✍️از برج چمپلین فلوریدا تا برج متروپل آبادان
(قسمت اول: خرابی پیشرونده و ستونهای قاتل)

🖊محمدرضا اسلامی

خبر تلخ فروریختن یک سازه در شهر آبادان باعث اندوه و تالم است. با توجه به اهمیت این بحث، ذکر موارد زیر ضروری است:

1️⃣– میامی فلوریدا
یک سال پیش در همین روزها، ساختمانی ۱۲ طبقه در ایالت فلوریدا آمریکا فرو ‌ریخت و متاسفانه در اثر آن تعداد 98 انسان جان خود را از دست دادند. این سوال مطرح شد که مقصر این اتفاق کیست؟ خصوصا با توجه به اینکه مدتی قبل یک استاد دانشگاه (به استناد مطالعات خود) درباره آن سازه اعلام خطر کرده بود.
دو روز بعد از فروریختن برج، «موسسه استاندارد و فن آوری آمریکا» (NIST) پروژه ای را تعریف کرد تا گروهی از پژوهشگران سازه «علل» وقوع خرابی پیشرونده را بررسی کنند. اما دلیل ورود موسسه استاندارد به این بحث چه بود؟
چون پیدا کردنِ علتِ خرابی پیش رونده در یک سازه، بسیار پیچیده است (پدیده ای چند پارامتری است) و نیازمند زمان و کار گروهی است.

این پروژه هنوز در دست انجام است و گزارشهای اولیه در حال آماده شدن.

2️⃣- خرابی پیش رونده چیست؟ (Progressive Collapse)

این بحث بعد از ماجرای ۱۱ سپتامبر مورد توجه پژوهشگران مهندسی سازه قرار گرفت.

«خرابی پیشرونده» به بیان ساده، یعنی اینکه اگر یک عضوِ اصلیِ ساختمان (مثلاً یکی از ستونها) به دلیلی (مثلاً انفجار یک بمب/خط لوله گاز یا...) از دست رفت و از مدار خارج شد، اعضایِ دیگر بتوانند بارِ آن عضو را بین خودشان تقسیم کنند و این خرابی، منجر به خرابیهای بعدی ( پیشرونده) نشود.

مطالعات تیم ما درباره خرابی سازۀ Pier45 شهر سانفرانسیسکو نشان می داد که چطور خرابیِ یک ستون منجر به آغاز سناریوی تخریب در کل سازه بوده است (لینک مقاله درباره نقش ستونها در خرابی Pier 45)

3️⃣- ستونهای قاتل
قبل از پرداختن به موضوع برج #آبادان، ضروری است که به یک تراژدی تلخ که طی دو دهه گذشته در صنعت ساخت و ساز کشور ما رخ داده، پرداخته شود. نام این تراژدی را می توان «ستونهای قاتل» گذاشت.

✔️تفاوت اساسی بین ساختمان فولادی در کشور آمریکا با کشور ژاپن در این است که در #آمریکا از ستونهای با مقطع اچ یا (Wide Flange) استفاده می شود در حالی که در #ژاپن ستونهای با مقطع باکس (قوطی) یا HSS بکار برده می شود. دلیل این امر چیست؟

✔️به (بالهای) ستون با مقطع اچ، می توان ۲ تیر با «اتصال خمشی» متصل کرد، در حالی که به ستونهای قوطی، می توان از هر ۴ وجه ، ۴ تیر را با «اتصال خمشی» متصل کرد. با اینکار، مهندس محاسب می تواند صرفه جویی قابل توجهی در وزن فولاد مصرفیِ ساختمان انجام دهد.

مشکل در اینجاست که آیین نامه فولاد در کشور ما کپیِ تمام عیار آیین نامه فولاد آمریکاست، و لذا در خصوص نحوۀ محاسبات اتصالات تیر به ستون قوطی، ساکت و بی محتواست. از طرف دیگر، کارخانه های فولاد کشور ما نیز همانند #ژاپن نیستند که مقاطع باکس تولید کنند (و عمدتا مقطع اچ تولید می کنند).

با این اوصاف، مهندسین محاسب در نقشه های خود از ستونهایی استفاده می کنند که نه کارخانه فولاد آنها را تولید می کند و نه استاندارد ملی (مبحث دهم مقررات ملی ساختمان) فرمولی برای محاسبه «ظرفیت خمشی اتصال» ارایه کرده است.
(لینک مقاله درباره طراحی اتصال با روش ژاپنی)

✔️به این تراژدی، یک شوربختی دیگر هم اضافه می شود و آن اینکه ستونِ قوطی را پیمانکارِ جوشکار، با استفاده از جوشهای بد و غیر استاندارد بسازد.
نتیجۀ این سناریو چه خواهد شد؟ نتیجه اینکه وقتی به یکی از وجوهِ ستون، بار بزرگی اعمال شود، یکی از وجوهِ قوطی براحتی کنده خواهد داشت (یا ترک در جوشهایش آغاز خواهد شد) و نهایتا آن ستون، از زیر بار شانه خالی خواهد کرد. و قتل عام آغاز خواهد شد.

4️⃣- مقصر اصلی، نبودِ استاندار ملی است
هزاران ساختمان با روش مذکور طی ۲ دهه اخیر در کشور ما ساخته شده است (از جمله منزل پدری اینجانب) و حیرت آور اینکه بالاخره پس از سالهای طولانی، ویرایش جدید مبحث دهم مقررات ملی از پرده برون آمده و ترجمه ناقصی از آیین نامه ژاپن درباره اتصالات قوطی را منتشر کرده است. کوه موش زائید.

سازه های فولادی که طی ۲۰ سال گذشته در ایران ساخته شده، در زلزله های پیش رو هزاران نفر را خواهند کشت و مقصر اصلی در این ماجرا، عدم وجود #استاندارد_ملی قوی، متناسب با نیازهای بازار ایرانی است.

✔️حیرت آور اینکه با وجود چنین گپ بزرگ و عجیبی در صنعت ساختمان ما، اساتید دانشگاه، دانشجویان دکترا را به دنبال فن آوریهای بسیار پیچیده می فرستند، فقط برای اینکه بتوانند مقاله ISI چاپ کنند.

5️⃣- پروژه عبدالباقی
کمیته بررسی "علل خرابی پیشرونده" باید تشکیل شود ولی فعلا آنچه مشخص است اینکه شروعِ شکستِ جوش در ورقهای پوششی ستونها، باعثِ آغاز خرابی بوده است. کمیته فنی می تواند جزییات این ماجرا را به دقت بررسی کند.
(ادامه دارد)
t.me/solseghalam