भूकंप संभावित क्षेत्रों में निर्माण के मानक

भारत में भूकंप संभावित क्षेत्रों में निर्माण के मानक

दो प्रमुख टेक्टोनिक प्लेटों पर स्थित होने के कारण भारत में भूकंप का खतरा बना रहता है। पिछले कुछ वर्षों में, भूकंपों ने कई घरों को नष्ट कर दिया है और लोगों की जान चली गई है। इसलिए, भारत में भूकंप-संभावित क्षेत्र में घर बनाते समय निर्माण के कड़े मानकों व प्रोटोकॉल का पालन करना महत्वपूर्ण होता है। उचित योजना बनाना और भूकंप प्रतिरोधी तकनीकों का उपयोग करना भूकंप के दौरान आपके घर को होने वाले नुकसान को कम करने में मदद कर सकता है।

भारत में भूकंप-संभावित क्षेत्रों में इमारतों की संरचनात्मक सुरक्षा बढ़ाने के लिए राष्ट्रीय भवन संहिता (एनबीसी) का पालन किया जाता है। प्रमुख पहलुओं में शामिल हैं:

1. भूकंपीय जुड़ाव

भूकंपीय गतिविधि के आधार पर निर्माण की उपयुक्त तकनीक निर्धारित करने के लिए भारत को चार भूकंपीय क्षेत्रों (II, III, IV, V) में विभाजित किया गया है।

2. संरचनात्मक डिजाइन

उचित सामग्री और संरेखण का उपयोग सुनिश्चित करते हुए भवन के डिज़ाइन को उनके भूकंपीय क्षेत्र में लागू मानकों के अनुरूप होना चाहिए।

3. सामग्री का उपयोग

भूकंप के बेहतर प्रतिरोध के लिए स्टील और प्रबलित सीमेंट कंक्रीट (आरसीसी) जैसी लचीली सामग्री को अपनाना।

4. गुणवत्ता नियंत्रण

सामग्री और निर्माण की प्रक्रियाओं पर कड़े नियंत्रण सुनिश्चित करें और नियमित निरीक्षण करें।

5. नींव के प्रकार

भूकंपीय क्षेत्रों के आधार पर नींव का चयन करें, उच्च भूकंपीय गतिविधि वाले क्षेत्रों के लिए पृथक या बेड़ा नींव की सिफारिश की जाती है।

6. रेट्रोफिटिंग

भूकंप प्रतिरोध में सुधार के लिए मौजूदा संरचनाओं को मजबूत करना।

इन निर्माण मानकों का पालन करने से भूकंप के दौरान होने वाली क्षति को कम किया जा सकता है और जानें बचाई जा सकती है।

भूकंप घरों को कैसे प्रभावित करते हैं?

भूकंप के दौरान ज़मीन अलग-अलग दिशाओं में हिलती है, जिससे इमारत की नींव भी हिलती है। चूंकि नींव जमीन से जुड़ी होती है, इसलिए यह कंपन पूरी इमारत में फैल जाता है। परिणामस्वरूप, क्षैतिज झटकों के कारण इमारत अगल-बगल से डगमगा सकती है। इमारत के फर्श भी अलग-अलग तरह से हिल सकते हैं, जिससे दीवारों और स्तंभों जैसे ऊर्ध्वाधर हिस्सों पर तनाव पड़ता है। यह तनाव निर्माण सामग्री में दरार या टूटने का कारण बन सकता है, जो इमारत की मजबूती को गंभीर रूप से नुकसान पहुंचा सकता है। सबसे खराब स्थिति में, यदि कंपन बहुत तेज़ हो, तो पूरी इमारत ढह सकती है।

अनुसरण करने योग्य निर्माण के कुछ प्रोटोकॉल

यहां कुछ महत्वपूर्ण भूकंप-रोधी निर्माण के मानक दिए गए हैं जिनका पालन किया जाना चाहिए::

1) एक एडजस्टेबल नींव बनाएं

एक प्रभावी भूकंप इंजीनियरिंग रणनीति में बेस आइसोलेटर्स का उपयोग करके नींव को जमीन से अलग किया जाता है। ये बेस आइसोलेटर्स भवन और भूमि के बीच शॉक एब्जॉर्बर की तरह काम करते हैं। इन्हें रबर और स्टील की परतों से बनाया जाता है और इमारत की नींव के नीचे रखा जाता है। जब ज़मीन हिलती है, तो आइसोलेटर्स भूकंप की ऊर्जा को अवशोषित कर लेते हैं और भवन में इसके स्थानांतरण को कम कर देते हैं। यह संरचना को विनाशकारी ज़मीनी गतियों से बचाता है।

उपयोग किए जाने वाले बेस आइसोलेटर के कुछ प्रकार हैं:

अ) लीड रबर बियरिंग्स

इसे सीसे के कोर से एक साथ बंधी स्टील प्लेटों और रबर की परतों से बनाया जाता है। सीसा बीयरिंगों को ताकत कम किए बिना धीरे-धीरे आगे बढ़ने की अनुमति देता है।

ब) घर्षण पेंडुलम प्रणाली

इसमें इमारत के आधार और जमीन के बीच एक आर्टिकुलेटेड स्लाइडर होता है। स्लाइडर के हिलने पर घर्षण भूकंप की ऊर्जा को अवशोषित कर लेता है।

स) इलास्टोमेरिक आइसोलेटर्स

रबर और स्टील की बारी-बारी से कसकर बंधी हुई परतें रखें। रबर की परतें कंपन को मोड़ने और कम करने में मदद करती हैं।

द) हाई-डैम्पिंग रबर आइसोलेटर्स

इनमें नरम रबर का उपयोग किया जाता है जो भूकंपीय ऊर्जा को प्रभावी ढंग से अवशोषित कर लेता है।

2) डंपिंग सहित काउंटर फोर्सेस

फर्श और दीवारों में डैम्पर्स या शॉक अवशोषक स्थापित करने से क्षैतिज झटकों के विरुद्ध एक प्रतिबल उत्पन्न होता है। चूंकि डैम्पर्स कंपन की ऊर्जा को अवशोषित करते हैं और इसे गर्मी में परिवर्तित करते हैं जिससे यह घर पर प्रभाव पड़ना कम कर देता है। निर्माण मानकों के लिए संरचना को स्थिर रखने के लिए हाइड्रोलिक पेंडुलम सिस्टम भी स्थापित किया जा सकता है। उपयोग किए जाने वाले भूकंपीय डैम्पर्स के कुछ प्रकार हैं:

अ) मेटलिक यील्ड डैम्पर्स

इनमें धातु की प्लेटें होती हैं जो प्लास्टिक विरूपण के माध्यम से ऊर्जा का अपव्यय करती हैं।

ब) विस्कोइलास्टिक डैम्पर्स

ऐसे पॉलिमर का उपयोग करें जो विकृत हो जाते हैं और धीरे-धीरे नम बलों में लौट आते हैं।

स) घर्षण डैम्पर्स

ये ऊर्जा को नष्ट करने के लिए फिसलने वाली सतहों के बीच घर्षण का उपयोग करते हैं।

4. ट्यून्ड मास डैम्पर्स

उनमें स्प्रिंग्स या हाइड्रोलिक्स के माध्यम से एक मास जुड़ा होता है जो संरचना सहित फेज से बाहर कंपन करता है।

द) ट्यून्ड लिक्विड डैम्पर्स

ऊर्जा को नष्ट करने के लिए तरल कंटेनरों को भवन आवृत्तियों पर स्लोश करने के लिए ट्यून किया जाता है।

इ) सक्रिय मास डैम्पर्स

ये कंप्यूटर-नियंत्रित हाइड्रोलिक प्रणालियाँ होती हैं जो भूकंपीय गतियों की भविष्यवाणी और प्रतिकार करती हैं।

3) अपने घर को कंपन से बचाएं।

भूकंपीय कंपन नियंत्रण उपकरण घर को क्षति से बचा सकते हैं। इसमें घर के चारों ओर भूकंप की ऊर्जा को जमीन में स्थानांतरित करने के लिए नींव के चारों ओर प्लास्टिक और कंक्रीट के संकेंद्रित छल्ले बनाना शामिल है। इस लबादे में प्लास्टिक और कंक्रीट के भूमिगत गाढ़े छल्ले होते हैं, जिनका विशिष्ट आयाम प्रत्याशित भूकंप के कंपन के अनुरूप होता है। प्रमुख सिद्धांत हैं:

1. रिंग आने वाली भूकंपीय तरंग दैर्ध्य के साथ परस्पर प्रभाव डालने के लिए पर्याप्त दूरी पर होते हैं।

2. आंतरिक रिंग से बाहरी रिंग की ओर भूकंपीय तरंगों की गति कम हो जाती है।

3. इसके कारण तरंगें केंद्र भवन की नींव से दूर निर्देशित हो जाती हैं।

4. तरंगें न्यूनतम प्रतिरोध का मार्ग अपनाती हैं और नींव के चारों ओर बहने लगती हैं।

5. इमारतें ज़मीन की गति के अनुरूप कंपन नहीं करतीं।

4) घर की संरचना को मजबूत करें

इमारत की संरचना को भूकंपीय ताकतों का सामना करने और उन्हें जमीन की ओर अभिप्रेत लोड मार्ग के साथ मोड़ने के लिए डिज़ाइन किया जाना चाहिए। यह महत्वपूर्ण संरचनात्मक तत्वों को मजबूत करने और निम्नलिखित का उपयोग करते हुए लचीलेपन में सुधार करके किया जाता है:

1. शियर वॉल्स

ऊर्ध्वाधर दीवार तत्वों को दीवार के तल के समानांतर क्षैतिज भूकंपीय बलों का विरोध करने के लिए डिज़ाइन किया जाता है। वे कठोरता जोड़ते हैं और ब्रेसिंग के रूप में कार्य करते हैं।

2. क्रॉस ब्रेसिंग

पार्श्व भार के विरुद्ध मजबूती के लिए स्टील का उपयोग करके बीम और स्तंभों के बीच विकर्णीय संरचनात्मक ब्रेसिंग।

3. गति-प्रतिरोधी फ़्रेम

उच्च कठोरता वाले बीम-कॉलम जोड़ जो इमारत के दोलन प्रभाव को काफी हद तक कम कर देते हैं।

4. डायाफ्राम

क्षैतिज तत्व जैसे ऊर्ध्वाधर, पार्श्व बल-प्रतिरोधी तत्वों को जोड़ने वाले फर्श।

5. कठोर फर्श और छत डायाफ्राम

सभी दीवारों/फ़्रेमों को एक साथ बांधें और उनके बीच बलों को वितरित करें।

6. बंधन और निरंतरता बीम

दीवारों और फ़्रेमों के चारों ओर असंततता के विरुद्ध निरंतर जुड़ाव प्रदान करते हैं।

निर्माण में प्रयुक्त भूकंपरोधी सामग्री

भूकंप प्रतिरोधी डिजाइन के साथ-साथ निर्माण मानक सामग्री का चुनाव भी महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है:

1) स्टील

भूकंपीय दबाव और कंपन को सहन करने के लिए स्टील में उच्च तन्यता शक्ति और लचीलापन होता है। सही स्टील सुदृढीकरण और फ्रेम मजबूती के साथ-साथ लचीलापन भी प्रदान करते हैं। भारत में भूकंप प्रतिरोधी निर्माण मानकों के लिए स्टील सबसे उपयुक्त सामग्रियों में से एक है। इसमें बिना टूटे विपरीत रूप से विकृत होने के लिए उत्कृष्ट तन्यता और लचीलापन होता है। लोचदार प्रकृति इसे तनाव के बाद अपने मूल आकार में फिर से वापस आने में सक्षम बनाती है।

स्टील के उपयोग के प्रमुख लाभ हैं:

1. उच्च शक्ति व वजन का अनुपात हल्के भूकंप प्रतिरोधी संरचनाओं के निर्माण की अनुमति देता है।

2. तनाव कड़ा करने का गुण विकृत होने पर स्टील की ताकत बढ़ाता है, जो ऊर्जा के अवशोषण के लिए आदर्श है।

3. समान और मानकीकृत उत्पादन भौतिक गुणों के गुणवत्ता नियंत्रण को सक्षम बनाता है।

4. कोटिंग्स के माध्यम से संक्षारण प्रतिरोध स्थायित्व को बढ़ाता है।

2) लकड़ी

लकड़ी हल्की होती है फिर भी अपनी प्राकृतिक लोच के कारण इसमें उत्कृष्ट लचीलापन होता है। इससे भूकंप के दौरान इसका फायदा मिलता है। क्रॉस-लेमिनेटेड लकड़ी और प्लाईवुड जैसे उत्पादों का उपयोग फर्श और छत के निर्माण के लिए संहिता के अनुसार किया जा सकता है।

लकड़ी से भवन निर्माण के लाभ:

1. कम घनत्व, इमारतों पर कम भूकंपीय बल डालता है।

2. हल्के फ्रेम वाली लकड़ी की इमारतें गति के माध्यम से भूकंप की ऊर्जा को नष्ट करने के लिए लचीली होती हैं।

3. प्लाईवुड शीथिंग जैसे पैनल दीवारों को शियर प्रतिरोध प्रदान करते हैं।

4. धातु फास्टनरों के साथ लकड़ी की शियर वॉल्स अच्छा पार्श्व भार प्रतिरोध प्रदान करती हैं।

5. लकड़ी के टुकड़ों को एक साथ जोड़ने से ऊर्जा अपव्यय करने वाले जोड़ बनते हैं।

3) उन्नत सामग्री

विशेष मिश्र धातु, कंपोजिट और पॉलिमर जैसे फाइबर-प्रबलित प्लास्टिक व ग्राफीन-आधारित सामग्री को भूकंप प्रतिरोध के लिए स्पष्ट रूप से इंजीनियर किया जाता है। बांस भी एक पर्यावरण-अनुकूल विकल्प के रूप में उभर रहा है।

भूकंप प्रतिरोधी गुणों को बढ़ाने के लिए नवीन उन्नत सामग्री विकसित की जा रही है:

 1. शेप मेमोरी एलॉय

तनाव के बाद यह सामग्री विकृति से पहले के आकार में वापस आ सकती है।

2. फाइबर प्रबलित पॉलिमर (एफआरपी)

उच्च शक्ति वाले फाइबर कंपोजिट जो हल्के और संक्षारण प्रतिरोधी हैं।

 3. इंजीनियर्ड सीमेंटिटियस कंपोजिट (ईसीसी)

अल्ट्रा-डक्टाइल कंक्रीट जो बिना टूटे विकृत हो सकता है।

4. ग्राफीन-आधारित सामग्री

 अत्यधिक मजबूत कार्बन नैनोमटेरियल निर्माण मानकों के लिए उपयुक्त है।