भूकंप आणि घरे

उंच इमारती भूकंपप्रवण क्षेत्रांत बांधत असताना आर.सी.सी.सारख्या प्रचंड वजनाचे साहित्य विपुल प्रमाणात वापरात येते. बाहेरील तसेच आतील भिंती मातीच्या विटा अथवा सिमेंट ब्लॉक वापरून केल्या जातात. अंतिमत: संपूर्ण इमारतीचे वजन प्रचंड होत असते. हा भार शेवटी इमारतीच्या पायामार्फत जमिनीवर पडतो.
कताच नेपाळमध्ये ७.९ रिश्टर स्केलचा मोठा भूकंप झाला. त्यामुळे वित्तहानीबरोबरच मनुष्यहानी मोठय़ा प्रमाणात झाली. इमारतींची पडझड व त्यामुळे झालेली मनुष्यहानी टाळण्यासाठी प्रत्येक देशाची त्या त्या भौगोलिक भूशास्त्रानुसार इमारत बांधकामासंदर्भात मानके असतात. भारतीय मानक संस्थेची आर.सी.सी. बांधकामसंदर्भात नियमावली आहे. स्लॅब-बीम-कॉलम या सर्वाचे फ्रेमवर्क आवश्यक शक्तीचे तसेच लवचीक असणे महत्त्वाचे ठरते. या संदर्भात ‘लवचीक’ या शब्दाचा अर्थ भूकंपाच्या हादऱ्यामुळे संपूर्ण फ्रेमवर्कची वाकण्याची क्षमता असा आहे. भूस्तरातील हालचालींमुळे फ्रेमवर्क वाकेल, पण तुकडे होऊन मोडणार नाही हे अभिप्रेत आहे. या संदर्भात मराठी बाणा-मोडेन पण वाकणार नाही- उपयोगी नाही. पोलाद हे एकमेव बांधकाम साहित्य बहुगुणी आहे. सर्व प्रकारच्या बाह्य़शक्तीचा ते मुकाबला करू शकते.
आपल्याकडे एक कल्पना आहे की, घराचे बांधकाम मजबूत होण्यासाठी ते जाड व भक्कम असावयास हवे. पिढय़ान्पिढय़ा ती वास्तू टिकावी. परंतु दिवस बदलले आहेत. घराच्या कल्पना दर वीस-पंचवीस वर्षांनी बदलत आहेत. जागेचे दर वाढत आहेत. तसेच मोठय़ा शहरात चटई निर्देशांकदेखील वाढत आहे. काही वेळेला चांगली भक्कम बैठी इमारत पाडून तेथे बहुमजली इमारती होत असताना दिसते. अशा उंच इमारती भूकंपप्रवण क्षेत्रांत बांधत असताना आर.सी.सी.सारख्या प्रचंड वजनाचे साहित्य विपुल प्रमाणात वापरात येते. बाहेरील तसेच आतील भिंती मातीच्या विटा अथवा सिमेंट ब्लॉक वापरून केल्या जातात. अंतिमत: संपूर्ण इमारतीचे वजन प्रचंड होत असते. हा भार शेवटी इमारतीच्या पायामार्फत जमिनीवर पडतो. पायाचा खर्चही वाढतो. शिवाय महत्त्वाचे म्हणजे इमारतीचे वजन जेवढे जास्त तेवढेच त्या प्रमाणात भूकंपामुळे इमारतीवर येणारी बाह्य़शक्ती जास्त असते आणि हीच बाह्य़शक्ती इमारतीला वाकवते. काँक्रीट हे मूलत: ताण सहन न करू शकणारे व वाकत असताना तुकडे होऊन मोडू शकणारे बांधकाम साहित्य आहे. हे टाळण्यासाठी पोलादी सळया वापरून लवचीकता आणली जाते.
अधिक लवचीकतेसाठी प्रगत देशांत आरसीसी फ्रेमवर्कऐवजी पोलादी तुळया व खांब वापरून त्याचे फ्रेमवर्क वापरण्याची प्रथा फार वर्षांपासून आहे. आर.सी.सी.च्या मानाने अशा पोलादी फ्रेमवर्कचे वजन बऱ्याच प्रमाणात कमी असते. भिंतीही पारंपरिक साहित्याऐवजी कमी वजनाच्या काँक्रीटपासून बनवल्या जातात. पर्यायी जमिनीवर पडणारा भारही कमी केला जातो. पोलाद हे लवकर गंजणारे व आगीच्या प्रखर ज्वाळापासून संरक्षक नाही. त्यासाठी पोलादी फ्रेमवर्कला आगविरोधी काँक्रीटचे जरुरीपुरते आवरण देऊन ते गंजविरोधीदेखील बनवता येते. अशा प्रकारच्या बांधकामास Composite Construction  असे म्हटले जाते.
अशा प्रकारचे बाहेरून काँक्रीट व आतून स्ट्रक्चरल स्टील वापरून केलेले फ्रेमवर्क बहुमजली इमारतीसाठी भूकंप विरोधक तसेच लवचीकतेच्या दृष्टीने कमालीचे उपयोगी ठरले आहे. भारतात मात्र अशा Composite Construction चा वापर कमी आहे. भारतात दरडोई पोलादाचा एकूण वापर (५७) किलो असून अन्य देशाच्या मानाने अमेरिका (५१०), जपान (५१६), जर्मनी (४६०), चीन (५२०) व साउथ कोरिया (१०५०) फारच कमी आहे. स्ट्रक्चरल स्टील हे पोलादी सळयांपेक्षा महाग आहे हे खरे आहे. तथापि, भूकंपप्रवण क्षेत्रांतील भूकंपाने उंच इमारतीची हानी-वित्तहानी, मनुष्यहानी व या सर्वामुळे विकासाला बसणारी खीळ जास्त महत्त्वाची आहे.
अमेरिकेच्या पश्चिम किनाऱ्याजवळ असलेल्या कॅलिफोर्निया भागात भूकंपाचे धक्के वरचेवर होत असतात. साहजिकच त्याच भागातील जगप्रसिद्ध स्टॅनकोर्ड  विद्यापीठाच्या स्ट्रक्चरल इंजिनीअरिंग विभागात ‘भूकंप विरोधक इमारती’ या विषयावर बरेच संशोधन झाले आहे व होत आहे. याच विद्यापीठातील  Blume Earthquake Research Center या प्रयोगशाळेला भेट देण्याचा मला योग आला. नवनवीन संशोधनांद्वारे नवीन कल्पनांचा अभ्यास झाल्यावर अशा उंच इमारतीच्या बांधकामासंदर्भात अमेरिकन मानके ४-५ वर्षांनी बदलत असतात हे दिसून आले. भारतात मात्र प्रचलित व्यवस्था अधिक प्रगत करण्यासाठी २०-२५ वर्षे लागतात ही वस्तुस्थिती आहे. भारतीय मानक संस्था मानव कल्याणासाठी अधिक वेगवान व प्रगत असावी ही माफक अपेक्षा!    
mukundshiyekar@gmail.com
(लेखक स्ट्रक्चरल इंजिनीअरिंगचे प्राध्यापक
व माजी प्राचार्य आहेत.)