ترجمه‌ای از فصل هشتم کتاب «حفاطت از بناهای تاریخی»؛ اثر «سر برنارد فیلدن»

مترجم: سعید محمودکلایه، حمید محمودکلایه

مقدمه

زمین‌لرزه‌ها- تغییر مکان پوسته زمین- می‌توانند ویرانی و تخریب به همراه داشته باشند. به‌رغم افزایش روزافزون دانش بشر در مورد طبیعت و منشأ زلزله، کماکان امکان پیش‌بینی زمان دقیق و شدت وقوع زلزله برای ما میسر نیست. تنها چیزی که می‌توان پیش‌بینی کرد این واقعیت است که زلزله درنهایت رخ خواهد داد.

دانش فنی بشر به‌رغم پیشرفت‌هایی که تاکنون داشته است، قادر نیست کاری جهت کاهش زمان تناوب یا شدت زلزله انجام دهد. تنها کاری که می‌توان انجام داد، در نظر داشتن پیش‌بینی‌ها و احتیاط‌های لازم برای کاهش شدت خرابی‌های محتمل است. فارغ از لزوم حفظ جان انسان‌ها در برابر زلزله، حفظ یادمان‌ها و بناهای تاریخی نیز مسئولیتی است که بر عهده ما خواهد بود. تخریب بناهای ارزشمند و مهم زیادی بوده که تاکنون باعث رنجش خاطر ما شده است.

تفاوت زمین‌لرزه با دیگر حوادث طبیعی این است که زلزله‌ها بدون هشدار قبلی و درآن‌واحد منجر به ویرانی شده و خرابی‌های کلان و جبران‌ناپذیری را برای بناهای تاریخی به همراه خواهند داشت. داشتن آمادگی لازم و نشان دادن واکنش صحیح در قبال زلزله، ازجمله وظایف سازمان‌های کشوری، استانی و محلی است.

برای آمادگی در قبال وقوع زلزله، لازم است برنامه‌ریزی‌های مربوط به سایر انواع بلایای طبیعی منتج از زلزله (به‌خصوص آتش‌سوزی، سیل و چپاولگری) را مدنظر قرار داد. برنامه‌ریزی صحیح پیش از حادثه باعث می‌شود که پس از وقوع ویرانی، زمانی حیاتی را در اختیار داشته باشیم. خوشبختانه، حفاظت از اموال فرهنگی مستلزم داشتن مهارت‌ها، روش‌ها و مصالحی است که با بازسازی بناهای نوین و مهارت‌های وابسته بدان تفاوت دارد. درنتیجه، پس از وقوع فاجعه و زمانی که با پدیده کمبود منابع مواجه هستیم، اقدامات مربوط به حفاظت از میراث فرهنگی تداخلی با سایر اقدامات بازسازی نداشته و مسائل خاص خود را دارد.

ارتقای مقاومت بناهای تاریخی در برابر زلزله، مستلزم تدوین برنامه‌ای منظم برای تعمیر و نگهداری است که بر مبنای وارسی‌های دوره‌ای مهندسان و معماران آموزش‌دیده آماده می‌شود. در مناطق زلزله‌خیز، وظیفه اطمینان از انجام این بررسی‌ها و آماده‌سازی فهرست کامل به همراه مستندات تفصیلی لازم تا پیش از وقوع زلزله بعدی، بر عهده مسئولان ملی و محلی است. یکی از جنبه‌های آمادگی در برابر زلزله، بیرون راندن افکار سهل‌انگارانه از اذهان مردم است، چراکه ایشان به‌طور طبیعی این‌گونه تصور می‌کنند که «زلزله در اینجا رخ نخواهد داد» یا اینکه «زلزله در طول زندگی من رخ نمی‌دهد». تلاش پیگیر و مؤثر در راستای برنامه‌ریزی برای زلزله‌ای که بالاخره رخ خواهد داد، تنها سیاستی است که باید به شکلی مسئولانه اتخاذ شود.

در مناطق زلزله‌خیز، تدوین برنامه جامع تعمیر و نگهداری پیشگیرانه از واجب‌ترین اقدامات بوده و در این برنامه، استحکام‌بخشی اموال فرهنگی ارزشمند باید مدنظر قرار گیرد؛ همچنین، هرگاه به لحاظ اقتصادی شرایط مهیا شد، باید اقداماتی چون بازسازی بام‌ها یا تقویت دیوارها و پی‌ها در دستور کار قرار گیرد.

تعمیر و نگهداری مناسب بناهای تاریخی باعث می‌شود که مقاومت این آثار در برابر زلزله به مقدار نسبتاً زیادی افزایش یابد. نظر به غیرقابل‌پیش‌بینی بودن زلزله و رفتار سازه‌های تاریخی در برابر آن، تحلیل خرابی‌های ناشی از زلزله‌های پیشین می‌تواند سودمندترین شکل مطالعه در این خصوص باشد. می‌توان از نمونه‌های موردی مذکور به‌عنوان مبنایی برای اقدامات استحکام‌بخشی پیشگیرانه بعدی در قالب برنامه جامع تعمیر و نگهداری بنا بهره برد.

شماره	واژه توصیفی	اثرات	شدت
I	نامحسوس	احساس نشده و تنها توسط لرزه‌نگارها ثبت می‌شود	<1
II	بسیار خفیف	در طبقات بالا توسط افراد در حال استراحت احساس می‌شود	1-2
III	خفیف	مشابه با لرزش‌های ناشی از عبور وسایل نقلیه سنگین بوده و داخل ساختمان احساس می‌شود.	2-5
IV	متوسط	اشیایی که آویزان هستند، تکان می‌خورند. مشابه با لرزش‌های ناشی از عبور وسایل نقلیه سنگین یا برخورد یک شیء سنگین به دیوار است. خودروهای پارک شده به‌صورت الاکلنگی حرکت می‌کنند. پنجره‌ها، درها و ظروف به صدا درمی‌آیند.	5-10
V	نسبتاً قوی	در فضاهای بیرونی احساس می‌شود. افراد خوابیده بیدار می‌شوند. اشیای کوچکی که به جایی متصل نیستند جابجا شده یا می‌افتند. درها باز و بسته می‌شوند. سایه‌بان‌ها و قاب عکس‌ها به حرکت در می‌آیند. پاندول‌های ساعت متوقف شده و دوباره حرکت می‌کنند یا اینکه سرعتشان تغییر می‌کند.	10-20
VI	قوی	راه رفتن دشوار می‌شود. پنجره‌ها، ظروف و شیشه‌ها می‌شکنند. اشیاء تزئینی کوچک، کتاب‌ها و امثال آن از قفسه‌ها بیرون می‌افتند. قاب عکس از دیوار جدا شده و به زمین می‌افتد. مبلمان خانه به حرکت درآمده یا واژگون می‌شود. در ساختمان‌های نوع D شاهد ترک خوردن مصالح و اندودهای ضعیف هستیم. زنگ‌های کوچک (مدارس یا کلیساها) به صدا در می‌آیند.	20-50
VII	بسیار قوی	رانندگان خودرو و عابران متوجه آن می‌شوند. مبلمان ها می‌شکنند. در ساختمان‌های نوع D شاهد آسیب جدی مصالح هستیم. در برخی موارد، در ساختمان‌های نوع C نیز شاهد وقوع ترک در مصالح هستیم. دودکش‌های ضعیف در تراز بام فرو می‌شکنند. اندودها، آجرهای لق، سنگ‌های پلاک و قفسه‌های نصب‌شده فرومی‌ریزند. در سطح حوض‌ها شاهد ایجاد موج خواهیم بود.	50-100
VIII	ویرانگر	رانندگی در خیابان دشوار می‌شود. در ساختمان‌های نوع D شاهد آسیب‌های بسیار شدید بوده و در ساختمان‌های نوع C مصالح آسیب می‌بینند. شاهد فروپاشی‌های موضعی خواهیم بود. برخی مصالح ساختمان‌های نوع B آسیب می‌بینند. اندودها کنده می‌شوند. دودکش‌ها، منومان ها، برج‌ها و مخازن نصب‌شده در ارتفاع فرومی‌افتند. دیوارهای جداکننده ضعیف از جا کنده می‌شوند. شاخه‌ها از درختان کنده می‌شوند. جریان یا دمای آب چشمه‌ها تغییر می‌کند. سطح آب چاه‌ها دستخوش تغییر می‌شود. زمین‌های مرطوب یا سطوح دارای شیب تند ترک می‌خورند.	100-200
IX	بسیار ویرانگر	وحشت عمومی رخ می‌دهد. مصالح ساختمان‌های نوع D کاملاً تخریب می‌شوند. مصالح ساختمان‌های نوع C آسیب جدید دیده و متعاقباً فرومی‌ریزد. مصالح ساختمان‌های نوع B آسیب جدی می‌بینند. سازه‌های اسکلتی از شالوده جدا شده یا فرومی‌ریزند. اجزای باربر سازه‌های بتن مسلح ترک می‌خورند. لوله‌هایی که از زیر زمین عبور کرده‌اند، می‌ترکند. ترک‌های عظیم در زمین رخ می‌دهد. در مناطق آبرفتی، آب، ماسه و گل به بیرون فوران می‌کند.	250-500
X	بیش‌ازحد ویرانگر	اغلب ساختارهای بناشده با مصالح بنایی یا چوب تخریب می‌شوند. سازه‌های فولادی مسلح و پل‌ها آسیب جدی می‌بینند و برخی از آن‌ها فرومی‌ریزند. سدها، بندها و آب‌بندها دستخوش آسیب‌های جدی می‌شوند. شاهد رانش‌های بزرگ زمین خواهیم بود. آب با شدت به کناره کانال‌ها، رودها و دریاچه‌ها پرتاب می‌شود. ریل‌ها خم می‌شوند.	500-1000 (≈1g)
XI	فاجعه	همه سازه‌ها فرومی‌ریزند. پل‌ها هرچقدر هم خوب ساخته شده و بزرگ باشند نیز فروریخته یا کاملاً آسیب می‌بینند. تنها بناهای معدودی پابرجا خواهند ماند. ریل‌ها کاملاً خم شده و از موضع خود بیرون می‌زنند. سیم‌ها و لوله‌هایی که از زیر زمین رد شده‌اند، از هم جدا می‌شوند.	1-2g
XII	فاجعه بزرگ	تغییرات بزرگ‌مقیاسی در ساختار زمین رخ می‌دهد. رودها و جریان‌ها آبی روی سطح زمین و زیر آن به طرق مختلف کاملاً دستخوش تغییر می‌شوند. آبشارها ایجاد می‌شوند و آب سدها یا دریاچه‌ها بالا آمده یا مخزن خود را از بین می‌برند. رودها مسیر خود را تغییر می‌دهند.	>2g
ساختمان‌های نوع A؛ به لحاظ طراحی، ملاط و مهارت ساخت، شرایط خوبی دارند. دارای ساختار مسلح (علی‌الخصوص در کنج‌ها) که با استفاده از فولاد، بتن یا امثال آن با یکدیگر متصل شده‌اند. طراحی مناسب برای مقابله با نیروهای جنبی شدید را دارند.
ساختمان‌های نوع B؛ به لحاظ ملاط و مهارت ساخت، شرایط خوبی دارند. دارای سازه مسلح هستند اما طراحی مناسبی برای مقابله با نیروهای جنبی شدید را ندارند.
ساختمان‌های نوع C؛ به لحاظ ملاط و مهارت ساخت، شرایط معمولی دارند. به لحاظ سازه‌ای کاملاً ضعیف نیستند و معمولاً اتصالات آن‌ها در کنج‌ها به‌راحتی از بین نمی‌رود، اما ساختار مسلح نداشته و برای مقابله با نیروهای افقی طراحی نشده‌اند.
ساختمان‌های نوع D؛ از مصالح ضعیفی چون خشت استفاده کرده‌اند. به لحاظ ملاط و استانداردهای مهارت ساخت، شرایط بدی دارند؛ در برابر نیروهای افقی ضعیف هستند.
مقیاس‌های شدت	MM 1956	مرکالی اصلاح شده[1]
MSK 1964	مقیاس مدودف–شپونهویر–کارنیک[2]
RF 1883	مقیاس روسی–فورل[3]
JMA 1951	مرکز هواشناسی ژاپن[4]

ماهیت زلزله‌ها

پوسته زمین متشکل از حدود 20 صفحه زمین ساختی است که روی یک لایه درونی نرم‌تر شناور هستند. جریان‌های موجود در هسته سیال مرکزی زمین باعث می‌شود این صفحات همواره نسبت به یکدیگر در حال حرکت باشند؛ بنابراین، انرژی کشسانی در امتداد لبه‌های این صفحات انباشته شده و درنهایت با یک حرکت ناگهانی آزاد می‌شود؛ این پدیده موجب ایجاد لرزش‌های نیرومند طی بازه‌های زمانی کوتاه در سطح زمین می‌شود که اصطلاحاً از آن با عنوان زلزله یاد می‌شود. نقطه‌ای از پوسته زمین که آزادسازی انرژی مذکور در آن رخ می‌دهد، کانون زلزله[5] (هایپوسنتر) خوانده می‌شود. لرزه‌ها به‌سرعت در تمامی جهات منتشر می‌شوند اما عموماً با افزایش فاصله از کانون، این لرزش‌ها ضعیف‌تر خواهند شد.

معمولاً پیش از وقوع زلزله چند پیش‌لرزه رخ می‌دهد و تقریباً همیشه پس از زلزله، چندین پس‌لرزه رخ خواهد داد که برخی از آن‌ها نیرویی برابر نیروی زلزله اصلی دارند. تجزیه‌وتحلیل پیش‌لرزه‌ها کار دشواری است و ازاین‌رو، به‌ندرت در پیش‌بینی زلزله اصلی مفید هستند. ازآنجایی‌که پس‌لرزه‌ها با سازه‌هایی مواجه هستند که تا حد زیادی از لرزه اصلی آسیب دیده است، می‌توانند بسیار خطرناک باشند.

بزرگی و شدت زلزله

اندازه و بزرگی زلزله برحسب درجاتی در مقیاس ریشتر[6] بیان می‌شود. این مقیاس بیانگر قدر مطلق نیرو یا انرژی آزادشده در کانون زلزله است و بر اساس اطلاعات ثبت‌شده زلزله‌ها توسط شتاب سنج‌ها یا لرزه‌نگارها، در موقعیت‌های مکانی مختلف محاسبه می‌شود.

اصطلاح اندازه زلزله، توصیفی از خود زلزله است؛ درحالی‌که واژه شدت زلزله، اشاره به تأثیرات زلزله در یک موقعیت مکانی مشخص است. اغلب اوقات برای توصیف شدت زلزله از درجات 1 تا 12 در مقیاس اصلاحی مرکالی استفاده می‌شود که بیانگر طبقه‌بندی خرابی‌های مشهود ناشی از زلزله در ساختمان‌ها و تأسیسات است. خرابی‌های ناشی از زلزله با اندازه معین و شدت مشخصی که در یک موقعیت مکانی خاص احساس می‌شود تابع عوامل بسیاری است: فاصله از نقطه ظهور[7] و انتشار زمین‌لرزه در سطح زمين، جهت اصلی وقوع زلزله، بسامد، مدت‌زمان، نوع موج‌های لرزه‌ای، شرایط زمینی که زلزله در آنجا رخ می‌دهد، شرایط بناهایی که تحت تأثیر زلزله قرار می‌گیرند (کیفیت تعمیر و نگهداری و مهارت در مرمت‌های پیشین)، شکل و طراحی ساختمان و موارد مشابه.

برای بیان شدت زلزله، از بیشترین شتاب زمین استفاده می‌شود اما این شتاب، تنها یکی از عوامل اصلی بیان‌کننده شدت زلزله است؛ درواقع، این شتاب عاملی است که به‌راحتی قابل‌اندازه‌گیری و استفاده در محاسبات است. این مقدار به‌عنوان کسری از g یا شتاب گرانش زمین بیان می‌شود.

در فریولی[8] ایتالیا شرایط نامساعد زمین باعث شد که پیامد زلزله‌ای به بزرگی 6.4 ریشتر (9 و 10 در مقیاس مرکالی اصلاح شده) مشابه نتایج زلزله ویرانگر سال 1976 میلادی در گواتمالا با بزرگی 7.6 ریشتر باشد؛ لازم به ذکر است که زلزله گواتمالا یکی از شدیدترین زلزله‌های ثبت‌شده تاکنون محسوب می‌شود که میزان انرژی وارده آن 40 برابر بیش از انرژی زلزله فریولی بود. این واقعیتی است که نباید از آن متعجب شد. در فریولی پس از یک سری لرزش‌های خفیف دومین لرزش جدی رخ داد و متعاقباً بناهایی که پیش‌ازاین به خاطر لرزش‌های خفیف ضعیف شده بودند، به‌طور گسترده‌ای ویران شدند.

مثال حائز اهمیت دیگری که می‌توان به آن اشاره کرد، زلزله مکزیک به بزرگی 8.1 ریشتر است که در سال 1985 میلادی رخ داد و نقطه ظهور سطحی آن در اقیانوس آرام قرار داشت. در ساحل زیواتِنایو[9] که کمتر از 100 کیلومتر با مرکز وقوع زلزله فاصله داشت، شدت زلزله در مقیاس مرکالی اصلاح شده برابر با 7 ثبت شد، اما در مکزیکوسیتی که 400 کیلومتر از مرکز زلزله دورتر بود، شدت آن برابر با 9 ثبت شد. بخشی از این پدیده به خاطر اثر متمرکز شدن روی انتشار امواج بود و بخشی دیگر به ساختار زمین‌شناختی دره مکزیک بازمی‌گشت. تفاوت شرایط زمین در نقاط مختلف این محدوده باعث شد تا شدت زلزله در موقعیت‌های مکانی مختلف بین 6 تا 9 واحد ثبت شود.

اثرات ثانویه زمین‌لرزه ازجمله رانش زمین، شکاف در جاده‌ها، خراب شدن پل‌ها، وقوع سیل‌ها و حرکت زمین در اثر تغییر سطح و جاری شدن آب‌های زیرزمینی نیز به طرق دیگر می‌توانند اثرات مخرب و ویرانگر داشته باشند. نخستین اثر اختلال در ارتباطات و دشوار شدن عملیات نجات است. به‌علاوه، معمولاً توده انبوهی از محل گردوغبار وقوع زلزله را احاطه می‌کند.

آگاهی از خطرات احتمالی

ساکنان مناطق زلزله‌خیز باید بر این باور باشند که در فاصله زمانی مابین دو زلزله زندگی می‌کنند. به قول بارکلی گیبس جونز[10]، حتی پس‌ازاینکه مسئولان از مشکل آگاه شده و گام‌های مربوطه را برداشتند، سیاست‌ها و تدارکات آن‌ها مکرراً باید ارزیابی شده و به‌روزرسانی شود. برای صیانت از میراث فرهنگی، «مؤسسات و نهادهای عمومی باید با مشکل مواجه و سیاست‌گذاری‌های لازم را انجام دهند».

دستیابی به ایمنی کامل شدنی نیست؛ از این مسئله مطرح می‌شود که چه سطحی از ایمنی قابل حصول است یا به بیانی دیگر، تا چه میزان از خطر قابل‌تحمل است. در زمینه ارزیابی خطر، سه مفهوم نقش اساسی دارند:

خطر[11]: احتمال اینکه رخدادی فجیع با شدت معین در یک منطقه مشخص رخ خواهد داد.

آسیب‌پذیری[12]: میزان خسارتی که توسط هر یک از پیامدهای زلزله‌ای با شدت معین، وارد خواهد آمد.

احتمال خطر[13]: خسارت احتمالی به معنای ترکیبی از خطرات مکانی و آسیب‌پذیری ساختمان‌ها و وسایل داخل آن‌ها. می‌توان احتمال خطر را از میان برداشت یا آن را از نقطه‌ای به نقطه دیگر منتقل کرد؛ می‌توان آن را بین عناصر مختلف پخش کرد، ماهیت وجود آن را پذیرفت و یا اینکه با شرایط موجود تطبیق داد.

این احتمال وجود دارد که وقوع یک زلزله مهیب چند ناحیه، استان و حتی کشور را تحت تأثیر قرار دهد. ارزیابی از خطرات احتمالی علاوه بر انجام مقیاس کشوری، باید به‌صورت کاملاً تخصصی و فنی از محوطه‌هایی که دارای اموال ارزشمند فرهنگی هستند نیز صورت پذیرد.

زلزله‌خیزی

زلزله‌خیزی برای پراکندگی زمانی و مکانی زمین‌لرزه‌ها به کار می‌رود؛ میانگین فاصله زمانی بین دو زلزله با شدت مشخص در یک مکان مشخص، با عنوان دوره بازگشت زلزله‌ها با همان شدت و همان مکان شناخته می‌شود. دوره‌های بازگشت در پیش‌بینی زلزله، کارایی چندانی ندارند، مخصوصاً در مواردی که زلزله‌هایی با کانون‌های جداگانه در منطقه رخ دهد؛ بااین‌حال، داده‌های دوره‌های بازگشت اطلاعات ارزشمندی محسوب می‌شوند. دوره‌های بازگشت مربوط به زلزله‌هایی با شدت‌های مختلف، ارزیابی از خطرات احتمالی را ممکن می‌سازد. در پایتخت باستانی پادشاهی باگان[14] در کشور برمه یا میانمار[15]، شتاب g 0.2 با دوره بازگشت 100 ساله برآورد شده است، اما طی 500 سال برآورد مذکور به g0.6 افزایش یافت. وقوع زمین‌لرزه‌ای بزرگ، احتمال وقوع مجدد آن را کاهش می‌دهد؛ بنابراین، خطر احتمالی کم می‌شود اما با گذشت زمان این خطر مجدداً افزایش می‌یابد.

در همه برآوردهای مربوط به شتاب و دوره‌های بازگشت، عامل مهمی به نام تردید وجود دارد. ممکن است که متخصص لرزه‌نگاری به‌واسطه مسائل مربوط به ایمنی، برآورد خود را بیش‌ازاندازه واقعی انجام دهد؛ این امر می‌تواند منجر به مداخلات غیرضروری در ساختمان‌های تاریخی شود. در حال حاضر، برای استحکام‌بخشی ساختمان‌های تاریخی استناد به تخمین شدت زلزله بر اساس دوره بازگشت صدساله عملی عاقلانه محسوب می‌شود، چراکه به این طریق از مداخلات گسترده‌ای که شاید تا دوره بازگشت مشخص‌شده دوام نیاورند، پیشگیری می‌شود. در خصوص طرح‌های استحکام‌بخشی، باید دقت داشت که این طرح‌ها مداخلات آینده را تحت تأثیر قرار ندهد و در صورت لزوم، قابل تقویت باشند. برای محوطه‌های ویژه، باید حداکثر شتاب زلزله را در نظر گرفت و روش‌های مختلف اجرایی بر این اساس، مطالعه و با یکدیگر مقایسه شوند.

مناطق زلزله‌خیز

مناطق زلزله‌خیز عمدتاً روی لبه‌های صفحات زمین ساختی واقع شده‌اند؛ صفحات زمین ساختی در حقیقت تکیه‌گاه قاره‌ها و اقیانوس‌ها محسوب می‌شوند. نقشه‌های لرزه‌خیزی برای همه کشورها تهیه شده و در بازه‌های زمانی مختلف، به‌روز می‌شوند؛ اگرچه بنا به گفته پیر پیشار[16] (1984) «این نقشه‌ها را نباید به‌عنوان یک قانون در نظر گرفت، در سطوح بسیار وسیعی توزیع شده‌اند و عمدتاً برای برخی افراد نظیر مدیران آثار و محوطه‌های تاریخی، ادبیات آشنایی ندارند». بااین‌حال، این نقشه‌ها تصویر روشنی از محوطه‌هایی که بیشتر در معرض خطر هستند ارائه کرده و به همین خاطر، ارزشمند محسوب می‌شوند.

ازاین‌رو، بهتر آن است که سازمان‌های ملی و محلی متولی میراث فرهنگی، همکاری‌های لازم در خصوص تهیه نقشه‌های لرزه‌نگاری مربوط به محوطه‌های میراث فرهنگی را با مسئولان دولتی و متخصصان علمی به عمل آورند. در این نقشه‌ها، آثار تاریخی، شهرها و محلات تاریخی، محوطه‌های باستان‌شناسی و موزه‌ها و کتابخانه‌های شاخص به‌صورت کاملاً دقیق مشخص می‌شوند. این کار باعث می‌شود تا از محوطه‌های ارزشمندتر و اولویت‌بندی‌های لازم، تصویر روشنی خلق شود.

آسیب‌پذیری ساختمان

آسیب‌پذیری دارایی‌های فرهنگی اعم از ساختمان یا اشیاء، بسیار متغیر است. این آسیب‌پذیری، کاملاً منوط به عواملی چون ویژگی‌های متفاوت هر زلزله خاص، بستر خاک قرارگیری سازه و ویژگی‌های خود سازه خواهد بود؛ ازجمله ویژگی‌های سازه که بر آسیب‌پذیری ساختمان تأثیر می‌گذارند، می‌توان به مواردی چون پی‌ها، معایب ذاتی ناشی از شکل طراحی، ضعف در اتصالات، کیفیت پایین مهارت ساخت و معایب ناشی از فرسایش و عدم تعمیر و نگهداری اشاره داشت.

مقابله با مسئله آسیب‌پذیری ساختمان، مستلزم تهیه برنامه‌های کاهش آسیب‌پذیری و پیاده‌سازی آن‌ها خواهد بود. ساختار برنامه‌های کاهش آسیب‌پذیری کاملاً ثابت بوده و شامل موارد زیر می‌شود: فهرست برداری، مستندنگاری و مستندسازی، برآورد خطرات احتمالی، صیانت، روش‌های اضطراری و فرایندهای مرمتی.

مطالعات مربوط به آسیب‌پذیری باید به زلزله‌هایی با شدت‌های مختلف پرداخته و تأثیرات ناشی از درجات مختلف مداخلات پیشنهادی را نیز مورد ارزیابی قرار دهد. انواع مختلف زلزله‌ها، تأثیرات متفاوتی را برای هر یک از ساختارهای تاریخی به همراه خواهند داشت؛ اما با استفاده از مدل‌سازی رایانه‌ای، امکان برآورد خسارات بالقوه ناشی از هرکدام از این زلزله‌ها تا حدودی میسر می‌شود. این مطالعات، محتمل‌ترین سناریو و دامنه تغییرات نسبت به میانگین را نشان خواهد داد.

برای ساختمان‌های جدید، اغلب مقررات ساختمانی (در مقیاس ملی و استانی) بر اساس تعیین آستانه تحمل در قبال خطرات احتمالی تعریف می‌شوند. متأسفانه، انجام این کار برای ساختمان‌های تاریخی به‌ندرت امکان‌پذیر است؛ این مسئله به‌طور خاص در مواجهه با ساختمان‌های بومی روستایی یا خانه‌های سنتی در مراکز تاریخی خود را نشان می‌دهد.

اقدامات موردنیاز در تهیه طرح‌های ایمنی ساختمان‌های تاریخی در برابر زلزله، شامل موارد زیر می‌شود:

1. برآورد خطرهای لرزه‌ای بر اساس وقوع زلزله‌های پیش‌بینی‌شده و در نظر داشتن شدت‌های مختلف زلزله‌ها و دوره بازگشت آن‌ها؛
2. برآورد خطرهای احتمالی زلزله (مرگ‌ومیر، آسیب مصالح، خرابی‌های اساسی، فروپاشی ساختمان)؛
3. شناسایی سیستم‌های مدل‌سازی و سازه‌ای برای تجزیه‌وتحلیل اموال تاریخی. تهیه ترسیمات مستندنگاری و برگه‌های برداشت لرزه‌ای؛
4. ارزیابی واکنش‌های سازه‌ای نسبت به زلزله‌هایی با شدت‌های مختلف؛
5. تعیین نوع و مقدار خرابی‌های ناشی از شدت‌های مختلف زلزله پیش‌بینی‌شده؛
6. ایجاد روش‌های جایگزین ارتقا (استحکام‌بخشی) و برآورد هزینه، به‌کارگیری اصول حفاظتی در تعیین کمترین میزان مداخلات لازم؛
7. تهیه برنامه‌های زمان‌بندی و برآورد تقریبی هزینه طرح‌های جایگزین برای دوره‌های بازگشت مختلف؛
8. آماده‌سازی برنامه مدیریتی برای طرح برگزیده. احراز تخصیص بودجه بر اساس برآوردهای صحیح. پیاده‌سازی اقدامات مطلوب برای افزایش مقاومت لرزه‌ای.

بر اساس بررسی آسیب‌های ناشی از زلزله، مشخص شده است که راستای امواج زلزله تأثیر قابل‌توجهی بر پایداری ساختمان دارند. در ادامه، تصویری خیالی از خرابی‌های ناشی از زلزله نمایش داده شده است. ابتدا، سفال‌های بام شروع به سرخوردن و افتادن می‌کنند، اتصالات ضعیف چوبی می‌شکنند و الوارهای سقف، دیوارها را تخریب می‌کنند. سپس شاهد شکل‌گیری ترک‌ها در کنج دیوارها، نقاط تمرکز تنش‌ها در اطراف بازشوهای در و پنجره، طاق‌ها و قوس‌ها هستیم. ممکن است قسمت مرکزی طاق یا قوس فروریخته و به‌صورت گوه‌ای، سازه را متلاشی کند. بام فرو لغزیده و قسمت‌هایی از طاق‌ها و گنبدها فرومی‌ریزند. برج‌ها و مناره‌ها دچار پیچش شده، تغییر مکان داده و با وارد آوردن آسیب و خرابی، فرومی‌ریزند و جداره‌ها از ساختمان جدا می‌شوند. سازه‌هایی که به‌خوبی ساخته شده‌اند به‌صورت توده‌های بزرگ فروریخته و سازه‌های بی‌کیفیت، خرد شده و می‌ریزند. در ساختمان‌های ساده بومی، دیوار جلویی جدا شده و به داخل خیابان می‌افتد و بام‌ها و سقف‌های طبقات بر سر ساکنان خراب می‌شوند.

جابه‌جایی‌های نسبی زمین و بارهای لختی (اینرسی) که از شتاب زمین ناشی می‌شوند، علت اصلی آسیب‌ها محسوب می‌شوند. عواملی چون توده ساختمان، صلابت آن، دوره‌های لرزش (آن‌هایی که بر بارگذاری مؤثرند)، ظرفیت استهلاک یا توانایی جذب انرژی، حاشیه‌های پایداری، هندسه سازه‌ای، پیوستگی‌های ساختاری، توزیع توده گذاری و مقاومت، بر عملکرد لرزه‌ای یک ساختمان تاریخی تأثیرگذار هستند. امکان طراحی ساختمان‌های جدید با ویژگی شکل‌پذیری و پیوستگی سازه‌ای، قابلیتی است که خلأ آن در بناهای تاریخی به چشم می‌آید. سازگاری عناصر گوناگون ساختاری و امکان مقابله با کنش‌های سازه‌ای توسط اعضای جایگزین در هنگام خرابی هر یک از عناصر سازه، از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است.

در انتها، این شرط کلی برای سازه‌ها وجود دارد که آیا در گذشته به‌طور صحیح تعمیر و نگهداری و با دقت تعمیر شده‌اند؟ زمین‌لرزه باعث برملا شدن ضعف‌های پنهان ساختمان می‌شود؛ بنابراین معمولاً ما زلزله را متهم به چیزی می‌کنیم که در حقیقت، عامل آن تعمیر اشتباه، اجرای ضعیف یا فقدان نگهداری پیشگیرانه بوده است.

بر اساس درجه‌بندی مرکالی، اکثر ساختمان‌های تاریخی در زمره سازه‌هایی با استقامت پایین قرار می‌گیرند، زیرا سازه‌های صلب آن‌ها از مصالح ترد و شکننده ساخته شده است. بااین‌حال، مرکالی به‌درستی بر کیفیت اجرای کار تأکید شدید دارد. می‌توان گفت که انتقاد درجه‌بندی مرکالی از استحکام عنصر خشت چندان وارد نیست، چراکه ترکیب آن با کاه‌های بلند یا علوفه مستحکم باعث می‌شود که استحکام و مقاومت آن تا حد زیادی افزایش یابد.

---

[1] – Modified Mercalli

[2] – Medvedev–Sponheuer–Karnik scale

[3] – Rossi–Forel scale

[4] – Japan Meteorological Agency

[5] – Hypocenter

[6] – Richter scale

[7] – Epicenter؛ نقطه‌ای روی سطح زمین که مستقیماً بالای کانون زلزله و جایی که سرچشمه می‌گیرد، واقع است.

[8] – Friuli

[9] – Zihuatanejo

[10] – Barclay Gibbs Jones

[11] – Hazard

[12] – Vulnerability

[13] – Risk

[14]– Pagan؛ پادشاهی باگان نخستین امپراتوری کشور برمه است که میان سال‌های ۸۴۹ تا ۱۲۸۷ میلادی بر سر کار بود.

[15] – Myanmar

[16] – Pierre Pichard