19 March 2019

News Flash

वीट वीट रचताना.. : भूकंप आणि इमारतीची काळजी

नागरी शहर नियोजनातला एक महत्त्वाचा घटक म्हणजे चारचाकी वाहनांसाठीचा वाहनतळ.

डॉ. अभय खानदेशे khandeshe.abhay@gmail.com

एके काळी शाळेत मराठी निबंधात (आणि एकूणच समाजात) ‘लुळ्यापांगळ्या  श्रीमंतीपेक्षा धट्टीकट्टी गरिबी बरी,’ असल्या टाळ्याखाऊ वाक्यांना बरीच किंमत असे. जागतिकीकरणाच्या लाटेत हा भ्रामक समज बऱ्यापैकी संपला. त्याच धर्तीवर ‘महापुरे झाडे जाती तेथे लव्हाळे वाचती’ असेही म्हटले जाई. अर्थात मराठी माणसाने ‘मोडेन, पण वाकणार नाही,’ हा बाणा सोडून, वाकायला सांगितले तर लोळून सरपटायला सुरुवात करूनही फार वर्षे झाली. पण संकटात किंवा आपत्तीत झाडे नष्ट होताना गवत वाचणे, हा निसर्गाचा अलिखित नियम आहे. या नियमानुसार आपत्तीचा तडाखा सहन करणाऱ्या घटकाच्या ताकदीच्या समप्रमाणात असतो. सोपा अर्थ-निसर्गात ज्याची ताकद जास्त तो जास्त भार सहन करेल किंवा सोसेल; आणि ज्याची क्षमता कमी त्याच्यावर कमी भार येईल. कित्ती उलट आहे नाही? माणसाच्या पुढारलेल्या (?) समाजात, बाहुबली बहुतांशी काम न करता आयुष्य सुख-चनीत घालवतात आणि गोरगरीब कायम कामाच्या किंवा संकटाच्या ओझ्याखाली पिचलेले असतात. आता विरोधाभास बघू या. माणसाने संगणकावर अत्यंत काटेकोर गणित करून केलेल्या आरेखनावर बांधलेल्या, सर्व इमारती व बांधकामे आपत्तीच्या वेळी नियम पाळतात तो निसर्गाचा. भूकंपासारख्या घटनांत याचा कायम प्रत्यय येतो. समजा एका इमारतीत दोन पिलर जवळ जवळ आहेत. एकाचा आकार दुसऱ्यापेक्षा मोठा आहे. भूकंपाच्या वेळी मोठय़ा आकाराचा पिलर लहान पिलरपेक्षा जास्त भार सहन करेल. याच नियमाने मोठय़ा बहुमजली इमारतीवर भूकंपाचा जास्त जोर लागेल, तर तुलनेत गाडी ठेवायच्या गॅरेजला फारसा धक्काही बसणार नाही.

नागरी शहर नियोजनातला एक महत्त्वाचा घटक म्हणजे चारचाकी वाहनांसाठीचा वाहनतळ. अगदी छोटय़ा स्तरावर बोलायचं झालं तर कुठल्याही फ्लॅट सोसायटीच्या (खास करून जुन्या  इमारतीच्या, जेव्हा बिल्डर मंडळींना पाìकग विकण्याची कल्पना फारशी माहीत नव्हती त्याच्या) अध्यक्ष वा सचिवाला विचारून पाहा. सभासदांमध्ये सर्वात जास्त भांडणे पाìकगवरून होत असतात. सुरुवातीच्या इमारतीत तळमजल्यावर अर्ध्या भागात पाìकग तर उरलेल्या अर्ध्या भागात एखाददुसरी खोली बांधलेली असे. वॉचमनला राहण्यासाठी किंवा सोसायटीचे कार्यालय म्हणून त्या जागेचा वापर होत असे. पाìकग विकून बऱ्यापैकी पैसे मिळतात कळल्यावर, पूर्ण तळमजला वाहनतळ म्हणून वापरला (की विकला?) जाऊ लागला.

साईड मार्जनि, बांधकाम परवानगी आणि नंतरच्या करआकारणीसाठी इमारतीची प्लिंथ (मराठी शब्द जोता) मोजण्याची पद्धत ज्याने शोधली त्या अभियंत्याला (का महापालिकेच्या अधिकाऱ्याला) कोपरापासून नमस्कार. झालं काय की या नियमाला पळवाट काढून जास्तीत जास्त बांधकाम करण्याची युक्ती, बांधकामाच्या सुरक्षिततेसाठी अत्यंत धोकादायक होती (खरं तर अजूनही आहेच.) तळ मजल्याचे पिलर किंवा कॉलम आतील बाजूला घेऊन, चारीही बाहेरील बाजूला जवळपास अधांतरी बाल्कनी काढण्यात आल्या. कॉलम आत असल्याने महापालिकेला कागदावर दाखवायला कमी क्षेत्रफळ आणि प्रत्यक्ष ग्राहकाला सदनिका विकताना जास्त क्षेत्रफळ असा दुहेरी फायदा यातून बिल्डरला होऊ लागला. आपण राहत असलेली इमारत सोडा, आजूबाजूच्या बहुतेक सर्व इमारती अशाच असल्याने यात विशेष ते काय, असा प्रश्न सहज पडू शकेल. इमारतीची सुरक्षा या महत्त्वाच्या कोनातून आपण या युक्तीचा विचार करू या. सर्कसमध्ये पूर्वी एक हमखास प्रयोग असायचा. वजनदार मोठय़ा आकाराचा हत्ती रिंग मास्टरच्या इशाऱ्यावर एका लहान स्टुलावर बसत असे. आठवतंय ना त्या इवल्याशा स्टुलाच्या चारीही बाजूंनी हत्तीचं अगडबंब शरीर अक्षरश: सांडत असायचं. आपल्या आजच्या इमारती, तांत्रिकदृष्टय़ा अगदी अशाच आहेत. कुठल्याही बहुमजली इमारतीच्या पाìकगमध्ये उभे राहून वर बघा. आतल्या बाजूला असलेला नाजूक कॉलमचा सांगाडा चारही बाजूला अस्ताव्यस्त बांधलेल्या इमारतीचा अवाजवी भार सोसत उभा असतो. सर्कशीत आपण टाळ्या वाजवल्यावर, एखाद्या मिनिटात हत्ती स्टुलावरून उतरायचा. स्टुलाची सुटका (!) व्हायची. इमारतींच्या आतल्या सांगाडय़ाची मात्र असा अतांत्रिक भार सोसण्यापासून कधीच सुटका नसते.

धरणीकंप होतो तेव्हा इमारत आडवी आणि उभी अशा दोन्ही दिशांना हलते डुलते. ही अगदी दुष्काळात तेरावा महिना अशी परिस्थिती. आधीच हे पिलर कसेबसे भार सहन करीत असतात. भूकंपाचे लहान ते मध्यम तीव्रतेचे धक्के देखील अशा इमारतीला धोका पोहोचवायला पुरेसे होऊ शकतात. पाìकगच्या वरचे सर्व मजले जवळपास एकाच क्षमतेचे आणि एकसंध असल्यासारखे एकत्र हलतात. तळमजला मात्र तुलनेत कमी ताकदीचा असल्याने वरील मजल्यांपेक्षा जास्त सरकतो किंवा हलतो. मजल्यांच्या स्थलांतरणातील (डिस्प्लेसमेंट) हा छोटासा देखील फरक बहुमजली इमारतीच्या वजनामुळे आणि भूकंपातून मुक्त होणाऱ्या प्रचंड ऊर्जेमुळे इमारतीला घातक होऊ शकतो. त्यामुळे  भूजला भूकंप होतो आणि तेथून शेकडो मल लांब असलेल्या अहमदाबादमध्ये इमारती पडतात. जाता जाता विकसित देशात (यूएस, युके, जपान) अशा वर वर्णन केलेल्या प्रकारच्या इमारती जवळपास नसतात. साहजिकच जीवित व वित्तहानी मर्यादित राहते. तवान, तुर्कस्तान, अल्जिरिया, नेपाळ, भारत, इत्यादी विकसनशील देशात इमारतींच्या या प्रकारच्या संरचनेमुळे जास्त प्रमाणात हानी झाल्याच्या नोंदी आहेत.

जपानमध्ये भूकंपापासून सुरक्षित होण्यासाठी दगड-विटा (काँक्रीट) ऐवजी लाकडी घरे बांधतात असं पूर्वी भूगोलाच्या पुस्तकात वाचल्याचं बऱ्याच जणांना आठवत असेल. यामागचं शास्त्रीय तत्त्व समजून घेऊ या. भूकंपाच्या धक्क्याने त्या भागातील सर्व इमारती हलतात. प्रत्येक इमारत किती हलेल हे त्या इमारतीच्या काठीण्यावर (स्टीफनेस) अवलंबून असते. काँक्रीटच्या इमारतीचा स्टीफनेस जास्त असल्याने ती कमी हलते तर लाकडी घर स्टीफनेस कमी असल्याने जास्त हलेल. आता कमी हलणारी काँक्रीटची इमारत जास्त भार घेते तर त्या तुलनेत कमी स्टीफनेस असल्याने जास्त हलणारे लाकडी घर कमी भार सोसते. परत हा भार देखील इमारतीच्या एकूण वजनाच्या सम प्रमाणात बदलतो. (भूकंपाने येणारा भार इमारतीच्या एकूण वजनाच्या एक ते दहा टक्के इतपत असतो) अर्थात दगडा-विटांच्या इमारतींना जास्त धोका पोहोचतो. मात्र लाकडी घरे फारसं काही न होता उभी असतात. लातूर किल्लारीचा भूकंप फारशा तीव्रतेचा नव्हता. पण बहुतांशी घरे दगड- विटांच्या जाड भिंती असलेली होती. (भिंतींची रुंदी दोन ते चार फूट इतकी होती. तुलनेने फ्लॅटच्या भिंती अवघ्या अर्धा फूट रुंद असतात.) त्यामुळे जीवितहानी व वित्तहानी जी काही झाली ती सर्व दगड-विटांच्या भाराखाली दबल्या गेल्यामुळे झाली. लाकडाचे घर शब्दश: पूर्ण जरी कोसळले, तरी घरातील माणसांना फारशी इजा होणार नाही. प्राणघातक नक्कीच नाही. आपल्या देशातील सर्वात जास्त भूकंपप्रवण प्रदेश म्हणजे आसाम आणि पूर्वोत्तर राज्ये. तेथेही अशी लाकडी घरे बांधली जात. आता कोलकाता आणि मुंबईचा वारा लागल्याने काँक्रीटच्या इमारती येथेही होऊ लागल्या आहेत. सोबत सर्व धोकेही आले आहेतच.

स्थापत्य अभियांत्रिकीतील तांत्रिकदृष्टय़ा महत्त्वाची समजली जाणारी बांधकामे म्हणजे धरणे, उड्डाणपूल आणि पाण्याच्या टाक्या. सर्वसामान्य नागरिकांच्या अगदी दररोजच्या आयुष्यात जरी अप्रत्यक्षपणे या बांधकामांचा उपयोग होत असला तरी ही बांधकामे जवळून पाहण्याचा प्रसंग फारसा येत नाही. या प्रकारच्या बांधकामांना शक्यतो गिलावा (सिमेंट प्लॅस्टर) केलेला नसतो. (हल्ली गावोगावी मेट्रोचे काम चालू असल्याने ठिकठिकाणी ट्राफिक जाम असतात. अशा जाममध्ये अडकल्यावर वेळ घालवायला मेट्रोचे उभे पिलर किंवा आडवे बीम पाहा.) कारागिरांचा आणि त्यात वापरल्या जाणाऱ्या साहित्याचा दर्जा बराच वरचा असल्याने हा फॉर्म फिनिशचा परिणाम साधता येतो. तुलनेत साध्या इमारतींचा दर्जा इतका राखता येत नसल्याने (?) मग सिमेंटचे जाड प्लॅस्टर करून बांधकामातील चुका झाकण्याचा आटोकाट प्रयत्न केला जातो. हे कमी होतंय असं वाटून की काय मग फॉल्स सीिलग केलं जातं. अंतर्गत सजावटकाराच्या मर्जीनुसार (माफ करा डिझाइननुसार) कितीही जाडीचं प्लॅस्टर ऑफ पॅरिस, बारीक तारांच्या साहाय्याने स्लॅब, बीम, किंवा भिंतीला चिटकवलं जातं. बहुतेक वेळेला काँक्रीटच्या स्लॅबच्या वजनाइतकं असणारं हे सीलिंग जवळपास अधांतरी लटकत असतं. भूकंपात ज्या वेळी इमारत उभी आडवी हादरते त्यावेळी पहिल्यांदा कोसळतं ते हे फॉल्स सीलग. सोबत त्याच्यात बसविलेली हंडय़ा, झुंबरे आणि काहीच नाही तर विद्युत उपकरणे घेऊन. भूकंपात वित्तहानीबरोबर जीवितहानीला कारणीभूत होण्यात अत्यंत मोठा वाटा हा बांधकामाच्या मूळ सांगाडय़ाला न जोडलेल्या (किंवा अर्धवट जोडलेल्या) अशा प्रकारच्या गोष्टींचा असतो. वर उल्लेख केलेल्या जपानमधील लाकडी घरांचे वजन कमी असल्याने, भूकंपापासून सुरक्षित राहण्याची संकल्पना, साध्या गवताच्या किंवा बांबूच्या भिंती असणाऱ्या घरांनाही लागू होते. अर्थात सांगाडा काँक्रीट किंवा दगड-विटांचा आणि त्याच्या आतून (कधी कधी बाहेरून देखील) गवत किंवा बांबूची अंतर्गत सजावट केलेल्या इमारतीची वर्तणूक (बिहेवियर) मूळ काँक्रीटच्या इमारतीसारखीच असेल.

दररोजच्या खाण्यापासून कपडय़ांपर्यंत नैसर्गिक गोष्टींचा हल्ली आपण आग्रह धरत असतो. भूकंपासाठीची दक्षता म्हणून मुळातील काँक्रीटचा स्लॅब कुठलाही मेकअप न करता, त्याला तकलादू व आभासी असं काहीतरी न चिकटवता वापरला तर? खूप पैसे वाचतील हा मुद्दा आपण बाजूला ठेवू. आधी आपल्या व कुटुंबाच्या सुरक्षेचा विचार करायला काय हरकत आहे? बघा पटतंय का?

जवळजवळ असणाऱ्या (खरं तर एकमेकांना चिटकून सामाईक भिंत असणाऱ्या) इमारती हा महापालिका अधिकारी आणि शहर नियोजकांसाठी कायम डोकेदुखीचा विषय. नागरी सुविधा पाणी, विद्युत, दूरध्वनी, सांडपाणी अशा इमारतींना पुरवणे ही तारेवरची कसरत. अशातून अग्निशमन व्यवस्थापन करणाऱ्यांना तर लाख सलाम. भूकंपात या इमारतींचं बिहेवियर आता बघू या. धरणीकंपाने चिकटून असलेल्या दोन्ही इमारती हलतात. पण दोन्ही इमारतींचा आवर्तन काल (पिरीयड) वेगवेगळा असल्याने बहुतेक वेळेला एक इमारत जेव्हा डावीकडे हलते त्यावेळी दुसरी इमारत उजवीकडे झुकते. अर्थात प्रचंड ताकदीने दोन्ही इमारती एकमेकांवर आदळतात. इमारतींची उंची जशी जशी वाढत जाते तसा हा प्रश्न जास्त जटिल होत जातो. जेव्हा चिकटलेल्या दोन इमारतींची उंची वेगवेगळी असते तेव्हा एका इमारतीचा स्लॅब दुसऱ्या इमारतीच्या कॉलम किंवा भिंतीवर आपटतो. भूकंपाचं बहुतेक सर्व बल (फोर्स) बाकीच्या भार सहन करणाऱ्या घटकांना स्लॅबद्वारे वितरित केला जातो. अर्थात ही घटना जास्त धोकादायक ठरते.

प्रचंड उंची आणि तुलनेत कमी लांबी किंवा रुंदी असलेल्या इमारती (उदाहरण- दुबईतील बुर्ज खलिफा), खूप लांबी आणि तुलनेत कमी उंची किंवा रुंदी (शाळा-कॉलेजच्या इमारती) तसेच खूप लांबी-रुंदी पण तुलनेत कमी उंची असणाऱ्या बुटक्या इमारती (माल साठविण्याची वेअर हाऊस) या सर्व प्रकारच्या इमारती भूकंपात सुखरूप राहतील अशी संरचना व बांधकाम करण्यास विशेष दक्षता घ्यावी लागते. तुलनेत लांबी, रुंदी आणि उंची प्रमाणबद्ध असलेल्या इमारती कमी खर्चात भूकंपाचे धक्के सोसून उभ्या राहतात.

First Published on December 29, 2018 2:39 am

Web Title: earthquake resistant construction earthquake resistant building