رمزگشایی تخصصی از ماجرای فروریزش پلاسکو

به گزارش خبرنگار باشگاه خبرنگاران تسنیم «پویا»، در نوشتار گذشته با طرح این سئوال «آیا همواره خطر ریزش، ساختمانهای قدیمی را تهدید می‌کند و این نکته علت ریزش ساختمان پلاسکو بوده است؟»درباره  انواع فرسودگی ساختمانها و اینکه کدام نوع از فرسودگی خطر آفرین است، به تفصیل نوشته‌ایم. البته فاکتورهای  مهندسی و طراحی سازه، کیفیت مواد اولیه، کیفیت ساخت و در آخر نوع نگهداری سازه نیز مورد بررسی قرار گرفت. 

در نوشتار حاضر که حاصل گفت‌وگوی تخصصی با علی طاهری-  استاد دانشگاه و دانشجوی مقطع دکتری سازه- است،‌ به علل ریزش ساختمان پلاسکو براساس شواهد موجود و قابل دسترس پرداخته شده است.

مهمترین علل ریزش ناگهانی پلاسکو براساس اسناد قابل دسترسی

ساختمان پلاسکو اسکلتی فلزی داشته است که شامل ستونها و تیرهای فولادی می‌شد. برای تخریب یک همچنین سازه‌ای به صورتی که ریزش کند، باید این اسکلت به صورت اطمینان بخشی از زیر تحمل بارهای وارده به خود خارج شود. به عبارت دیگر، خارج شدن اسکلت از زیر بار می‌تواند به دو علت عمده باشد. اول از بین رفتن اتصالات و دوم از بین رفتن ظرفیت باربری فولاد به کار رفته در تیر و ستون.

گفتنی است که هر کدام از این دو علت که رخ دهد میتواند باعث رخ دادن علت دیگر شود.

الف- بررسی تخریب به خاطر انفجار

در وحله نخست باید به این نکته توجه داشت که براساس برآوردهای اطلاعاتی و مشاهدات میدانی علت ریزش پلاسکو وقوع انفجار نبوده است. طبعا انفجاری که باعث تخریب ساختمان می‌شود باشد شرایط ویژه ای داشته باشد.همچنان که در بسیاری از منازل مسکونی به خاطر نشت گاز،  انفجاری صورت می‌گیرد اما لزوما به تخریب ساختمان منجر نشده است.

علت این عدم تخریب همان شرایط ویژه‌ای است که انفجار منجر به تخریب باید داشته باشد. موج حاصل از انفجار را می‌توان به دو دسته اکتیو (فعال) و پسیو (غیر فعال) تقسیم کرد.  انفجار فعال همان انفجار بیرونی است که سر منشا حوادث دیگر می‌شود و انفجار پسیو انفجاری است که خود معلول حوادث است.

براساس اسناد علمی معتبر و به باور بسیاری از کارشناسان فنی، امواج انفجار فعال اگر بخواهد یک ساختمان فلزی را خراب کند، باید به گونه ای موثر به سمت نقاط حساس هدایت شود تا مقاومت سازه را در هم بکوبد. از این منظر، بهترین نقاط انفجار، بسته به زاویه ریزش متفاوت است.اما در حالت کلی پای ستونها می‌تواند در این مورد گزینه مناسبی باشد.

به عبارتی، انفجار ستون در پایین ترین قسمت ساختمان اگر باعث برش ستون شود، می‌تواند ریزش تمام ساختمان را در پی داشته باشد، البته ممکن است در این حالت ساختمان به طور کامل فرو نریزد، چرا که حتی اگر ستونها بریده شوند بازهم ممکن است با توجه به ارتفاع ساختمان، سازه ریزش کاملی نداشته باشد و با توزیع جدید بار سازه شکل جدیدی به خود بگیرد. اگر بخواهیم سازه روی خود و به صورت عمودی تخریب شود،‌ بهترین راه این است که وزن هر سقف باعث ریزش سقف پایین خود شود و به گونه ای دومینو وار سقفها روی هم تا تخریب کامل ساختمان ریزش کنند. به همین خاطر در ساختمانهای بلند مرتبه به غیر از ستونهای پایینی، قسمتی از ساختمان را که بین یک سوم بالایی و سه چهارم پایینی ساختمان است و قسمت بحرانی سازه به حساب می‌آید را نیز مورد انفجار قرار می‌گیرد. 

شواهد به دست آمده در حادثه تلخ آتش‌سوزی و ریزش ساختمان پلاسکو، گواه این واقعیت است که  انفجار فعالی رخ نداده است و آنچه از انفجار در فیلمهای دیده میشود انفجاری غیر فعال است که معلول حرارت بالای آتش سوزی بوده است. این انفجار احتمالاً بیشتر از اینکه در ریزش ساختمان حتی به اندازه یک تلنگر مؤثر باشد، با ریزش نهایی همزمانی داشته است. بنابراین طبق شواهد در دسترس به هیچ عنوان نمی‌توان برای انفجار در تخریب ساختمان سهمی در نظر گرفت.

ب- بررسی تخریب به خاطر آتش سوزی

هرگونه واکنش شیمیایی مواد آلی با اکسیژن که با افزایش درجه حرارت ناگهانی و آزاد شدن انرژی همراه باشد نوعی حریق نامیده می شود. آتش‌سوزی به دو گروه اصلی تقسیم می‌شود: 

حریق هیدروکربنی: در زمان بروز واکنش شیمیایی بین هیدروکربنها و اکسیژن و ایجاد آتش بر اثر سوختن مواد نفتی، حریق هیدروکربنی به وجود می آید. در این نوع آتش سوزی سرعت افزایش دما بسیار زیاد است که باعث گسترش حریق و تخریب انواع سازه هایی که در معرض حریق هستند می شود. در حریق حاصل از مواد هیدرو کربنی در مدت 4 دقیقه ،دما به 930 درجه سانتیگراد می رسد.

حریق سلولزی: این نوع حریق، از سوختن انواع مواد سلولزی و سوختهای جامد آلی که پایه سلولزی دارند به وجود می آیند .این نوع حریق در مقایسه با حریق هیدروکربنی آرام تر به نقطه توسعه می رسد اما زمان فروکش نمودن این نوع حریق نسبت به حریق هیدروکربنی نیاز به زمان بیشتری دارد. معمولا در آتش سوزی سلولزی تغییرات دما به 3 بخش رشد، توسعه حریق و دوره فروکش تقسیم می شود. در زمان شروع آتش سوزی حرارت از مرکز آتش شروع و باعث اشتعال مواد دیگر میشود. پس از یک ساعت دمای حریق به 920 درجه سانتیگراد می رسد که شیب ملایمی به سمت بالا دارد تا به 1000درجه سانتیگراد برسد.در صورت عدم وجود مواد بیشتر و افزایش گستره حریق، دما ازین پس سقوط کرده و دوباره به 920 درجه سانتیگراد افت می نماید. شایان ذکر است که امکان فرو ریختن سازه در دو مرحله توسعه حریق و مرحله فروکش وجود دارد.

آتش سوزی را می‌توان دشمن اول سازه‌های فولادی دانست. خواص فولاد در مقابل گرما و افزایش دما کاملا شناخته شده است .به طوریکه مطابق با استاندارد«ASTM D-E119» دمای بحرانی برای ستونها 538 درجه سانتیگراد و برای تیرها 598 درجه سانتیگراد می باشد.مقاومت فشاری فولاد در دمای 400 درجه شروع به کاهش می نماید به طوریکه در دمای 800درجه سانتیگراد تقریبا برابر با صفر می شود و این کاهش مقاومت فشاری باعث تخریب سازه بین 7 تا 15 دقیقه (بسته به نوع حریق و سرعت افزایش دما) می گردد و در صورت ادامه حریق بیش از 15 دقیقه و بدون استفاده از وسایل اطفاء حریق تخریب سازه قطعی می باشد.

به نظر می‌رسد حادثه این گونه رخ داده باشد: در ساختمان پلاسکو مقاطع فولادی بیش از سه ساعت در معرض حرارت بالا و مستقیم ( بیش از 500 درجه سانتیگراد)  قرار گرفته بودند. اتفاقی که باعث کاهش مقاومت فولاد به کمتر از نصف شده بود ( فولاد ساختمانی باربر نقطه حرارت خمش (خمیدگی) 500-470 درجه سانتیگراد دارد و حدود نیمی از مقاومت خود را در دمای 550 - 500  درجه سانتی گراد  از دست می دهد ،طبق جداول ISO  و BS 476   فلز آهن در زمان کمتر از 10 دقیقه پس از آتش سوزی به دمای 470 درجه می رسد که نقطه خمش فلز آهن می باشد.برای فولاد معمولی «st37» دمای 500 درجه باعث کاهش مقاومت از  2400 (kg/cm*2) به کمتر از 1400 (kg/cm*2) می‌شود)

از طرفی آتش سوزی در قسمت بحرانی ساختمان رخ داده بود ( بین یک سوم بالایی و سه چهارم پایینی ساختمان) در حرارتی که وجود داشت کم کم مقاومت مقاطع فولادی از بین می‌رفت. از طرفی بارهای وارد بر سازه به صورت وحشتناکی لحظه به لحظه بیشتر می‌شد. همانطور که در یادداشت قبل گفته شد طراحی ساختمان پلاسکو بر اساس استفاده اداری تجاری بوده است،‌حال آنکه در این ساختمان واحدهای صنعتی مشغول به کار بوده اند که بار مضاعف و پیشبینی نشده‌ای را بر سازه تحمیل می‌کرد. اما این بار وحشتناک وزن آب شیرهای آتشنشانی بود که لحظه به لحظه بر پیکر نیمه جان ساختمان وارد می‌شد. بلاخره تخریب بزرگ پس از چند تخریب کوچک در چند طبقه اتفاق افتاد،‌اتفاقی که با انفجارهای غیر فعال همزمان شده بود.

این که این ساختمان فاقد مسائل ایمنی آتش سوزی از قبیل اطفاء حریق بوده است بر کسی پوشیده نیست. اما با یک مقاوم سازی حساب شده مانند استفاده از رنگهای ضد حریق می‌شد آنقدری فرصت گرفت که بتوان همگی نفرات را خارج کرد.

پوششهای ضد حریق (Fire Proof Coating) در حفاظت اسکلت سازه به منظور افزایش مقاومت ستونها باربر در برابر تنشهـــای حرارت ناشی از حریق استفاده می گردند که علاوه بر پایدار نگاه داشتن سازه، فرصت بیشتری را برایی عملیات گـریز،  نجـات فراهم ســـاخته و نیز بر روی دیوارها جهت فضابندی (Compartmentation) مجتمع در  برابرگسترش حریق کاربرد دارد. سطح مقاومت مواد برای تامین چنین محافظتی توسط کوره هــای ویژه و مطابق استاندارد اندازه گیری شده و نتایج بر اساس ضخامت خشک مورد نیاز ارائه می شود که از آن جمله می توان به استاندارد BS 476-part 2 اشاره نمود. امروزه رنگهای ضد حریق برای متریالهای گوناگون و بسیار متنوع وجود دارد. مکانیسم این رنگها به این گونه است که با پوشش یک تا دو میلیمتری اطراف مقطع فولادی، نه تنها از واکنش فولاد با اکسیژن جلو گیری می‌کند، بلکه هنگام حریق تغییر حالت داده به شکل اسفنجی به ضخامت 5 تا 10 سانتیمتر در می آید که یک عایق حرارتی را برای فولاد بوجود می‌آورد. این عایق حرارتی چهار تا پنج ساعت به ساکنان فرصت می‌دهد قبل از تخریب محل را ترک کنند.

متاسفانه در کشور قانون الزام آوری برای این گونه حفاظتها وجود ندارد. در مبحث سوم آئین نامه ساختمانی بیشتر به اطفاء حریق پرداخته شده است نه مقاوم سازی. در مبحث 10 هم که آئین نامه ساختمانهای فولادی است صحبتی از بحث مقاوم سازی در برابر حریق با همه ضعفهای این نوع سازه در برابر آتش سوزی وجود ندارد. امیدواریم این حادثه با همه تلخی که داشته و دارد،‌ باعث تشکیل یک مرجع شامل متخصصان حریق،‌آتش نشانان و مهندسان سازه شود تا با تبیین قانونهای کاربردی و الزام آور از رخدادهای اینگونه جلوگیری شود.

انتهای پیام/