ભૂકંપનું જોખમ ધરાવતા વિસ્તારો માટે બાંધકામના ધોરણો

ભારતમાં ભૂકંપનું જોખમ ધરાવતા વિસ્તારો માટે બાંધકામના ધોરણો

ભારત બે મોટી ટેક્ટોનિક પ્લેટ પર આવેલો હોવાથી અહીં ભૂકંપ આવવાનું જોખમ રહેલું છે. છેલ્લાં ઘણાં વર્ષોથી આવતાં ભૂકંપોને કારણે જાનમાલનું ઘણું નુકસાન થયું છે. આથી, તમે જ્યારે ભારતમાં ભૂકંપનું જોખમ ધરાવતા વિસ્તારમાં ઘર બાંધી રહ્યાં હો ત્યારે બાંધકામના ધોરણો અને પ્રોટોકોલનું ચુસ્તપણે પાલન કરવું જરૂરી બની જાય છે. યોગ્ય આયોજન અને ભૂકંપ-પ્રતિરોધી ટેકનિકોનો ઉપયોગ કરવાથી ભૂકંપ આવે ત્યારે તમારા ઘરને થતાં નુકસાનને શક્ય એટલું ઘટાડવામાં મદદ મળી રહે છે.

ભારતમાં ભૂકંપનું જોખમ ધરાવતા વિસ્તારોમાં બિલ્ડિંગની માળખાગત સુરક્ષાને વધારવા માટે નેશનલ બિલ્ડિંગ કૉડ (એનબીસી)નું પાલન કરવામાં આવે છે. તેના મુખ્ય પાસાંઓમાં સમાવિષ્ટ છેઃ

1. સીસમિક જોઇનિંગ

ભૂકંપીય પ્રવૃત્તિ પર આધાર રાખીને બાંધકામની યોગ્ય ટેકનિકોને નિર્ધારિત કરવા માટે ભારતને ચાર સીસમિક ઝોન (II, III, IV, V)માં વિભાજિત કરવામાં આવ્યો છે.

2. માળખાંની ડીઝાઇન

મકાનની ડીઝાઇન તેમના સીસમિક ઝોનને લાગુ પડતાં ધોરણોને અનુરૂપ હોવી જોઇએ, જે યોગ્ય સામગ્રી અને એલાઇન્મેન્ટનો ઉપયોગ થયો છે તેની ખાતરી કરે છે.

3. સામગ્રીનો ઉપયોગ

સ્ટીલ અને રીએન્ફોર્સ્ડ સીમેન્ટ કૉંક્રીટ (આરસીસી) જેવી સ્થિતિસ્થાપક સામગ્રીનો ઉપયોગ કરવાથી ભૂકંપ પ્રત્યેનો પ્રતિરોધ સુધારી શકાય છે.

4. ગુણવત્તા નિયંત્રણ

સામગ્રીઓ અને બાંધકામની પ્રક્રિયાઓને ચુસ્તપણે નિયંત્રિત કરવામાં આવે અને નિયમિતપણે નિરીક્ષણ કરવામાં આવે તેની ખાતરી કરો.

5. ફાઉન્ડેશનનો પ્રકાર

સીસમિક ઝોન પર આધાર રાખીને ફાઉન્ડેશનને પસંદ કરો, જ્યાં ખૂબ વધારે ભૂકંપીય પ્રવૃત્તિ થતી હોય તેના માટે આઇસોલેટેડ કે રાફ્ટ ફાઉન્ડેશનની ભલામણ કરવામાં આવે છે.

6. રેટ્રોફિટિંગ

ભૂકંપ સામેનો પ્રતિરોધ સુધારવા માટે વર્તમાન માળખાંઓને મજબૂત બનાવો.

બાંધકામના આ ધોરણોનું પાલન કરવાથી ભૂકંપ દરમિયાન થતાં જાનમાલના નુકસાનને શક્ય એટલા ઘટાડી શકાય છે.

ઘરો પર ભૂકંપનો કેવો પ્રભાવ પડે છે?

ભૂકંપ આવે ત્યારે જમીન અલગ-અલગ દિશાઓમાં હલે છે, જેના કારણે મકાનનું ફાઉન્ડેશન પણ હલે છે. આ ફાઉન્ડેશન જમીન સાથે જોડાયેલું હોવાથી ભૂકંપનું કંપન સમગ્ર બિલ્ડિંગમાં ફેલાય છે. તેના પરિણામે, આડા કંપનોને કારણે બિલ્ડિંગ આજુબાજુ ડગમગાઈ શકે છે. બિલ્ડિંગના ફ્લોર પણ અલગ જ રીતે હલનચલન કરે છે, જે દિવાલો અને કૉલમો જેવા ઊભા હિસ્સાઓ પર તણાવ નાંખે છે. આ તણાવને કારણે બિલ્ડિંગની સામગ્રીઓમાં તિરાડ પડી જાય છે કે તે તૂટી જાય છે, જેના લીધે બિલ્ડિંગની મજબૂતાઈ ગંભીરપણે જોખમાઈ શકે છે. બદત્તર કિસ્સાઓમાં જો આવું કંપન ખૂબ જ શક્તિશાળી હોય તો સમગ્ર બિલ્ડિંગ ધરાશાયી થઈ શકે છે.

બાંધકામના આ પ્રોટોકોલનું પાલન કરો

અહીં ભૂકંપ-પ્રતિરોધી બાંધકામના કેટલાક મહત્વના ધોરણો આપવામાં આવ્યાં છે, જેનું પાલન કરવું જોઇએઃ

1) એડજેસ્ટ કરી શકાય તેવું ફાઉન્ડેશન બનાવો

બેઝ આઇસોલેટર્સનો ઉપયોગ કરીને જમીનથી ફાઉન્ડેશનને છુટું પાડી દેવું એ અર્થક્વેક એન્જિનીયરિંગની એક અસરકારક વ્યૂહરચના છે. આ બેઝ આઇસોલેટર્સ બિલ્ડિંગ અને જમીનની વચ્ચે શૉક એબ્ઝોબર્સ તરીકે કામ કરે છે. તેને રબર અને સ્ટીલના લેયરોમાંથી બનાવવામાં આવે છે અને બિલ્ડિંગના ફાઉન્ડેશનની નીચે મૂકવામાં આવે છે. જ્યારે જમીન હલે છે ત્યારે આ આઇસોલેટર્સ ભૂકંપની ઊર્જાને શોષી લે છે અને બિલ્ડિંગમાં તેને ફેલાતી અટકાવે છે. તેનાથી જમીનની વિનાશક હલનચલનથી માળખાંનું રક્ષણ થાય છે.

ઉપયોગમાં લેવાતા આઇસોલેટર્સના કેટલાક પ્રકારો આ મુજબ છેઃ

a. લીડ રબર બેરિંગ્સ

તેને સ્ટીલ પ્લેટના લેયરો અને લીડ કૉર્સ વડે એકબીજાની સાથે જોડવામાં આવેલા રબરમાંથી બનાવવામાં આવે છે. સીસાને કારણે બેરિંગ્સને તેની શક્તિ ગુમાવ્યાં વગર ધીમે-ધીમે દબાય છે.

b. ફ્રિક્શન પેન્ડુલમ સિસ્ટમ

તેમાં બિલ્ડિંગના બેઝ અને જમીનની વચ્ચે આર્ટિક્યુલેટેડ સ્લાઇડરનો સમાવેશ થાય છે. સ્લાઇડર ખસવાની સાથે જ ફ્રિક્શન ભૂકંપની ઊર્જાને અવશોષી લે છે.

c. ઇલાસ્ટોમેરિક આઇસોલેટર્સ

તેમાં રબર અને સ્ટીલના વારાફરતી ચુસ્તપણે જોડાયેલા લેયરો હોય છે. રબરના લેયરો કંપનોને વાળવા અને ઘટાડવામાં મદદરૂપ થાય છે.

d. હાઈ-ડેમ્પિંગ રબર આઇસોલેટર્સ

આ નરમ રબરનો ઉપયોગ કરવાથી ભૂકંપીય ઊર્જાનું અસરકારક રીતે અવશોષણ થઈ શકે છે.

2) ડેમ્પિંગ ધરાવતા કાઉન્ટર ફૉર્સિસ

ફ્લોર અને દિવાલોમાં ડેમ્પર્સ અને શૉક એબ્ઝોબર્સને ઇન્સ્ટોલ કરવાથી આડા કંપનની સામે કાઉન્ટરફૉર્સનું નિર્માણ થઈ શકે છે. ડેમ્પર્સ કંપન ઊર્જાને અવશોષી લે છે અને તેને ગરમીમાં રૂપાંતરિત કરી દે છે, જેના લીધે ઘર પર તેનો પ્રભાવ ઘટી જાય છે. બાંધકામના ધોરણો મુજબ માળખાંને સ્થિર જાળવી રાખવા માટે હાઇડ્રોલિક પેન્ડુલમ સિસ્ટમને પણ ઇન્સ્ટોલ કરી શકાય. અહીં સીસમિક ડેમ્પર્સના કેટલાક પ્રકારો આપવામાં આવ્યાં છેઃ

a. મેટાલિક યીલ્ડ ડેમ્પર્સ

તે ધાતુની પ્લેટો ધરાવે છે, જે પ્લાસ્ટિકના વિરુપણ મારફતે ઊર્જાનો નાશ કરે છે.

b. વિસ્કોઇલાસ્ટિક ડેમ્પર્સ

તે એવા એવા પૉલિમરનો ઉપયોગ કરે છે, જે કંપનના બળને અન્યત્ર વાળે છે અને ધીમે-ધીમે ઘટાડી દે છે.

c. ફ્રિક્શન ડેમ્પર્સ

ઊર્જાનો નાશ કરવા માટે સરકનારી સપાટીઓની વચ્ચે ઘર્ષણનો ઉપયોગ કરે છે.

4. ટ્યુન્ડ માસ ડેમ્પર્સ

તે સ્પ્રિંગ્સ કે હાઇડ્રોલિક્સ મારફતે જોડાયેલું દ્રવ્યમાન ધરાવે છે, જે માળખાંની સાથે ફેઝની બહાર કંપન કરે છે.

d. ટ્યુન્ડ લિક્વિડ ડેમ્પર્સ

પ્રવાહી કન્ટેનરો ઊર્જાનો નાશ કરવા માટે બિલ્ડિંગની ફ્રીક્વન્સીઓએ સ્લોશ સાથે ટ્યુન થયેલા હોય છે.

e. એક્ટિવ માસ ડેમ્પર્સ

તે કમ્પ્યૂટર દ્વારા નિયંત્રિત હાઇડ્રોલિક સિસ્ટમ છે, જે ભૂકંપની ગતિવિધિની આગાહી કરે છે અને તેનો પ્રતિકાર કરે છે.

3) કંપનની સામે તમારા ઘરનું રક્ષણ કરો.

ભૂકંપના કંપનોને નિયંત્રિત કરનારા ઉપકરણો ઘરને નુકસાન સામે સુરક્ષાકવચ પૂરું પાડી શકે છે. તેમાં ઘરની આસપાસ રહેલી ભૂકંપની ઊર્જાને વાળીને જમીનમાં ઉતારી દેવા માટે ફાઉન્ડેશનની આસપાસ પ્લાસ્ટિક અને કૉંક્રીટની કોન્સેન્ટ્રિક રિંગ્સની રચના કરવાનો સમાવેશ થાય છે. આ ક્લૉકમાં ભૂકંપના અપેક્ષિત કંપનોને અનુરૂપ ચોક્કસ પરિમાણો ધરાવતી પ્લાસ્ટિક અને કૉંક્રીટની અંડરગ્રાઉન્ડ કોન્સેન્ટ્રિક રિંગ્સનો સમાવેશ

થાય છે. તેના મુખ્ય સિદ્ધાંતો આ મુજબ છેઃ

1. અંદર આવતી ભૂકંપની તરંગલંબાઈની સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરવા માટે પૂરતી નજીક ગોઠવવામાં આવેલી રિંગ.

2. ભૂકંપના તરંગોની ગતિ અંદરથી બહારની રિંગ સુધી ઘટી જાય છે.

3. તેના કારણે તરંગો બિલ્ડિંગના ફાઉન્ડેશનના કેન્દ્રથી દૂર જતાં રહે છે.

4. તરંગો ઓછામાં ઓછા પ્રતિકારનો માર્ગ છે અને ફાઉન્ડેશનની આસપાસ પ્રવાહિત થાય છે.

5. બિલ્ડિંગો જમીનમાં થતી હલનચલનની સાથે કંપન અનુભવતા નથી.

4) ઘરના માળખાંને મજબૂત બનાવો

બિલ્ડિંગના માળખાંની ડીઝાઇન એ પ્રકારે તૈયાર કરવી જોઇએ કે તે ભૂકંપના બળની સામે ટકી રહે અને તેને જમીન તરફ ઇરાદાપૂર્વક નિર્દેશિત કરેલા માર્ગ તરફ વાળી શકે. મહત્વના માળખાગત તત્વોનું રીએન્ફોર્સમેન્ટ કરીને અને અહીં નીચે જણાવેલી ચીજોનો ઉપયોગ કરીને સ્થિતિસ્થાપકતાને સુધારીને આમ કરી શકાય છેઃ

1. ભૂકંપ પ્રતિરોધી દિવાલો

દિવાલના ઊભા તત્વોની ડીઝાઇન દિવાલને સમતળ આડા આવતા ભૂકંપના બળોને ખાળવા માટે કરવામાં આવી હોય છે. તે તેમાં કઠોરતાને ઉમેરે છે અને બ્રેસિંગ તરીકે કામ કરે છે.

2. ક્રોસ બ્રેસિંગ્સ

લેટરલ લૉડ્સની સામે મજબૂતાઈ માટે સ્ટીલનો ઉપયોગ કરીને બીમ અને કૉલમોની વચ્ચે ત્રાંસા સ્ટ્રક્ચરલ બ્રેસિંગ.

3. મોમેન્ટ-રેઝિસ્ટિંગ ફ્રેમ્સ

ખૂબ વધારે કઠોરતા ધરાવતા બીમ-કૉલમના સાંધાઓ કે જે બિલ્ડિંગને ઝુલવાને નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડી દે છે.

4. ડાયાફ્રામ્સ

વર્ટિકલ, લેટરલ ફોર્સ-રેઝિસ્ટિંગ તત્વોને જોડનારા ફ્લોર જેવા આડા તત્વો.

5. કઠોર ફ્લોર અને રૂફ ડાયાફ્રામ્સ

તમામ દિવાલો/ફ્રેમ્સને એકબીજાની સાથે બાંધી દો અને ભૂકંપના બળોને તેમની વચ્ચે વહેંચી દો.

6. ટાઇઝ અને કન્ટિન્યૂટી બીમ્સ

અંતરાલની વિરુદ્ધ દિવાલો અને ફ્રેમ્સની આસપાસ સાતત્યપૂર્ણ જોડાણ પૂરું પાડો.

બાંધકામમાં ઉપયોગમાં લેવાતી ભૂકંપ-પ્રતિરોધી સામગ્રીઓ

ભૂકંપ-પ્રતિરોધી ડીઝાઇનની સાથે બાંધકામ માટેની સ્ટાન્ડર્ડ સામગ્રીઓની પસંદગી પણ મહત્વની ભૂમિકા ભજવે છેઃ

1) સ્ટીલ

સ્ટીલ ભૂકંપના દબાણ અને કંપનોને સહન કરવાની વધુ તણાવ શક્તિ અને સ્થિતિસ્થાપકતા ધરાવે છે. યોગ્ય સ્ટીલ રીએન્ફોર્સમેન્ટ્સ અને ફ્રેમ્સ મજબૂતાઈની સાથે સ્થિતિસ્થાપકતા પણ પૂરી પાડે છે. સ્ટીલ એ ભારતમાં ભૂકંપ-પ્રતિરોધી બાંધકામના ધોરણો માટે સૌથી અનુકૂળ આવે તેવી સામગ્રીઓમાંથી એક છે. તે તૂટ્યાં વિના પલટાવી શકાય તે રીતે વિરુપ કરવાની ઉત્તમ સ્થિતિસ્થાપકતા અને લવચીકતા ધરાવે છે. તેની લવચીક પ્રકૃતિને કારણે તણાવ બાદ તેને તેના મૂળ આકારમાં લાવી શકાય છે.

સ્ટીલનો ઉપયોગ કરવાના મુખ્ય ફાયદા આ મુજબ છેઃ

1. મજબૂતાઈ અને વજનની વચ્ચેના ઊંચા ગુણોત્તરને કારણે તે બિલ્ડિંગને વજનમાં હલકા ભૂકંપ-પ્રતિરોધી માળખાં બનાવી દે છે.

2. તણાવની સામે ટકી રહેવાનો તેનો ગુણ સ્ટીલની મજબૂતાઈને વધારે છે, કારણ કે તે વિરુપ થઈ જાય છે, જે ઊર્જાને અવશોષી લેવા માટે આદર્શ ગણાય છે.

3. એકસમાન અને સ્ટાન્ડર્ડાઇઝ ઉત્પાદન ભૌતિક ગુણોનું ગુણવત્તા નિયંત્રણ કરવાનું શક્ય બનાવે છે.

4. કોટિંગ કરીને તેનું ખવાણ થતું અટકાવી શકાતું હોવાથી તેનું ટકાઉપણું વધે છે.

2) લાકડું

લાકડું વજનમાં હલકું હોવા છતાં તેની કુદરતી લવચીકતાને કારણે તે ઉત્તમ સ્થિતિસ્થાપકતા ધરાવે છે. તેની આ લાક્ષણિકતા ભૂકંપ દરમિયાન ફાયદારૂપ સાબિત થાય છે. ક્રોસ-લેમિનેટેડ ટિમ્બર અને પ્લાયવૂડ જેવા ઉત્પાદનો ફ્લોર અને છતના બાંધકામ માટેના નિયમો મુજબ ઉપયોગમાં લઈ શકાય છે.

લાકડાં વડે બાંધકામ કરવાના ફાયદાઃ

1. ઓછાં ઘનત્વને કારણે બિલ્ડિંગ પર ભૂકંપનું બળ ઓછું લાગે છે.

2. વજનમાં હલકી ફ્રેમમાંથી બનાવેલા લાકડાંના બિલ્ડિંગો ભૂકંપની ઊર્જાને ગતિ મારફતે નાશ કરવા માટે પૂરતી સ્થિતિસ્થાપક હોય છે.

3. પ્લાયવૂડ શીથિંગ જેવી પેનલો દિવાલોને શીયર રેઝિસ્ટેન્સ પૂરો પાડે છે.

4. ધાતુની ફાસ્ટનર્સ ધરાવતી વૂડન શીયર વૉલ સારો લેટરલ લૉડ રેઝિસ્ટેન્સ પૂરો પાડે છે.

5. લાકડાંના મેમ્બરોને એકસાથે જોડવાથી વિઘટનકારી જોડાણો બને છે.

3) અત્યાધુનિક સામગ્રીઓ

વિશિષ્ટ પ્રકારના એલોય, કૉમ્પોઝિટ્સ અને પૉલીમર્સ જેવા ફાઇબર-રીએન્ફોર્સ્ડ પ્લાસ્ટિક અને ગ્રેફાઇન-આધારિત સામગ્રીઓને ખાસ કરીને ભૂકંપ સામે પ્રતિરોધ માટે તૈયાર કરવામાં આવે છે. વાંસ પણ ઇકો-ફ્રેન્ડલી વિકલ્પ તરીકે ઉભરી રહ્યો છે.

ભૂકંપ-પ્રતિરોધી ગુણોને વધારવા માટે નવીન પ્રકારની અત્યાધુનિક સામગ્રીઓને વિકસાવવામાં આવી રહી છેઃ

1. શેપ મેમરી એલોય

આ સામગ્રી તણાવ બાદ વિરુપ થયાં પહેલાંનાં તેના મૂળ આકારમાં આવી જઈ શકે છે.

2. ફાઇબર રીએન્ફોર્સ્ડ પૉલીમર્સ (એફઆરપી)

વધારે મજબૂતાઈ ધરાવતા ફાઇબર કૉમ્પોઝિટ્સ જે વજનમાં હલકા હોય છે અને ખવાણ પ્રતિરોધી હોય છે.

3. એન્જિનીયર્ડ સીમેન્ટિશિયસ કૉમ્પોઝિટ્સ (ઇસીસી)

અત્યંત નરમ કૉંક્રીટ જે તૂટ્યાં વગર વિરુપ થઈ શકે છે.

4. ગ્રેફાઇન-આધારિત સામગ્રીઓ

આ અત્યંત મજબૂત કાર્બન નેનોમટીરિયલ બાંધકામના ધોરણો માટે અનુકૂળ છે.