od Emily Newton

když odborníci navrhují a staví budovy, hodnotí, jak snížit rizika. Jedním ze způsobů, jak toho dosáhnout, je dodržování příslušných kódů. Kromě mezinárodních stavebních předpisů, které upravují návrh, výstavbu, změnu a údržbu nových komerčních a obytných budov, existují seismické kódy. Jedná se o ustanovení, která zajišťují, že struktury vydrží síly zemětřesení.

budovy vyrobené tak, aby odolaly zemětřesení, nemusí vypadat zvenčí pozoruhodně. Četné aspekty je však činí odolnějšími během těchto katastrof. Zde je pět z nich:

1. Vhodný základ

vytvoření flexibilního základu pro budovu by jí mohlo pomoci zůstat stát během zemětřesení. Jednou z možností je postavit konstrukci na podložkách, které oddělují budovu od země. Pak se podložky pohybují, ale budova zůstává v klidu.

další podobnou možností, popsanou ve výzkumném dokumentu z roku 2019, je umístit pevnou základovou desku vyrobenou ze železobetonu a křižujících se pásů na mezilehlý polštář písku.

tento přístup také zahrnoval příkop kolem základů pro další ochranu. Vzhledem k tomu, že tato konstrukce základů udržovala základnu budovy mimo půdu, byla odolnější vůči seismickým silám.

2. Seismické tlumiče

budovy odolné proti zemětřesení také potřebují funkce, které pomáhají absorbovat otřesy. Lidé je častěji označují jako seismické tlumiče. Inženýři spolupracovali s NASA na vývoji tlumicích systémů pro výkyvná ramena na svých raketách v roce 1960. nejprve si vybrala systém izolace nárazů poháněný plynem, poté nakonec postupovala k systému založenému na fluidice, který se dodnes používá při spouštění vesmírných stanic a pro budovy odolné proti zemětřesení.

seismické tlumiče absorbují destruktivní energii a chrání budovu před jejím udržováním. Obecně platí, že čím větší je průměr klapky, tím větší sílu zvládne. Jeden výrobce těchto tlumičů prodává výrobky, které vydrží od 25 do 1100 tun, a prodává také přizpůsobené možnosti.

jiný přístup zahrnuje nanesení tenké vrstvy grafenu na podložku z přírodního kaučuku. Vědci se domnívají, že to bude nízkonákladová volba tlumiče pro komerční a obytné budovy.

3. Drenážní mechanismus

sdružená voda může způsobit strukturální komplikace. Proto mají parkovací garáže často nosné konstrukce s dvojitým odpalištěm s kroucením, které snižuje jeden roh — funkce zvaná deformace. Inženýři dosahují pozitivního odvodnění s minimálním sklonem 1,5 procenta přes úhlopříčku směrem k podlahovým odtokům. Drenáž je také zásadní, aby pomohla strukturám tolerovat zemětřesení.

když se katastrofy vyskytnou na místech s volnými písčitými půdami, může otřesy vést k jevu zvanému zkapalnění. To dělá budovy potopit nebo přesunout na jednu stranu, a kanalizační potrubí může stoupat na povrch. Když půda po zemětřesení znovu ztuhne, budovy zůstávají ve svých potopených, nakloněných polohách.

odtoky zemětřesení však pomáhají uniknout shromážděné vodě a zabraňují zkapalnění. Jsou to prefabrikované kusy zabalené do filtrační tkaniny. Každý odtok měří mezi 3 a 8 palce v průměru. Úspěšná instalace vyžaduje umístění ve stylu mřížky. V závislosti na velikosti oblasti náchylné ke zkapalnění může budova potřebovat stovky nebo tisíce odtoků.

4. Konstrukční výztuž

inženýři a projektanti mají různé metody pro posílení struktury budovy proti potenciálním zemětřesením. Mnoho z nich přesměruje seismické síly. Například střižné stěny a vyztužené rámy přenášejí boční síly z podlah a střechy na základ.

pak jsou membrány tuhé vodorovné roviny, které pohybují bočními silami do vertikálně odolných částí budovy, jako jsou stěny nebo kostra budovy. K dispozici jsou také rámy odolné proti pohybu. Díky těmto možnostem jsou spoje rámu budovy tuhé a ostatní části se mohou pohybovat.

kratší budovy mají menší flexibilitu než ty vyšší. Inženýři si tedy obvykle uvědomují, že musí poskytnout více strukturální výztuže pro struktury, které jsou jen několik příběhů vysoké oproti mrakodrapům.

5. Materiál s odpovídající tažností

tažnost popisuje, jak dobře může materiál tolerovat plastickou deformaci dříve, než selže. Materiály s vysokou tažností tak mohou absorbovat velké množství energie bez rozbití. Konstrukční ocel je jedním z nejvíce tvárných materiálů, zatímco cihla a beton jsou materiály s nízkou tvárností.

vědci také vyvinuli kreativní řešení, která ukazují, jak konstrukční ocel není jediným materiálem odolným proti zemětřesení, který stojí za zvážení. Vědci například navrhli beton vyztužený vlákny s vlastnostmi podobnými oceli. Nazvali materiál ekologický tvárný cementový kompozit. Experimenty ukázaly, že použití vrstvy o tloušťce 10 milimetrů na vnitřní stěny je chránilo před poškozením během simulovaného zemětřesení o síle 9,0.

probíhají také projekty na výstavbu rezidencí odolných proti zemětřesení v zemích, které postrádají zdroje pro bezpečně postavené domy vyrobené z materiálů, které mohou lidé potřebovat k dovozu nebo postrádají dovednosti, aby je mohli správně používat-jako je beton a cihly. Stavební společnost ukázala, jak lidé v Indonésii mohli postavit domy odolné proti zemětřesení téměř výhradně z bambusu. Střechy mají vlnité plechy vyrobené z recyklovaného Tetra Pak, lehkého materiálu, který odráží teplo.

promyšlená rozhodnutí mohou zachránit životy

desítky tisíc zemětřesení se dějí globálně každý rok. Ačkoli některé způsobují menší nebo žádné škody, jiné vedou ke zříceným budovám, ztrátám na životech a obrovským narušením místních ekonomik.

výše uvedený seznam není všeobjímající, ale obsahuje pět věcí, které by se měly objevit v každém rozhovoru o pomoci budově odolat zemětřesení. Když architekti, stavební dělníci a další odborníci od začátku chrání strukturu před seismickou aktivitou, přispějí k bezpečnějším, udržitelnějším a produktivnějším komunitám.

Emily Newtonová je šéfredaktorkou časopisu Revolutionized. Má více než tříleté zkušenosti s psaním článků v průmyslovém sektoru.