی گسل اصلی قرار دارند.

مناطق پرخطر که با رنگ نارنجی نشان داده شده‌اند، احتمالاً لرزش‌های شدید زمین را تجربه می‌کنند که می‌تواند به ساختمان‌هایی که سازه ضعیف دارند آسیب بسیاری بزند.

مناطق نسبتاً خطرناک که با رنگ زرد نشان داده شده‌اند، در زمان زلزله لرزش‌های شدید زمین را تجربه می‌کنند که باعث آسیب قابل توجه ساختمان‌هایی می‌شود که سازه ضعیف دارند.

مناطق کم‌خطر که با رنگ خاکستری نشان داده شده‌اند، لرزش‌هایی با شدت متوسط را تجربه می‌کنند.

هرچند نمی‌توان از وقوع زلزله در جوامعی که مردم در آن کار و زندگی می‌کنند پیشگیری کرد، می‌توان اقداماتی انجام داد که در حفظ جان و کاهش خسارات ناشی از زلزله مؤثر باشند و مهم‌ترین این اقدامات تصویب و اجرای قوانین ساختمانی روزآمد است. کارشناسان آمادگی در برابر زلزله اغلب به ما می‌گویند که «زلزله کسی را نمی‌کشد، بلکه سقوط ساختمان‌ها باعث مرگ انسان‌ها می‌شود.»

ضوابط ساختمانی در ایالات متحده نحوه طراحی، ساخت، بازسازی، تعمیر و نگهداری ساختمان‌ها را مشخص می‌کنند. این ضوابط حداقل الزامات حفظ سلامتی، ایمنی و رفاه ساکنان ساختمان‌ها را در نظر می‌گیرند. الگوی ملی ضوابط ساختمانی در سراسر کشور توسط مقامات ایالتی، محلی و منطقه‌ای، نه دولت فدرال تصویب و اجرا می‌شوند. شواهد مربوط به زمین‌لرزه‌های گذشته که در ضوابط ساختمانی بازتاب می‌یابند، یکی از مهم‌ترین استراتژی‌های کاهش آسیب‌های ناشی از زلزله در شهرهای مختلف است.

مفاد ضوابط ساختمانی مدرن که ناظر به کاهش خطر زلزله هستند، در قرن اخیر به‌طور قابل توجهی پیشرفت کرده و تکامل یافته است. اولین مقررات مربوط به زلزله در ایالات متحده، در قانون یکپارچه ساختمانی (Uniform Building Code (UBC)) سال ۱۹۲۷ ارائه شد. در سال ۱۹۴۹ نخستین نقشه خطرات زمین لرزه نیز به این مقررات اضافه شد. سپس در سال ۱۹۷۶ مقررات جدیدی به آن اضافه شد که حاصل تجربه زلزله سال ۱۹۷۱ سن فرناندو بود (عکس ۲). در دهه ۱۹۹۰ اعمال ضوابط ضدزلزله بسیار گسترش پیدا کرد.

در عکس زیر بیمارستان نوساز  Olive View را نشان می‌دهد که در زلزله سال ۱۹۷۱ سن فرناندو شدیداً آسیب دید. این ساختمان را دوباره با سازه‌های قوی‌تر و ضدزلزله بازسازی کردند. زلزله سن فرناندو نشان‌ داد در مقررات ساختمانی آن زمان کمبودهای جدی وجود داشت و این امر انگیزه‌ای برای خلق NEHRP شد. منبع: USGS (2003)

عکس  2 - بیمارستان نوساز Olive View که در زلزله ۱۹۷۱ سن فرناندو آسیب شدید دید

این بیمارستان بعد از بازسازی، در زلزله ۱۹۹۴ نورتریج به جز خسارات اندکی که به ساختمان رسید، آسیب چندانی ندید و جان سالم به در برد. منبع: USGS (2003)

عکس  3 -  بیمارستان Olive View بعد از بازساز از زلزله نورتریج در ۱۹۹۴ جان سالم به در برد

در دهه ۱۹۹۰ سه مجموعه مقررات ساختمانی به‌طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گرفت که همه آنها شامل بندهایی در مورد مقاومت در برابر زلزله بودند:

کنفرانس بین‌المللی مقامات صنعت ساختمان (International Conference of Building Officials) (ICBO) ضوابط یکپارچه ساختمانی را تصویب کرد که عمدتاً در غرب ایالات متحده مورد استفاده قرار می‌گرفتند.

شرکت بین‌المللی مقامات و مدیران رسمی صنعت ساختمان (Building Officials and Code Administrators) (BOCA) ضوابط ملی ساختمان BOCA را منتشر کرد که بیشتر در شمال و مرکز ایالات متحده مورد استفاده قرار می‌گرفت.

کنگره بین‌المللی قوانین ساختمان‌ جنوب (Southern Building Code Congress International) (SBCCI) مقررات استاندارد ساختمانی (Standard Building Code) (SBC) را تصویب کرد که بیشتر در بخش‌های جنوب شرقی اعمال می‌شد.

در سال ۱۹۹۴ این سه مؤسسه مقرراتی محلی،‌ شورای بین‌المللی مقررات ساختمان (International Code Council) (ICC) را تشکیل دادند تا مجموعه مقررات واحدی در سطح ملی برای کل ایالات متحده تصویب کنند که هزینه و پیچیدگی ساخت بنا را کاهش دهد. ICC نخستین مقررات بین‌المللی خود را به نام I-Codes در سال ۲۰۰۰ منتشر کرد و از آن زمان هر سه سال یک بار آن را به‌روز می‌کند. I-Codes شامل مقررات بین‌المللی ساختمان (International Building Code) (IBC)، مقررات بین‌المللی ساختمان‌های مسکونی (International Residential Code) (IRC)، مقررات بین‌المللی ساختمان‌های موجود (International Existing Building Code) (IEBC) و سایر مقررات ساختمانی است. تا به امروز بیشتر ایالت‌ها و جوامع در ایالات متحده I-Codes را اتخاذ می‌کنند که شامل مقررات مربوط به طراحی و بررسی الزامات و استاندارهای مرتبط با مقاومت در برابر زلزله است. مقررات I-Codes آخرین استاندارهای فنی ارائه‌شده توسط انجمن مهندسان عمران آمریکا (ASCE)، مؤسسه مهندسان سازه (SEI 7)، حداقل بار ساختمان و معیارهای مرتبط برای سازه و ساختمان (ASCE/SEI 7) و سایر استاندارهای مربوطه را در بر دارد و این استاندارها، الزامات طراحی را با توجه به مهندسی مقاومت در برابر زلزله و سایر خطرات تعیین می‌کند و مقررات مربوط به بار بنا و سایر سازه‌ها را ارائه می‌دهد.

هر ساله هزاران خانه مسکونی و غیرمسکونی جدید در مناطق زلزله‌خیر و فوق زلزله‌خیر ساخته می‌شوند. از سال ۲۰۱۰ تا ۲۰۱۸ تعداد مجوز ساخت خانه‌های مسکونی در این مناطق به‌طور سالیانه از حدود ۱۷هزار به ۲۵هزار افزایش یافته است (اداره سرشماری ایالات متحده، نظرسنجی اجازه ساخت). ساختمان‌های جدیدی که براساس آخرین مقررات ساختمانی ساخته می‌شوند، نسبت به ساختمان‌هایی که بدون توجه به این مقررات یا براساس ضوابط ساختمانی قدیمی و ناکارآمد ساخته می‌شوند، مقاومت بیشتری نشان دارند. هرچه ساختمان‌ها مقاوم‌تر باشند، جامعه مقاوم‌تر خواهد بود.

تصویب و اجرای ضوابط ملی ساختمان که در آن مقررات ضدزلزله جدی گرفته شده باشند، یکی از بزرگ‌ترین فرصت‌هایی است که جوامع برای کاهش خطر زلزله در اختیار دارند. نسخه‌های سال ۲۰۱۵ و ۲۰۱۸ مقررات بین‌المللی ساختمان‌های مسکونی (IRC) حاوی آخرین دستورالعمل‌ها و استاندارهای مرجع ضدزلزله است که ایمنی بسیاری از خانه‌های یک یا دوخانواری و برخی تاون‌هاوس‌ها در برابر زلزله‌های شدید را تأمین می‌کند. در نسخه‌های سال ۲۰۱۵ و ۲۰۱۸ مقررات بین‌المللی ساختمان (IBC) دستورالعمل‌های مربوط به طراحی ضدزلزله و ایمن خانه‌های بزرگ‌تر و پیچیده‌تر و همچنین سایر ساختمان‌های مسکونی و غیرمسکونی مهندسی‌شده در نظر گرفته شده است. با اداره شهرسازی شهر یا منطقه تماس بگیرید و بپرسید آیا آخرین آیین‌نامه‌های ساختمانی در محل زندگی شما اعمال می‌شوند یا خیر.

مشارکت دولت فدرال در کاهش خطرات زلزله از طریق NEHRP

نمی‌توان از وقوع زلزله پیشگیری کرد، اما تأثیرات مخرب آن را بر جان و مال افراد و مسائل اقتصادی می‌توان کاهش داد. کنگره برای نخستین بار در سال ۱۹۷۷ «برنامه ملی کاهش خطرات زلزله» (National Earthquake Hazards Reduction Program (NEHRP)) را تصویب کرد (قانون عمومی ۹۵-۱۲۴) تا «از طریق طراحی و اجرای مستمر و مؤثر برنامه کاهش خطرات زلزله، خطر آسیب‌های جانی و مالی زلزله‌های آینده را در ایالات متحده کاهش دهد.» NEHRP اخیراً در سال ۲۰۱۸ (قانون عمومی ۱۱۵-۳۰۷) مجدداً لازم الاجرا شد.

NEHRP حاصل تلاش مشترک چهار سازمان فدرال است، در جهت بالا بردن درک خطرات ناشی از زلزله و کاهش آسیب‌پذیری کشور در برابر آن. تمرکز NEHRP نظارت و تحقیق در مورد مسائل مربوط به زلزله، مقررات و استاندارهای ساختمانی، تهیه دستورالعمل‌های فنی، بالا بردن سطح آگاهی، آموزش و تأمین کمک هزینه‌های مربوط به زمین لرزه است. این چهار سازمان فدرال عبارت‌اند از:

آژانس مدیریت بحران فدرال (Federal Emergency Management Agency) (FEMA)

مؤسسه ملی استاندارد و فناوری (National Institute of Standards and Technology) (NIST) که رهبر NEHRP است

بنیاد ملی علوم (National Science Foundation) (NSF)

سازمان تحقیقات زمین‌شناسی ایالات متحده (U.S. Geological Survey) (USGS)

NEHRP فرایندی مشارکتی را بین این چهار مؤسسه وابسته مدیریت می‌کند تا بتواند مقاومت در برابر زلزله را در سطح ملی تقویت کند. این مشارکت به تهیه مقررات و استاندارهایی منجر می‌شود که ساختمان‌ها را در برابر زلزله مقاوم‌تر می‌کند. مراحل این روند شامل انجام تحقیقات زلزله، توسعه ابزارها و تکنیک‌های جدید برای مقاوم‌سازی در برابر زلزله، استفاده از یافته‌های تحقیقاتی در تدوین مقررات و استانداردهای ساختمانی و تشویق جامعه به اتخاذ و اجرای آخرین نسخه مقررات و استانداردهاست.

مقرراتی که NEHRP برای مقاوم‌سازی ساختمان‌های جدید در برابر زلزله تدوین می‌کند، آخرین مقررات مبتنی بر دانش و فناوری هستند که برای بهبود استانداردهای ساختمانی در سطح ملی عرضه می‌شوند. ضوابط NEHRP باعث می‌شوند عملکرد ساختمان در برابر زلزله بهبود پیدا کند. آنها همچنین نقشه‌های زلزله‌نگاری را به‌روز می‌کنند، سیستم‌های جدید مقاوم‌سازی در برابر زلزله را ارزیابی می‌کنند، مفاد آیین‌نامه‌های مربوط به زمین‌لرزه را به‌روز می‌کنند و الزامات طراحی ساختمان‌های ضدزلزله را در مقررات مربوط به روش‌ها و مواد ساختمان‌سازی بررسی و ارزیابی می‌کنند.

از آنجایی که نخستین نسخه این مقررات در سال ۱۹۸۵ منتشر شده است، هر سه یا شش سال یک بار این مقررات بازبینی و به‌روز می‌شوند و آخرین بار در ۲۰۱۵ بازنگری شد که انتظار می‌رود اواخر ۲۰۲۰ نیز نسخه جدید آن منتشر شود. این سند منبع اصلی NEHRP برای پیشبرد مأموریت خود در امر کاهش خطرات مالی و جانی در زلزله‌های آینده است. امروزه بیشتر تغییرات پیشنهادشده در این مقررات در آیین‌نامه ASCE/SEI 7 در نظر گرفته شده‌اند و در نتیجه در مقررات ملی ساختمان‌سازی نیز لحاظ شده‌اند. برخی زمین لرزه‌های مهم و تحولات قابل توجهی که به ایجاد و بازنگری NEHRP منتهی شدند در ادامه می‌آیند.

زمین‌لرزه‌ها، مقررات NEHRP و به‌روزرسانی مقررات

عکس  4- زلزله سن‌ فرانسیسکو

۱۹۰۶ – زلزله سن‌ فرانسیسکو، ۷.۹ در مقیاس گشتاوری، ۳۰۰۰ کشته، ۱۰.۵ میلیارد دلار خسارت

زلزله ۱۹۰۶ باعث شد نخستین تحقیق علمی در مورد زلزله به سفارش دولت ایالات متحده آغاز شود. این تحقیق به تهیه گزارش مفصلی منتهی شد که میزان آسیب ساختمان‌ها در اثر زلزله و انواع حرکات زمین را توصیف می‌کرد. با استفاده از این در ک اولیه و دانش به دست آمده از اتفاقات آینده و سازمان‌های دیگر، آیین‌نامه‌های ساختمانی تدوین شدند تا ساختمان‌ها را در برابر زلزله مقاوم کنند. در اینجا برخی از زلزله‌های قابل توجه را می‌آوریم که از اطلاعات کسب‌شده از آنها برای بهبود آیین‌نامه‌ها استفاده شد و میزان آسیب ناشی از این زلزله‌ها را نیز ذکر می‌کنیم.

۱۹۲۷ – مقررات یکپارچه ساختمان (UBC) که حاوی دستورالعمل‌های مربوط به زلزله نیز بود از سوی کنفرانس بین‌المللی مقامات صنعت ساختمان (ICBO) ارائه شد.

۱۹۳۳- زلزله لانگ بیچ، ۶.۴ در مقیاس گشتاوری، ۱۱۵ کشته، ۸۱۹ میلیون دلار خسارت

بیش از ۷۰ مدرسه خراب شد و صدها مدرسه دیگر آسیب دیدند.

۱۹۳۳ - آسیب‌پذیری مدارس در زلزله لانگ بیچ منجر به طرح Field Act شد که مقررات مربوط به مقاوم‌سازی مدارس در برابر زلزله را تعیین می‌کرد (مقررات آموزشی کالیفرنیا §17280 و §81130). این نخستین نمونه در ایالات متحده بود که نشان داد لازم است ایمنی و کارایی برخی از ساختمان‌ها را تقویت کرد.

۱۹۴۹ - نخستین نقشه‌ای که خطرات زمین را لرزه را در سطح ملی نشان می‌داد، توسط UBC منتشر شد.

۱۹۵۹ – انجمن مهندسان سازه کالیفرنیا، استانداردهای مربوط به زلزله را منتشر کردند که کتاب آبی نام دارد و آخرین دانش طراحی مقاوم در برابر زلزله را برای استفاده در سرتاسر آن ایالت نشان می‌دهد.

عکس  5 - زلزله بزرگ آلاسکا

 ۱۹۶۴ – زلزله بزرگ آلاسکا، ۹.۲ در مقیاس گشتاوری، ۱۳۱ کشته، ۲.۶ میلیارد دلار خسارت

۱۹۷۱ – زلزله سن فرناندو، ۶.۶ در مقیاس گشتاوری، ۶۶ کشته، ۳.۳ میلیارد دلار خسارت

۱۹۷۳ – بهبود قابل توجه الزامات طراحی مقاوم در برابر زلزله بر اساس تجربیات زلزله سن فرناندو

۱۹۷۷ – تصویب قانون کاهش خطرات زلزله در کنگره و شکل‌گیری برنامه کاهش خطرات زمین لرزه (NEHRP)

۱۹۷۸ – شورای فناوری کاربردی (ATC) آیین‌نامه ATC 3-06 را منتشر کرد که مقررات آزمایشی توسعه مقاوم‌سازی ساختمان در برابر زلزله را در بر داشت و هدف این بود که این آیین‌نامه مبنای مقررات جدید مربوط به زلزله در سطح ملی باشد. این آیین‌نامه حاصل پروژه‌ای چندین ساله با بهره‌گیری بر نظرات صدها متخصص طراحی مقاوم‌ در برابر زلزله بود.

۱۹۸۵ – زلزله مکزیکو سیتی (مکزیک)، ۸.۰ در مقیاس گشتاوری، ۹۵۰۰ کشته، ۷.۲ میلیارد دلار خسارت

مکزیکو سیتی مانند برخی شهرهای ایالات متحده خاکی نرم دارد که باعث تقویت لرزش‌های زلزله می‌شود.

۱۹۸۵ – آژانس مدیریت بحران فدرال (FEMA) نخستین نسخه مقررات پیشنهادی برنامه NEHRP را برای بهبود ضوابط مقاوم‌سازی ساختمان‌های جدید ارائه کرد که توسط شورای ایمنی زمین لرزه و مطابق با مقررات ATC 3-06 تدوین شد. این شورا در پژوهشگاه ملی علوم ساختمان تشکیل شده بود.

عکس  6 - زلزله لوما پریتا

۱۹۸۹ – زلزله لوما پریتا، ۶.۹ در مقیاس گشتاوری، ۶۳ کشته، ۱۲.۱ میلیارد دلار خسارت

۱۹۹۲ – همه آیین‌نامه‌های ساختمانی با مقررات مقاوم‌سازی ساختمان آمده در آیین‌نامه برنامه NEHRP هماهنگ شدند.

عکس  7 - زلزله نورتریج

۱۹۹۴ - زلزله نورتریج، ۶.۷ در مقیاس گشتاوری، ۶۰ کشته، بیش از ۲۳ میلیارد دلار خسارت

۱۹۹۵ – کمیته بین‌المللی ایمنی و ساخت‌وساز مقاوم در برابر زلزله (Interagency Committee on Seismic Safety and Construction) به این نتیجه رسید که مقررات یکپارچه ساخت‌وساز، مقررات ملی ساختمان ۱۹۹۳ و آیین‌نامه استاندارد ساختمانی ۱۹۹۴ همگی سطحی از ایمنی در برابر زلزله را تأمین می‌کنند که معادل مقرراتی است که برنامه NEHRP در سال ۱۹۹۱ تعیین کرده است.

۱۹۹۵ – زلزله کوبه (ژاپن)، ۶.۹ در مقیاس گشتاوری، ۵۵۰۲ کشته، ۳۴۴ میلیارد دلار خسارت

ضوابط ساختمانی ژاپن مشابه ضوابط ایالات متحده هستند.

۱۹۹۷ – در نسخه جدید مقررات UBC الزاماتی اضافه شد که به ارزیابی و گزارش عناصر غیرضروری سازه‌ای در ساختمان‌ها می‌پرداخت. تحقیقات در مورد زلزله ۱۹۹۴ نشان داد که گرایش طراحان به استفاده از عناصر سازه‌ای کمتر و بزرگ‌تر باعث خرابی‌های بسیار می‌شود.

۲۰۰۰ – آیین‌نامه I-Codes که مجموعه قوانین ملی و  یکپارچه است از سوی NEHRP ارائه شد تا پایه و اساس سایر مقررات مربوط به زلزله باشد.

۲۰۱۰ – زلزله مائول (شیلی) ۸.۸ در مقیاس گشتاوری، ۵۲۳ کشته، ۳۵.۷ میلیارد دلار خسارت

در شیلی مقررات ساخت‌وساز مشابه ایالات متحده است.

عکس  8 - زلزله توهوکو (ژاپن)

۲۰۱۱ – زلزله توهوکو (ژاپن)، ۹.۱ در مقیاس گشتاوری، ۱۵۷۰۳ کشته (که شامل ۱۴۲۲۸ کشته سونامی نیز می‌شود)، ۳۵۷ میلیارد دلار خسارت

۲۰۱۶ – آیین‌نامه ASCE/SEI 7-16 با آیین‌نامه سال ۲۰۱۵ برنامه NEHRP هماهنگ شد و فصلی درباره میزان و آثار سونامی به آن اضافه شد که نخستین استاندارد ملی برای مقوم‌سازی در برابر سونامی است.

۲۰۱۸ یک پژوهش ملی با استفاده از آیین‌نامه‌های IBC و IRC مربوط به سال ۲۰۱۸ به جای آیین‌نامه UBC مربوط به سال ۱۹۸۸ معیارهای طراحی‌ مقاوم در برابر زلزله در ساختمان‌های جدید را ارائه داد که به کمک آن به ازای هر دلار، ۱۲ دلار در هزینه ساخت صرفه‌جویی می‌شد (NIBS، ۲۰۱۹). و به آیین‌نامه‌های IBC و IRC سال ۲۰۱۸ نیز نقشه‌های جدید زلزله‌نگاری براساس گزارش سال ۲۰۱۵ برنامه NEHRP اضافه شد.

نکته: همه خسارت‌ها براساس ارزش دلار در سال ۲۰۲۰ ارائه شده‌اند.

منبع: USGS, n.d. “1906 Marked the Dawn of the Scientific Revolution”; USGS, n.d. “Earthquake Lists, Maps, and Statistics”; United States Senate Committee on Printing (1906); United States Army Corps of Engineers (1964); Nakata (1989b); USGS (1994); McCord (2011).

برای اطلاعات بیشتر به وب‌سایت fema.gov مراجعه کنید.

در مقررات سال ۲۰۲۰ NEHRP این تغییرات اساسی و پیشرفت‌ها، اصلاحات، مفاهیم و اطلاعات پس‌زمینه‌ای ارائه خواهند شد:

اندازه‌ها و نقشه‌های جدید حرکات زمین در مناطق مختلف زلزله‌خیز براساس مدل ملی خطرات ناشی از زلزله USGS مربوط به سال ۲۰۱۸ که شامل الگوهای جدید حرکت زمین در مرکز و شرق ایالات متحده، مدل‌سازی اثر بیسین (basin effect) برای لس‌ انجلس، سیاتل، سان فرانسیسکو و مناطق سالت لیک سیتی و به‌روزرسانی گزارش زلزله‌های گذشته است.

نمودارهای واکنش چنددوره‌ای که نشان‌دهنده بهبود و دقیق‌تر شدن معیارهای حرکت زمین است و تخمین تأثیر زلزله بر ساختمان‌های متوسط و بلند در مکان‌هایی که نزدیک گسل‌های بزرگ هستند و خاک نرمی دارند در این سند اصلاح شده است.

قواعد جدید و اجباری اجزای غیرسازه‌ای مانند اجزای معماری، مکانیکی و الکترونیکی که مقاومت در برابر زلزله را در سیستم‌های غیرساختاری اصلی بنا بهبود می‌بخشند.

رویه‌های جدید که جایگزین شیوه قدیمی طراحی می‌شوند و باعث بهبود عملکرد ساختمان‌های تجاری یک‌طبقه و بزرگ، ساختمان‌های صنعتی‌ساز با دیوارهای صلب (مانند سازه‌های بنایی (masonry) یا سازه‌های تیلت‌آپ (Tilt up) و دیافراگم سقف منعطف (مانند روکش چوبی یا فلز برهنه) می‌شوند. چنین ساختمان‌هایی اغلب انبار یا بخش‌های مختلف فروشگاه‌های خواروبار بزرگ هستند.

مقررات جدید برای ساختمان‌هایی با دیوار برشی جفت‌شده بتن و کامپوزیت فولاد که در ساختمان‌های بلند در مناطق پرخطر از نظر زلزله، مقاومت و کارایی بالایی نشان می‌دهند.   

قوانین جدید برای بهبود مقاوم‌سازی در برابر زلزله

آیین‌نامه‌های مقاوم‌سازی ساختمان در برابر زلزله، سطحی از ایمنی را در نظر می‌گیرند که امکان ریزش ساختمان در هنگام زلزله را به حداقل می‌رسانند. (شکل ۹). اما بسته به شدت زلزله، حتی ساختمان‌هایی که به‌خوبی طراحی شده‌اند نیز ممکن است آسیب ببینند. برای افزایش مقاومت در برابر زلزله،‌ مقررات ساختمانی باید به محافظت بیشتر ساختمان و کاهش امکان آسیب مکان‌های حساس و حیاتی مانند بیمارستان‌ها و سازه‌های عمومی ضروری و همچنین مدارس و انبارهایی که مواد خطرناک را نگهداری می‌کنند تمرکز کنند. مقررات ساختمانی همچنین باید ساخت برخی از ساختمان‌ها را در مناطقی که خطر زلزله در آنها بالاست محدود یا ممنوع کنند.

عکس  9 - یک ساختمان مسکونی ۱۵طبقه در شهر کونسپسیون در شیلی که در زلزله سال ۲۰۱۰ مائول ویران شد. منبع USGS ۲۰۱۱

مقررات و استانداردهای فعلی ساختمان‌سازی در ایالات متحده چندین الزام مهم را پیش‌بینی کرده‌اند:

ساختمان‌های ارائه‌دهنده خدمات عمومی و مدارس و دانشگاه‌هایی که جمعیت زیادی را در خود جای می‌دهند باید نسبت به سایر ساختمان‌های عمومی دست‌کم ۲۵ درصد مقاومت‌تر به زلزله ساخته شوند.

بیمارستان‌هایی که بخش اورژانس دارند، تأسیسات ذخیره و پمپاژ آب جهت اطفای حریق، انبارهای ذخیره مواد خطرناک، مراکز ارتباط اضطراری و پناهگاه‌ها باید نسبت به سایر ساختمان‌های عمومی دست‌کم ۵۰ درصد مقاومت‌تر به زلزله ساخته شوند.

ساختمان‌های ساخته‌شده به شیوه بنایی ساده و بتنی ساده (بدون تقویت‌کننده‌های فولادی سازه) نباید در مناطقی ساخته شوند که خطر زلزله در آنها متوسط یا بالاست.

در ساختمان‌های جدید که در مناطقی ساخته می‌شوند که خطر زلزله در آنها بالا یا بسیار بالاست، استفاده از سیستم‌های هادی مقاوم در برابر زلزله، به کارگیری تکنیک‌های ویژه در ساخت و انجام بازرسی‌های مربوطه ضروری است.

عناصر اصلی مکانیکی، الکترونیکی، لوله‌کشی و معماری باید با گره یا مهار یا هر دو در برابر حرکات و نیروی ناشی از زلزله مقاوم شوند.

عکس  10- اعمال مقررات فعلی در مناطق پرخطر و بسیار پرخطر

توضیح عکس ۱۰: این نقشه نشان می‌دهد که دو آیین‌نامه اخیر در ساختمان‌سازی، یعنی آیین‌نامه‌های IBC و IRC در هر حوزه قضایی در مناطق پرخطر یا بسیار پرخطر از نظر زلزله تا چه حد اجرا شده‌اند. این نقشه تاحدی مبتنی است بر آیین‌نامه IRC سال ۲۰۱۸، ذیل شکل R301.2(2). هر بخش رنگی‌ نشان‌دهنده یک شهرستان است.

عکس  11- جمعیت در مناطق پرخطر و بسیار پرخطر

توضیح عکس ۱۱: این جدول نشان می‌دهد که در هر منطقه یا ایالت، چه جمعیتی در معرض خطر زلزله هستند و چه میزان از آنها یکی از دو نسخه این دو آیین‌نامه را اجرا کرده‌اند. آیین‌های ساختمانی را یا دولت ایالتی یا منطقه‌ای، یا مقامات محلی در روستاها، شهرها، شهرک‌ها، شهرستان‌ها، شهرداری‌ها و غیره که حوزه قضایی دارند اعمال می‌کنند. در برخی حوزه‌ها نیز مقرراتی جدیدتر از مقررات آن ایالت اجرا می‌شوند. در این آیین‌نامه‌های ساختمانی جدید، یافته‌های جدید علمی در مورد مقاومت همه بخش‌های ساختمان در برابر زلزله در نظر گرفته شده است. جمعیت نشان‌ داده شده در جدول فقط شامل حوزه‌هایی است که در مناطقی قرار دارند که واقعاً خطر زلزله در آنها وجود دارد و در نتیجه ممکن است همه جمعیت یک شهرستان نوشته نشده باشد.

ضوابط ساختمانی سنگ‌بنای مقاومت در برابر زلزله هستند. از این رو آژانس FEMA همه مناطق، شهرها و شهرستان‌ها را تشویق می‌کند این ضوابط را اتخاذ و اجرا کنند. نقشه و جدول فوق نشان‌دهنده اجرای این ضوابط در مناطق پرخطر و بسیار پرخطر از نظر زلزله هستند. در جدول فوق جمعیت ایالات و مناطقی را می‌بینید که در معرض خطر بالای زلزله هستند. همچنین این جدول نشان می‌دهد چه بخشی از جمعیتی که در این مناطق زندگی می‌کنند، از این دو نسخه اخیر دستورالعمل ساختمانی در سطح ایالتی یا منطقه‌ای استفاده می‌کنند. اعمال آخرین ضوابط ساختمانی یعنی آیین‌نامه‌های IBC و IRC مستلزم رعایت جدیدترین الزامات قانونی مقاومت در برابر زلزله در همه ساختمان‌های جدید است.

ضوابط ساختمانی عموماً عطف به ما سبق نمی‌شوند، به این معنی که ساختمان‌های موجود باید با ضوابطی منطبق باشند که در زمان طراحی و ساخت آنها لازم‌الاجرا بوده‌اند. بر این اساس، برخی ساختمان‌های قدیمی فعلی با الزامات جدید مقوم‌سازی در برابر زلزله که در ساختمان‌های جدید رعایت می‌شود، مطابقت ندارند. در برخی موارد، وقتی در ساختمانی موجود تغییرات، تعمیرات، گسترش یا تغییر کاربری اساسی صورت می‌گیرد، ضوابط جدید لازم الاجرا می‌شوند و باید بنا در برابر زلزله مقاوم‌سازی شود.

جوامعی که در آنها ساختمان‌های آسیب‌پذیر بسیاری وجود دارد، لازم است از طریق برنامه‌های محلی کاهش آسیب‌های زلزله به این مشکل رسیدگی کنند. مقامات محلی می‌توانند دستوراتی مربوط به مقاومت در برابر زلزله تصویب کنند که به موجب آنها، انواع ساختمان‌های آسیب‌پذیر و مکان‌های عمومی مهم مانند مدارس و بیمارستان‌ها ارزیابی و مقاوم‌سازی شوند. صاحبان ساختمان‌ها نیز می‌توانند داوطلبانه به مقاوم‌سازی ساختمان‌های خود و کاهش آسیب‌پذیری در برابر زلزله مطابق با ضوابط جدید ساختمانی اقدام کنند. در این پروژه‌های مقاوم‌سازی اغلب از آیین‌نامه بین‌المللی ساختمان‌های موجود (IEBC) و مرجع استاندارد ملی برای ارزیابی و مقوم‌سازی ساختمان‌های موجود ASCE/SEI 41 استفاده می‌شود.

آژانس FEMA از توسعه آیین‌نامه IEBC و مرجع استاندارد ASCE/SEI 41 حمایت می‌کند و منابع فنی متعددی تهیه کرده است که به کمک آنها می‌توان ساختمان‌های آسیب‌پذیر در برابر زلزله را تقویت کرد، مانند ساختمان‌های بنایی غیرمسلح، ساختمان‌های بتنی غیرشکل‌پذیر (non-ductile) و ساختمان‌های اسکلت چوبی چندواحدی که طبقه اول ضعیف دارند. به‌تازگی شیوه‌نامه طراحی ضدزلزله (PBSD) و نحوه ارزیابی و دستورالعمل‌های این طراحی توسط آژانس FEMA تکمیل شده است که ابزارهای ارزشمند برای تصمیم‌گیرندگان و مهندسان فراهم می‌آورد که به کمک آنها می‌توانند ساختمان‌های جدید را با کارایی بالاتر و مقاوم‌تر در برابر زلزله طراحی و اجرا کنند.

جوامع برای اینکه بتوانند از زلزله در امان بمانند باید زیرساخت‌های اساسی، روش‌های دفاعی و تأسیسات حیاتی خود را نیز تقویت کنند. ساختمان‌هایی که کاملاً مطابق با ضوابط موجود در آیین‌نامه‌های ساختمانی جدید ساخته می‌شوند، بهترین شانس را برای کاهش خطرات ناشی از زلزله در مناطقی دارند که امکان زمین لرزه در آنها بالاست.

تغییرات جدید در برنامه‌ها و سیاست‌های کاهش خطر زلزله

برنامه کمک‌هزینه ایالتی FEMA NEHRP از تلاش‌های صورت‌گرفته برای کاهش خطر زلزله حمایت می‌کند. این برنامه، اجرای ضوابط ساختمانی، ارزیابی آسیب‌پذیری ساختمان، افزایش آگاهی از خطر آسیب و فعالیت‌های مربوط به کاهش خطر زلزله در ایالت‌ها و جوامع محلی را هدایت می‌کند. این برنامه همچنین بر حسب میزان خطر وقوع زلزله در ایالت‌ها و مناطق مختلف، بودجه‌های لازم را از طریق کمک هزینه‌های سازمان‌ها و مؤسسات آموزش عالی غیر انتقاعی و رایزنی و توافق با ایالت‌هایی که بیشتر در معرض خطر هستند فراهم می‌کند.

قوانین جدید باعث شده‌اند نحوه حمایت آژانس FEMA از برنامه‌های کاهش خطر بلایای طبیعی و امداد پس از حوادث طبیعی از جمله زلزله بسیار متحول شود. برای نمونه، طرح بازیابی و اصلاح بلاهای طبیعی (DRRA) در سال ۲۰۱۸ تصویب شد (قانون عمومی ۱۱۵-۲۵۴) و اصلاحیه‌ای بود بر طرح کمک اضطراری آسیب‌دیدگان و جبران بلاهای طبیعی رابرت تی. استفورد (طرح استفورد) تصویب‌شده در سال ۱۹۸۸ (قانون عمومی ۱۰۰-۷۰۷). بخش ۱۲۳۴ DRRA بخش ۲۰۳ طرح استفورد را اصلاح کرد، به‌گونه‌ای که از طریق تجدید نظر بر ضوابط ایالتی و محلی ساختمان‌سازی به‌شیوه‌ای مقرون به صرفه آسیب‌های وارده را کاهش دهد. بخش ۱۲۳۴ با اقدامات مختلف در راستای تأمین بودجه، انگیزه‌‌ای ایجاد کرد تا جوامع آخرین ضوابط ساختمانی را اتخاذ و اجرا کنند. این بخش بستری فراهم می‌آورد تا تصمیمات مربوط به بودجه تعیین‌شده برای جبران بلاهای طبیعی، بسته به تلاش هر جامعه برای اتخاذ و اجرای آخرین نسخه ضوابط ساختمان‌سازی، به‌ویژه دو نسخه‌ اخیر که به آنها اشاره شد، بیشتر یا کمتر شود.

بخش ۱۲۳۴ همچنین برنامه‌ای برای کمک مالی به کاهش آسیب‌های زیرساخت‌های عمومی و ملی تدوین کرده است که آژانس FEMA آن را «جوامع و زیرساخت‌های مقاوم در برابر زلزله» (BRIC) می‌نامد. بودجه طرح BRIC از صندوق جبران بلاهای طبیعی تأمین می‌شود و ۶ درصد هزینه‌های برآورد‌شده برای کمک بلاعوض این صندوق به این منظور اختصاص داده شده است. آژانس FEMA پیش‌بینی می‌کند این برنامه جدید بتواند مشوق پروژه‌های بزرگ زیرساختی و نوآورانه باشد که مبتنی بر مقررات ساختمانی هستند که باعث می‌شوند جوامع در برابر زلزله مقاوم‌تر باشند.

طرح DRRA تغییرات مهمی در «برنامه کمک هزینه جبران بلاهای طبیعی» (Hazard Mitigation Grant Program) (HMGP) به وجود آورد که در بخش ۴۰۴ طرح استافورد آمده است و منابع مالی را برای بازسازی و افزایش مقاومت بعد از یک فاجعه عظیم تأمین می‌کرد. طرح DRRA توضیحاتی به بخش ۴۰۴ اضافه می‌کند که نشان می‌دهد افزایش مقاومت در برابر بلاهای طبیعی یکی از اهداف برنامه HMGP است.

همچنین آژانس FEMA اخیراً کمک‌های مالی برنامه HMGP را تا ۱۰ درصد افزایش داده است. طبق این برنامه، دریافت‌کنندگان کمک هزینه پیشتر می‌توانستند تا ۵ درصد از کل کمک‌های مالی را برای پروژه‌هایی صرف کنند که برآورد هزینه آنها با استفاده از ابزارهایی که فعلاً مورد تأیید FEMA هستند امکان‌پذیر نبود، اما با انجام آن پروژه‌ها خطر تلفات جانی و مالی کاهش پیدا می‌کرد، مانند بسیاری از پروژه‌هایی که مربوط به اجرای ضوابط جدید مقاوم‌سازی هستند. بقیه بودجه HMGP بعد از وقوع حادثه برای مقاوم‌سازی ساختمان‌ و اجزای ضوابط ساختمانی اختصاص می‌یافت، مانند اجرای جدیدترین ضوابط، افزایش آگاهی در مورد فنون مقاوم‌سازی ساختمان و به‌روز کردن مقررات موجود.

مجتمع فنی تهران :اکنون آژانس FEMA این امکان را فراهم کرده است که برای فعالیت‌هایی که موجب کاهش خطر همه اتفاقات غیرمترقبه می‌شود تا ۱۰ درصد بودجه اختصاص داده شود. در طرح آژانس FEMA برای کاهش خطر بلاهای طبیعی تا پیش از سال ۲۰۱۵ این ۵ درصد اضافه به جبران خسارات ناشی از گردباد و بادهای شدید اختصاص می‌یافت. اکنون پروژه‌های جبرانی که از این بودجه استفاده می‌کنند، باید ضوابط مربوط به مقاوم‌سازی ساختمان در برابر زلزله را نیز رعایت کنند.

برای اطلاعات بیشتر در مورد فعالیت‌ها، برنامه‌ها و منابع طرح FEMA NEHRP و برای اشتراک در سرویس اطلاع‌رسانی ایمیلی این طرح، به وب‌سایت fema.gov و وب‌سایت nehrp.gov مراجعه کنید.

 منبع: شیت اطلاعاتی آژانس مدیریت بحران فدرال (FEMA) در fema.gov