مقایسه

در چند هفته گذشته مشغول مطالعه در خصوص تفاوتهای استاندارد زلزله آمریکا با ژاپن بودم . مقالاتی در این خصوص مرور شد ؛ مقالاتی که عمدتاً توسط اساتید دانشگاه های ژاپن و آمریکا  به صورت مشارکتی نوشته شده بود. ژاپن و آمریکا هر دو کشورهایی هستند که طی چند دهه گذشته (از ۱۹۲۰ حدوداً ) تحقیقات جدی در زمینه مهندسی زلزله و اصول طراحی ساختمانها به عمل آورده اند اما نکته جالب و شاید عجیب این است که پس از گذشت حدود هشت دهه ناگهان دو زلزله در دوسال پیاپی در هر دو کشور رخ می دهد : ۱۹۹۴ در کالیفرنیا آمریکا و ۱۹۹۵ در کوبه ژاپن . هر دو زلزله باعث می شود تا تردید های اساسی در خصوص بسیاری از مفروضات پایه ای مهندسی سازه ایجاد شود . هر دو زلزله باعث می شود تا محققین هر دو کشور بازنگری جدی در نحوه نگاه خود به موضوع "رفتار سازه ( Structural Behavior‌) " داشته باشند . لذا می توان گفت که از ۱۹۹۵ رنگ و روی تحقیقات در زمینه مهندسی سازه و زلزله ، شکل دیگری به خود می گیرد . در مجموع حاصل تمام تلاشهای محققین و پژوهشگران در «استاندارد زلزله» متجلی می شود . در واقع می توان گفت که استاندارد زلزله یک کشور ( در کشورهای لرزه خیز) آیینه تمام نما و محصول کارهایی است که پژوهشگران آن کشور انجام داده اند . 

با این اوصاف، فرصت مطالعه مقالات مرتبط با تفاوت های استاندارد لرزه ای در این دو کشور لرزه خیز و پیشرفته ، فرصتی ارزشمند بود .آنچه که کاملا واضح است اینکه ژاپنی ها در استاندارد زلزله خود در بسیاری موارد فرمول ها و ضوابط سخت گیرانه تر یا به تعبیر علمی "محافظه کارانه تر( conservative )" دارند.^(۱) اما این موضوع قابل پیش بینی بود . نکته ای که در این مدت اخیر با آن آشنا شدم نوع نگاه ژاپنی به موضوع زلزله است . فرمولها و طبقه بندی های ژاپنی ها دقیق تر و عمیق تر از فرمول ها و طبقه بندی های استاندارد زلزله آمریکا ست( مثلا در بحث هایی همچون محاسبه "بار جانبی وارد به طبقات" یا "طبقه بندی خاک ها" ).^(۲) اما این هم موضوعی است که تقریبا قابل پیش بینی است . نکته عجیب و جالب توجه مواردی است که در آنها نوع نگاه استاندارد ژاپن به طور کلی با استاندارد آمریکا متفاوت است . به عینه می بینی که این اعتماد به نفس در محققین کشور کوچکی مثل ژاپن باعث شده تا در مواردی، نگاه کاملاً متفاوتی با محصول تحقیقات دانشگاههای متعدد و صاحب نام آمریکا داشته باشند و آن باور را با اعتماد به نفس در استاندارد لرزه ای خود گنجانده و بر اساس آن کار ساخت و ساز را در این زمین لرزان انجام دهند .( مواردی همچون فرمول محاسبه "جابجایی طبقه (Drift )" یا محاسبه مساحت مقطع مهاربندهای با ضریب لاغری کم ). در خصوص این بحث بارزترین و روشن ترین مثالی که می توان زد بحث تفاوت دیتایل تیر و ستون در قابهای ساختمانهای فولادی ژاپنی نسبت به سایر نقاط دنیاست. تقریباً در تمام دنیا در اجرای ساختمان فولادی، ستونها پیوسته و تیرریزی، بین آنها به صورت منقطع است (یعنی ستون پیوسته و تیرها منفصل اند) در حالی که استاندارد ژاپنی تیرها را پیوسته کرده و ستونها را قطعه قطعه می پذیرد ! این میزان تفاوت شاید در ابتدا باورکردنی به نظر نرسد.   

این موضوع «اعتماد به نفس» در تحقیقات، مدّتی است که فکرم را به شدت به خود مشغول داشته . این باور به خود واعتماد به نفس، این بیت اقبال لاهوری را به ذهن متبادر می کند  

نظر به خویش چنان بسته ام که جلوه دوست / جهان گرفت و مرا فرصت تماشا نیست 

نکته دیگری که باید در این بحث به آن اشاره شود نوع بیان علمی مقالات ژاپنی در مقایسه با مقالات آمریکایی است؛ نمودارها در مقالات ژاپنی ها بسیار پیچیده تر و متعدد تر از مقالات آمریکایی است . این البته به نظر من نقطه ضعفی در روش تحقیق ژاپنی است که بعضاً (البته بعضاً! ) خود نیز به آن اذعان دارند . پیچیدگی نمودارها گاهی در حدی است که فهم مطلب را دشوار کرده و درک خودِ نمودار نیازمند زمان مبسوطی است . همین موضوع در بحث فرمول ها نیز هست . فرمول های آمریکایی عمدتاً کوتاه و تعداد پارامترها و توان ها به نحوی است که درک فرمول خیلی سخت نیست . اما فرمول های ژاپنی بعضاً بسیار طولانی و دشوارنما می شود . لذا به بیانی خلاصه و خودمانی در مقالات آمریکایی متن بیشتر و نمودار کمتر است ! در حالی که خلاف این موضوع در مقالات ژاپنی است . در واقع در این عرصه با نوعی پیچیدگی ذهن مواجهیم که من این را نوعی نقطه ضعف در مقوله پژوهش می دانم.

در هر حال هنوز باید در این خصوص خواند و آموخت . در این خصوص در آینده بیشتر صحبت خواهیم کرد (هرچند که ممکن است در قابِ وبلاگ مجال چندانی جهت پرداختن به جزئیات نباشد) اما دوستان علاقمند به این بحث می توانند نمونه این مقالات را که محصول مشارکت دانشگاهای کیوتو ، واشنگتن و اوساکا است را مطالعه و بررسی نمایند. این مقالات نوعی هم اندیشی جهت تجزیه و تحلیل "نحوه برخورد" با طراحی لرزه ای در دو کشور توسط اساتید صاحب نامی از هر دو کشور است.

۱- با یک تخمین کلی می توان گفت که عمدۀ ایالت های زلزله خیز آمریکا در ساحل غربی (مثل منطقه کالیفرنیا ) قرار داشته و ساحل شرقی (نیویورک ) و مناطق مرکزی کمتر با موضوع ضوابط لرزه ای مواجه اند. لذا استاندارد آمریکا برای این مناطق مشابه کالیفرنیا ضرایب جداگانه ای در نظر گرفته که "بعضا" برخی از این ضرایب منجر به حصول ضوابط سخت گیرانه تری نسبت به ژاپن می شود . با توجه به اینکه  در موارد محدودی چنین موضوعی صادق است می توان گفت که در عمده موارد استاندارد ژاپن سخت گیرانه تر است .این موضوع با توجه به زلزله های متعدد در این کشور تا حدودی امری طبیعی به نظر می رسد ، لیکن موضوعی که در مقالاتی مانند مقاله مورد اشاره در بالا قابل توجه است همان موضوع "تفاوت در طبقه بندی ها و فرمولهای استاندارد ژاپن" نسبت به آمریکاست .

۲- در خصوص "طبقه بندی خاک ها" استاندارد آمریکا ۵ نوع خاک را معیار بررسی قرار داده ، در حالی که استاندارد زلزله ژاپن ۳ نوع خاک را معرفی می نماید.

مشابه این امر در بحث سازه های فولادی با سیستم "قاب خمشی" است . در استاندارد آمریکا ۳ نوع قاب خمشی جهت مهندسین طراح معرفی شده در حالی که استاندارد ژاپن در رده بندی قابهای خمشی ،  ۴ نوع قاب را معرفی و بررسی می نماید.