ভূমিকম্প-প্রতিরোধী স্টিল কাঠামো: ভূমিকম্প-প্রবণ এলাকায় নিরাপদ নির্মাণের চাবিকাঠি

ভাস্কাল-সহনশীল ইস্পাত কাঠামো এবং তাদের কাঠামোগত সুবিধাগুলি বোঝা

ইস্পাত ভাঙে না, বরং বাঁকে এমন কারণে এটি ভূমিকম্পপ্রবণ অঞ্চলগুলিতে ব্যবহারের জন্য খুবই উপযোগী। ভঙ্গুর উপাদান চাপে সহজেই ফেটে যায়, কিন্তু ইস্পাত প্রকৌশলীদের নিয়ন্ত্রিত প্রসারণ (controlled yielding) নামে পরিচিত প্রক্রিয়ায় প্রসারিত হয়ে কম্পনের শক্তি শোষণ করে। আজকের দিনের ভবন নকশাগুলি মুহূর্ত প্রতিরোধক ফ্রেম এবং ঐ ধরনের বিষম ব্রেসিং ব্যবস্থা ব্যবহার করে এই বৈশিষ্ট্যের সুবিধা নেয়, যা ভূমি নড়াচড়া করার সময় বলগুলি ছড়িয়ে দিতে সাহায্য করে। উদাহরণস্বরূপ বেস আইসোলেশন সিস্টেম নিন—এগুলি ভবন এবং এর ভিত্তির মধ্যে স্থাপন করা হয়। জাপান এবং ক্যালিফোর্নিয়ার কিছু অংশের মতো ভূমিকম্পপ্রবণ অঞ্চলগুলিতে এগুলি পার্শ্বীয় গতিকে প্রায় তিন-চতুর্থাংশ পর্যন্ত কমিয়ে দেওয়ার প্রমাণ পাওয়া গেছে, যেখানে এই উদ্ভাবনগুলির কারণে ভবনগুলি প্রবল কম্পন থেকে রক্ষা পেয়েছে।

ভূমিকম্প-প্রতিরোধী নির্মাণে নমনীয়তা এবং অতিরিক্ততা কেন গুরুত্বপূর্ণ

যে সব ইস্পাতের কাঠামো নমনীয়, ভূমিকম্পের সময় সত্যিই শক্তি শোষণ করে এবং ছড়িয়ে দিতে পারে, যা হঠাৎ করে ধসে পড়া থেকে রক্ষা করে। অতিরিক্ত সমর্থন পথ তৈরি করার মাধ্যমে গৃহগুলি ভেঙে পড়লেও গোটা কাঠামোটি দাঁড়িয়ে থাকে—এই ধারণাটি হল বাড়তি সমর্থন (redundancy)। FEMA-এর P-750 নথিতে প্রকাশিত গবেষণা অনুসারে, এই নমনীয় ইস্পাতের কাঠামো ব্যবহার করে তৈরি ভবনগুলির কঠিন কংক্রিট দিয়ে তৈরি ভবনগুলির তুলনায় ধসে পড়ার সম্ভাবনা প্রায় এক তৃতীয়াংশ কম। প্রশান্ত মহাসাগরীয় আগ্নেয় বলয়ের চারপাশের এমন জায়গাগুলিতে যেখানে প্রধান ভূমিকম্পের পর আবার আবার আফটারশক ভবনগুলির উপর চাপ সৃষ্টি করে, এই ধরনের নিরাপত্তা ব্যবস্থা খুবই গুরুত্বপূর্ণ হয়ে ওঠে।

উচ্চ ভূমিকম্প অঞ্চলে ইস্পাত ও কংক্রিটের তুলনামূলক কর্মদক্ষতা

প্রকম্পনের সময় ইস্পাতের হালকা প্রকৃতি জাড্যবল কমিয়ে দেয়, অন্যদিকে কংক্রিটের দৃঢ়তা প্রায়শই ব্যয়বহুল, অমিলিত ক্ষতির কারণ হয়। তুরস্কে (2023) ভূমিকম্পের পরের মূল্যায়নে দেখা গেছে যে ইস্পাত-ফ্রেমযুক্ত ভবনগুলিতে মেরামতের খরচ 40% কম কংক্রিটের সমতুল্য ভবনের চেয়ে ছিল।

ডেটা অন্তর্দৃষ্টি: নমনীয় ইস্পাত ফ্রেম ব্যবহারে ধসের ঝুঁকিতে 70% হ্রাস (FEMA P-750)

The FEMA P-750 নির্দেশিকা ইস্পাতের শ্রেষ্ঠত্বকে যাচাই করে, যা দেখায় যে সঠিকভাবে নকশাকৃত নমনীয় ফ্রেম প্রধান ভূমিকম্পের জন্য ধসের সম্ভাবনা 1-in-50 থেকে কমিয়ে 1-in-167 এ নিয়ে আসে। এটি ASCE 7-22-এর মতো বৈশ্বিক কোডগুলির সাথে সঙ্গতিপূর্ণ, যা ভাঙড় অঞ্চলে গুরুত্বপূর্ণ অবকাঠামোর জন্য ইস্পাতের হিস্টেরেটিক ড্যাম্পিং ক্ষমতাকে অগ্রাধিকার দেয়।

ভূমিকম্প-প্রতিরোধী ইস্পাত কাঠামো নকশার মূল নীতি

কার্যকারিতা-ভিত্তিক ভূমিকম্প-প্রতিরোধী নকশা: নিরাপত্তাকে কার্যকারিতার সাথে সামঞ্জস্য রাখা

আজকের ভূমিকম্প-প্রতিরোধী ইস্পাত নির্মাণগুলি প্রায়শই পারফরম্যান্স-ভিত্তিক ডিজাইন বা সংক্ষেপে PBD নামে পরিচিত কিছু ব্যবহার করে। এই পদ্ধতি নিশ্চিত করে যে কম্পন আঘাত করার সময় গঠনগুলি প্রয়োজনীয় অনুযায়ী কাজ করতে পারে, নির্দিষ্ট নিরাপত্তা মানগুলি পূরণ করে এবং ক্রিয়াকলাপগুলি মসৃণভাবে চালিত রাখে। ঐতিহ্যবাহী ভবন কোডগুলি কেবল প্রকৌশলীদের কী করতে হবে তা ধাপে ধাপে বলে দেয়, কিন্তু PBD একটি ভিন্ন দৃষ্টিভঙ্গি নেয়। এটি ভূমিকম্পের সময় কতটা ক্ষতি গ্রহণযোগ্য তা বিবেচনা করে যখন এখনও ভবনটি সঠিকভাবে কাজ করতে দেয়। এমন স্থানগুলির কথা ভাবুন যেমন হাসপাতাল যেখানে ভূমিকম্প আঘাত করার পরেও মানুষের চিকিৎসার প্রয়োজন হয়, অথবা ডেটা কেন্দ্রগুলি যেগুলি যাই হোক না কেন সার্ভারগুলি চালু রাখতে বাধ্য। বেশ কয়েকটি প্রকৌশল ফার্মের গবেষণা থেকে দেখা যায় যে পুরানো পদ্ধতির তুলনায় PBD ব্যবহার করে মেরামতের খরচ প্রায় 40 শতাংশ কমানো যেতে পারে। নিরাপত্তা ছাড়াই বুদ্ধিমানের মতো উপকরণ বেছে নেওয়ার ফলে এই সাশ্রয় হয়, যা ভূমিকম্পের ঘটনাগুলিতে জড়িত ঝুঁকির কথা বিবেচনায় নিয়ে বেশ চমকপ্রদ।

লোড পাথ অবিচ্ছিন্নতা এবং স্থানান্তর দেয়ালসহ কাঠামোগত ফ্রেম ডিজাইন

ভবনগুলি ভূমিকম্পের বল কীভাবে সামলায় তা কাঠামোর উপর থেকে ভিত্তি পর্যন্ত অবিচ্ছিন্ন লোড পাথের উপর নির্ভর করে। ইস্পাত ভবনগুলি এই চাহিদা পূরণ করে মূলত মুহূর্ত প্রতিরোধকারী ফ্রেম এবং গঠনের বিভিন্ন গুরুত্বপূর্ণ স্থানে স্থাপন করা স্থানান্তর দেয়ালের মাধ্যমে, যা পাশাপাশি দোলন নিয়ন্ত্রণ করে। বিশেষ করে উঁচু ভবনগুলির ক্ষেত্রে, হাইব্রিড পদ্ধতির প্রতি আগ্রহ বাড়ছে, যেখানে ঐতিহ্যবাহী ব্রেসড ফ্রেমগুলি ইস্পাত প্লেট স্থানান্তর দেয়ালের সাথে একত্রে কাজ করে। এই সমন্বয় কাঠামোগত দৃঢ়তা ২৫% থেকে ৩৫% পর্যন্ত বৃদ্ধি করতে পারে, যা বড় ধরনের ভূমিকম্পের সময় বড় পার্থক্য তৈরি করে। তবে উপাদানগুলির সংযোগে ছোটখাটো ভুল হলেও প্রকৃত ভাবে ভূমিকম্প আসলে তাদের কার্যকারিতা নষ্ট হয়ে যায় বলে উপযুক্ত বিস্তারিত ডিজাইনের খুব গুরুত্ব রয়েছে।

অতিরিক্ততা, দৃঢ়তা নিয়ন্ত্রণ এবং শক্তি অপসারণ ব্যবস্থা অন্তর্ভুক্ত করা

কার্যকর ভূমিকম্প ডিজাইন তিনটি নীতির মধ্যে ভারসাম্য বজায় রাখে:

• ছাঁটাই (প্রাথমিক সিস্টেম ব্যর্থ হলে বিকল্প লোড পথ)
• কঠোরতা নিয়ন্ত্রণ (অতিরিক্ত বিকৃতি সীমিত করা)
• শক্তি অপচয় ড্যাম্পার বা প্রবাহিত উপাদানের মাধ্যমে

ইস্পাতের স্বাভাবিক নমনীয়তা সংযোগস্থলে নিয়ন্ত্রিত প্লাস্টিক বিকৃতির অনুমতি দেয়, যা হঠাৎ ব্যর্থতা ছাড়াই ভূমিকম্পের শক্তি শোষণ করে। 2023 সালের একটি বিশ্লেষণে পুনর্নির্মিত কাঠামোগুলির ওপর দেখা গেছে যে কনভেনশনাল ডিজাইনের তুলনায় বাকলিং-রিস্ট্রেইন্ড ব্রেস অন্তর্ভুক্ত করলে শক্তি অবশোষণের ক্ষমতা 50% বৃদ্ধি পায়।

শিল্প বিসদৃশতা: খরচ-দক্ষতা এবং শক্তিশালী ভাবে ভূমিকম্পীয় বিবরণী সন্তুলন

প্রতিস্থাপনযোগ্য ফিউজ অংশের মতো উন্নত বৈশিষ্ট্যগুলি ভূমিকম্পের বিরুদ্ধে ভবনগুলিকে অবশ্যই শক্তিশালী করে তোলে, কিন্তু প্রায় দুই তৃতীয়াংশ ঠিকাদার এখনও এটিকে অপ্রয়োজনীয় খরচ বৃদ্ধি করার চেষ্টা হিসাবে দেখে। তবে বড় ছবিটি দেখলে, ইস্পাত ভবনগুলির জন্য ভূমিকম্প-প্রতিরোধী বিবরণে সঠিকভাবে বিনিয়োগ সম্পর্কে জীবনচক্রের খরচ সম্পর্কে গবেষণা আকর্ষণীয় কিছু তথ্য দেখায়। সংখ্যাগুলি নির্দেশ করে যে ভূমিকম্প আঘাত করার পরে বড় ধরনের পুনর্নির্মাণের প্রয়োজন না হওয়ায় পরবর্তীতে চারগুণ বেশি অর্থ সাশ্রয় করা সম্ভব হয়। এটি এই সুবিধাগুলি গণনা করার জন্য কিছু আদর্শ পদ্ধতি বিকাশের পক্ষে একটি শক্তিশালী যুক্তি তৈরি করে যাতে প্রকৌশলী এবং বাজেট সম্পর্কিত সিদ্ধান্ত গ্রহণকারীরা চূড়ান্তভাবে নির্মাণ প্রকল্পগুলিতে কী আসলে গুরুত্বপূর্ণ তা নিয়ে একই পৃষ্ঠায় আসতে পারে।

ইস্পাত কাঠামোতে উন্নত সংযোগ এবং শক্তি অপচয়

ভূমিকম্পের নকশাতে জয়েন্ট, সংযোগ এবং পুনর্বলীকরণের বিবরণ: চাপের অধীনে অখণ্ডতা নিশ্চিত করা

ভাঙন ঘটলে কাঠামোগুলির অখণ্ডতা বজায় রাখতে স্টিলের গঠনগুলি নির্ভুলভাবে প্রকৌশলী জয়েন্ট এবং সংযোগের উপর নির্ভর করে। কঠোর বীম-কলাম সংযোগ সহ মুহূর্ত-প্রতিরোধী ফ্রেমগুলি শক্তি সমানভাবে ছড়িয়ে দেয়, যখন সংযোগস্থলে জোরদার বিস্তারিত বিবরণ স্থানীয় ব্যর্থতা প্রতিরোধ করে। চূড়ান্ত ডিজাইনের তুলনায় উপযুক্তভাবে বিস্তারিত স্টিল জয়েন্টগুলি ভূমিকম্পের পরে মেরামতের খরচ 40% পর্যন্ত হ্রাস করে।

ভাঙনের পরে কাঠামোগত কর্মক্ষমতার জন্য বোল্টেড এবং ওয়েল্ডেড সংযোগে উদ্ভাবন

উন্নত বোল্টেড সংযোগগুলি এখন স্লিপ-সমালোচনামূলক ইন্টারফেস এবং প্রি-টেনশনযুক্ত উচ্চ-শক্তির বোল্ট অন্তর্ভুক্ত করে, যা চিরস্থায়ী বিকৃতি ছাড়াই নিয়ন্ত্রিত চলাচলের অনুমতি দেয়। হাইব্রিড ওয়েল্ডেড-বোল্টেড কনফিগারেশনগুলি সংযোজনের গতি এবং ভাঙনের স্থায়িত্বকে একত্রিত করে, ASCE 7-22 কর্মক্ষমতার প্রয়োজনীয়তা পূরণ করার সময় 25% দ্রুত নির্মাণের সময় অর্জন করে।

কেস স্টাডি: উন্নত সংযোগ বিস্তারিত বিবরণ ব্যবহার করে ক্যালিফোর্নিয়ার I-395 ওভারপাসের রিট্রোফিটিং

2022 সালে ক্যালিফোর্নিয়ার I-395 এর জংশনটির আধুনিকীকরণের মাধ্যমে ভঙ্গুর পিন-অ্যান্ড-হ্যাঙ্গার সংযোগগুলি শক্তি শোষণকারী নমনীয় লিঙ্ক ব্যবহার করে ইস্পাত বক্স-গার্ডার সিস্টেমে পরিবর্তিত হয়। 2023 সালে ঘটিত সাতটি মাত্রার 4.0-এর বেশি আফটারশক সত্ত্বেও এই 85 মিলিয়ন ডলারের প্রকল্পে কোনও কাঠামোগত ক্ষতি হয়নি, যা গুরুত্বপূর্ণ অবকাঠামোতে উন্নত ইস্পাত আধুনিকীকরণের খরচ-উপকারিতার অনুপাত প্রদর্শন করে।

আধুনিক ইস্পাত ফ্রেমে ঘর্ষণ ড্যাম্পার এবং শক্তি ক্ষয় করার যন্ত্র

ভাজ আকারের ব্রেসে স্থাপিত পাল ঘর্ষণ ড্যাম্পার মাঝারি উচ্চতার ভবনগুলিতে ভূমিকম্পজনিত শক্তির প্রায় 35% শোষণ করতে পারে। কোর ওয়ালগুলিতে ভিসকোইলাস্টিক ড্যাম্পারের সাথে এই সিস্টেমগুলি একত্রিত করলে প্রধান গবেষণা প্রতিষ্ঠানগুলির শেক টেবিল পরীক্ষার তথ্য অনুযায়ী মহলের মধ্যে দোলন 50–70% পর্যন্ত হ্রাস পায়।

বাকলিং-রেস্ট্রেইনড ব্রেস: নমনীয়তা ছাড়াই শক্তি বৃদ্ধি

যেমন প্রচলিত ব্রেসগুলি সংকোচনের মুখে হঠাৎ ব্যর্থ হয়, তার বিপরীতে বাকলিং-প্রতিরোধী ব্রেস (BRBs) কংক্রিট পূর্ণ টিউবে আবদ্ধ ইস্পাত কোর ব্যবহার করে। FEMA P-795 নির্দেশিকায় যাচাই করা হয়েছে যে এই ডিজাইন শক্তি অপচয়ের ক্ষমতা 300% বৃদ্ধি করে এবং স্থিতিশীল হিস্টেরেসিস লুপ বজায় রাখে।

ইস্পাত ফ্রেমে হাইব্রিড ড্যাম্পিং সিস্টেম: ভিস্কাস, ঘর্ষণ এবং টিউনড মাস ড্যাম্পারের সংমিশ্রণ

টোকিওর 55 তলা তোরানামন-আজাবুদাই টাওয়ারে 1,200 টন ওজনের টিউনড মাস ড্যাম্পার ভিস্কাস ওয়াল ড্যাম্পারের সাথে সমন্বয় করে কাজ করে। 2023 সালের তুফান নানমাডলের সময় এই হাইব্রিড পদ্ধতি বাতাস এবং ভূমিকম্পজনিত কম্পনে 60% রেকর্ড হ্রাস অর্জন করেছে।

প্রবণতা বিশ্লেষণ: উচ্চতর ইস্পাত ভবনগুলিতে ড্যাম্পিং সিস্টেমের বৈশ্বিক গ্রহণ

ভূমিকম্পপ্রবণ অঞ্চলে 2020 সাল থেকে নির্মিত ইস্পাত ফ্রেমযুক্ত আকাশচুম্বী ভবনগুলির 78%-এর বেশি কোনও না কোনও ধরনের ড্যাম্পিং প্রযুক্তি অন্তর্ভুক্ত করে, যা 2010 সালে 42% ছিল। ভূমিকম্পপ্রবণ অঞ্চলে কঠোর ভবন নিয়মাবলীর কারণে 2028 সালের মধ্যে বৈশ্বিক সিস্মিক ড্যাম্পার বাজার $4.2B এ পৌঁছানোর অনুমান রয়েছে।

ইস্পাত কাঠামোর উদ্ভাবনে পরবর্তী প্রজন্মের উপকরণ এবং স্মার্ট সিস্টেম

ভূমিকম্পের নকশায় আকৃতি স্মৃতি সংকর (NiTi SMA): স্ব-মেরামতের ক্ষমতা সক্ষম করা

নিকেল-টাইটানিয়াম আকৃতি স্মৃতি খাদগুলি, যা নিকেল-টাইটানিয়াম এসএমএ নামে পরিচিত, ভূমিকম্পপ্রবণ ইস্পাত গঠন তৈরির ক্ষেত্রে আমাদের পদ্ধতিকে পরিবর্তন করছে কারণ এগুলি বিকৃত হওয়ার পরে তাদের মূল আকৃতিতে ফিরে আসতে পারে। যখন ভূমিকম্পের সময় ভবনগুলি কাঁপে, এই বিশেষ উপাদানগুলি সেই শক্তির কিছু অংশ শোষণ করে এবং সবকিছু স্থির হয়ে গেলে আবার তাদের জায়গায় ফিরে আসে, যার ফলে মোটের উপর কম ক্ষতি হয়। গবেষণা থেকে দেখা যায় যে যখন প্রকৌশলীরা বীম কলাম জয়েন্টগুলিতে এসএমএ প্রযুক্তি যুক্ত করেন, তখন ঐ সংযোগগুলি সাধারণ ইস্পাত জয়েন্টের তুলনায় প্রায় 12 শতাংশ বেশি পার্শ্বীয় বল সহ্য করতে পারে। তবে এদের সত্যিকারের আকর্ষণীয় দিক হল তাপমাত্রার পরিবর্তনে প্রতিক্রিয়া জানানোর ক্ষমতা, যা ভবনের কিছু অংশকে স্বয়ংক্রিয়ভাবে সামান্য ক্ষতির পরে নিজেকে মেরামত করার অনুমতি দেয়। এটি সক্রিয় ভাঙন রেখার কাছাকাছি অবস্থিত গঠনের একটি বড় দুর্বলতা মোকাবেলা করে।

ইস্পাত গঠনে স্ব-কেন্দ্রিক ব্যবস্থা: ভূমিকম্পের পরে অবশিষ্ট বিচ্যুতি কমানো

ভূমিকম্পের ঝাঁকুনির পরে ভবনগুলিকে তাদের মূল অবস্থানে ফিরে আসতে সাহায্য করার জন্য সাধারণত পোস্ট-টেনশনড কেবল বা ঘর্ষণ-নিবারিত বীম ব্যবহার করে ইস্পাতের কাঠামো তৈরি করা হয়। এই প্রযুক্তি অবশিষ্ট সরাসরি সরণ উল্লেখযোগ্যভাবে কমিয়ে দেয়, কিছু ক্ষেত্রে প্রায় 80% পর্যন্ত, যার ফলে ভবনগুলি পুরানো নির্মাণ পদ্ধতির মতো হেলে যায় না। গত বছর টোকিওতে একটি 40 তলা ভবনে প্রকৌশলীদের এই পদ্ধতির পরীক্ষার সদ্য উদাহরণ নিন। ভূমিকম্প আঘাত করার পরে, কাঠামোটি একেবারেই কম নড়েছিল এবং ঘটনার আগের তার ক্ষমতার প্রায় 92% এখনও ব্যবহারযোগ্য ছিল। এই ধরনের কর্মক্ষমতা তখন যুক্তিযুক্ত হয়ে ওঠে যখন বর্তমান ভবন মানগুলি শুধুমাত্র কাঠামোগুলি দাঁড় করানোর উপর নজর দেয় না বরং মানুষকে দুর্যোগ আঘাত করার পরে দ্রুত ভিতরে ফিরে আসতে দেয়, শুধুমাত্র সম্পূর্ণ ধস এড়ানোর চেষ্টা করে না।

ক্ষয় নিয়ন্ত্রণ এবং দ্রুত পুনরুদ্ধারের জন্য প্রতিস্থাপনযোগ্য কাঠামোগত উপাদান

ভূমিকম্পের সময় শক্তি শোষণকারী প্রতিস্থাপনযোগ্য অংশগুলি, যেমন বিশেষ বাঁকা নিয়ন্ত্রিত স্ট্রাট বা উৎসর্গীকৃত বীম এন্ডগুলি ব্যবহার করে ভূমিকম্পের পরে নির্দিষ্ট অঞ্চলে মেরামতির কাজ কেন্দ্রীভূত করা সম্ভব। আপনার বাড়ির ফিউজ বক্সের কথা ভাবুন—এই অংশগুলি ক্ষতির সম্পূর্ণ চাপ নেয় যাতে তাদের প্রায় তিন দিনের মধ্যে প্রতিস্থাপন করা যায়, আর ঐতিহ্যবাহী মেরামতির জন্য সপ্তাহ বা মাস ধরে অপেক্ষা করা লাগে না। আধুনিক বেশিরভাগ ভবনের পার্শ্বীয় সমর্থন ব্যবস্থার প্রায় চতুর্থাংশ থেকে এক-তৃতীয়াংশ এমন প্রতিস্থাপনযোগ্য উপাদান দিয়ে তৈরি হয় এবং তবুও ভবনটির গাঠনিক অখণ্ডতা বজায় থাকে। দুর্যোগ আঘাত করলে এই পদ্ধতি সময় ও অর্থ উভয়ই সাশ্রয় করে, কারণ ইঞ্জিনিয়ারদের ক্ষতিগ্রস্ত অংশগুলি মেরামতির জন্য সম্পূর্ণ অংশ ভেঙে ফেলতে হয় না।

বিতর্ক বিশ্লেষণ: স্মার্ট উপকরণের উচ্চ খরচ বনাম জীবনকালের সুবিধা

সেল্ফ হিলিং স্টিল সিস্টেমগুলির দাম প্রথম দৃষ্টিতে ঐতিহ্যবাহী বিকল্পগুলির তুলনায় প্রায় 18 থেকে 22 শতাংশ বেশি। কিন্তু সময়ের সাথে সাথে কী ঘটে তা দেখলে, গবেষণায় দেখা গেছে পঞ্চাশ বছর ধরে রক্ষণাবেক্ষণের খরচ প্রায় 40% কমে যায়। কিছু মানুষ উল্লেখ করেন যে এই অতিরিক্ত খরচ প্রাথমিকভাবে অর্থ সবচেয়ে বেশি গুরুত্বপূর্ণ এমন দরিদ্র এলাকাগুলিতে জিনিসগুলিকে ধীর গতিতে নিয়ে যাচ্ছে। অন্যদিকে, এই স্মার্ট উপকরণগুলি দিয়ে সজ্জিত ভবনগুলির জন্য ঝুঁকি কমানোর ক্ষেত্রে আরও ভালো হওয়ায় বীমা কোম্পানিগুলি প্রায় 15 থেকে 20 শতাংশ ছাড় দেওয়া শুরু করেছে। ভূমিকম্পপ্রবণ এলাকাগুলিতে প্রাথমিকভাবে বেশি দাম দেওয়া লাগলেও এমন প্রযুক্তি ব্যবহারের জন্য ভবন নিয়মাবলী আধুনিকীকরণ করার বিষয়ে সম্প্রতি বেশ আলোচনা হয়েছে। এই গুরুত্বপূর্ণ স্থানগুলিতে নিরাপত্তা সুবিধাগুলি আর্থিক বিবেচনাকে কি ছাড়িয়ে যায়, তা নিয়ে প্রশ্ন এখনও অবশিষ্ট আছে।

আঞ্চলিক ভাঙন ঝুঁকি মূল্যায়ন এবং ইস্পাত কাঠামোর ব্যবহারিক প্রয়োগ

ভাঙন অঞ্চল এবং ভূমিকম্পের ঝুঁকি মূল্যায়ন যা ইস্পাত কাঠামোর ব্যবহারকে নির্দেশ করে

আজকের ভাবনার ঝুঁকি মূল্যায়নগুলি ভূমির চলাচলের পূর্বাভাস এবং অতীতের ভূমিকম্পের রেকর্ডের উপর ভিত্তি করে এলাকাগুলিকে বিভিন্ন ঝুঁকির শ্রেণিতে ভাগ করে। ক্যালিফোর্নিয়ার বিখ্যাত সান আন্দ্রিয়াস ফল্ট বা ইন্দোনেশিয়ার চারপাশে সক্রিয় আগ্নেয়গিরি অঞ্চল, যা 'রিং অফ ফায়ার' নামে পরিচিত—এর মতো গুরুতর ঝুঁকিপূর্ণ এলাকা বিবেচনা করার সময়, অধিকাংশ প্রকৌশলী ভালোভাবে বাঁক হওয়া এবং আঘাত শোষণের ক্ষেত্রে কার্যকর হওয়ার কারণে ইস্পাত নির্মাণকে অগ্রাধিকার দেয়। 2024 সালের সদ্য প্রকাশিত গবেষণায় আরও কিছু আকর্ষণীয় তথ্য উঠে এসেছে: যেসব ইস্পাত-কাঠামোবিশিষ্ট ভবনগুলি ভূমিকম্প সবচেয়ে বেশি ঘটে এমন এলাকা যা 'জোন 4' নামে পরিচিত, সেখানে কল্পিত 7 মাত্রার ভূমিকম্পের বিরুদ্ধে পরীক্ষা করার সময় একই আকারের কংক্রিট কাঠামোর তুলনায় প্রায় চল্লিশ শতাংশ কম ক্ষতি হয়েছে। এই সমস্ত ফলাফল আসলে ভবন প্রকল্পগুলিতে ব্যবহৃত উপকরণগুলির উপর গভীর প্রভাব ফেলে। দশকের শুরু থেকে টোকিও এবং এলএ-র মতো বড় শহরগুলিতে প্রতি বছর ইস্পাত ব্যবহার প্রায় 18 শতাংশ বৃদ্ধি পাচ্ছে, আমরা আসলে এটি দেখেছি।

ভবন এবং কাঠামোগত ব্যর্থতার উপর ভূমিকম্পের প্রভাব: জাপান ও তুরস্কের শিক্ষা

2023 সালের তুরস্ক-সিরিয়ার ভূমিকম্প (7.8M) কংক্রিট-প্রধান নির্মাণের গুরুতর ত্রুটিগুলি তুলে ধরেছে, যেখানে ভগ্ন ভবনগুলির 92% অ-নমনীয় কংক্রিট ফ্রেম ব্যবহার করা হয়েছিল। অন্যদিকে, জাপানের 2011 সালের তোহোকু ভূমিকম্প (9.1M) ইস্পাতের স্থিতিস্থাপকতা প্রদর্শন করেছিল—সেন্ডাইয়ের ইস্পাত-ফ্রেমযুক্ত উচ্চ আবাসনগুলির মাত্র 0.3% ধ্বংস করার প্রয়োজন হয়েছিল। প্রধান শিক্ষাগুলি:

• তুরস্কে ব্রেসড কংক্রিট সিস্টেমের তুলনায় স্টিল মোমেন্ট ফ্রেম অবশিষ্ট ড্রিফট কমিয়েছে 58%
• ইস্পাত সংযোগে অতিরিক্ততা নিশ্চিত করার জন্য জাপানি ভূমিকম্প কোডগুলি ক্রমাগত ধ্বংস রোধ করেছিল
  এই কেস স্টাডি ভূমিকম্প-প্রতিরোধী ইস্পাত প্রকৌশল নীতির জীবন রক্ষাকারী সম্ভাবনাকে তুলে ধরে

উন্নয়নশীল অঞ্চলে ভূমিকম্প-সহনশীল কাঠামোর জন্য নকশা পদ্ধতি

আর্থিক সীমাবদ্ধতা এবং ভূমিকম্প নিরাপত্তার প্রয়োজনীয়তার মধ্যে ভারসাম্য রাখতে হওয়ায় আবির্ভূত অর্থনীতিগুলির মুখোমুখি হয় অনন্য চ্যালেঞ্জ। একটি খরচ-কার্যকর পদ্ধতি হল এর সমন্বয়:

1. মডিউলার ইস্পাত ফ্রেমগুলি স্ট্যান্ডার্ডাইজড সংযোগের সাথে (প্রচলিত পদ্ধতির তুলনায় 25% দ্রুত অ্যাসেম্বলি)
2. অঞ্চলভিত্তিক ইস্পাত খাদ ব্যবহার করে স্থানীয় শক্তিকরণ
3. ঘন ঘন, কম তীব্রতার ভূমিকম্পের জন্য অনুকূলিত হাইব্রিড বেস আইসোলেশন সিস্টেম

2023 সালের একটি পর্যালোচনা অনুযায়ী, চিলি ও নেপালের মতো উন্নয়নশীল দেশগুলিতে এখন প্রচলিত সিস্টেমের তুলনায় 60% কম খরচে সরলীকৃত ইস্পাত বাকলিং-রিস্ট্রেইন্ড ব্রেস প্রয়োগ করা হয়। এই পদ্ধতি কাঠমাণ্ডুর মতো শহরগুলিকে প্রতি বছর 150 টির বেশি গুরুত্বপূর্ণ ভবনের সংস্কার করতে সক্ষম করে এবং মূল নির্মাণ বাজেটের 85% অক্ষুণ্ণ রাখে।

প্রায়শই জিজ্ঞাসিত প্রশ্নাবলী

ভূমিকম্প-প্রতিরোধী নির্মাণে ইস্পাত কেন পছন্দ করা হয়?

ইস্পাত নমনীয়তা এবং ভূমিকম্পের সময় শক্তি শোষণ ও ছড়িয়ে দেওয়ার ক্ষমতার জন্য পছন্দ করা হয়, যা ভবন ধসে পড়া রোধ করে এবং ক্ষয়ক্ষতি কমিয়ে রাখে।

উচ্চ ভূমিকম্প অঞ্চলে কংক্রিটের তুলনায় ইস্পাতের সুবিধাগুলি কী কী?

ইস্পাত কাঠামোগুলি কংক্রিটের তুলনায় 60% হালকা, মেরামতের জন্য সহজ এবং শক্তি ভালভাবে ছড়িয়ে দেয়, যেখানে কংক্রিট প্রায়শই অমিল ক্ষতির শিকার হয়।

উন্নত সংযোগগুলি ইস্পাতের ভাঙন প্রতিরোধকারী ক্ষমতায় কীভাবে অবদান রাখে?

বোল্টযুক্ত এবং ওয়েল্ডেড ইন্টারফেসের মতো উন্নত সংযোগগুলি চাপের অধীনে অখণ্ডতা নিশ্চিত করে, ভূমিকম্পের সময় এবং পরে দৃঢ়তা বৃদ্ধি করে।

ভাঙন-প্রতিরোধী ইস্পাত গঠনে স্মার্ট উপকরণগুলির ভূমিকা কী?

আকৃতি স্মৃতি সংকর ধাতুর মতো স্মার্ট উপকরণগুলি নিজে থেকে মেরামতের ক্ষমতা প্রদান করে, দীর্ঘমেয়াদী রক্ষণাবেক্ষণ হ্রাস করে এবং গাঠনিক অখণ্ডতা বৃদ্ধি করে।