af Emily Nyton

når fagfolk designer og konstruerer bygninger, vurderer de, hvordan man reducerer risici. At følge de gældende koder er en måde at gøre det på. Udover de internationale byggekoder, der regulerer design, konstruktion, ændring og vedligeholdelse af nye kommercielle og beboelsesbygninger, er der seismiske koder. Dette er bestemmelser, der sikrer, at strukturer kan modstå jordskælvskræfter.

bygninger, der er lavet til at modstå jordskælv, ser måske ikke bemærkelsesværdige udefra. Imidlertid gør mange aspekter dem mere modstandsdygtige under disse katastrofer. Her er fem af dem:

1. Et passende fundament

oprettelse af et fleksibelt fundament for en bygning kan hjælpe den med at blive stående under et jordskælv. En mulighed er at bygge strukturen oven på puder, der adskiller bygningen fra jorden. Derefter bevæger puderne sig, men bygningen forbliver stille.

en anden lignende mulighed, beskrevet i et forskningspapir fra 2019, er at placere en solid fundamentplade lavet af armeret beton og krydsstrimler oven på en mellemliggende pude af sand.

denne tilgang omfattede også en grøft omkring fundamentet for yderligere beskyttelse. Da dette fundamentdesign holdt bygningens base væk fra jorden, var den mere modstandsdygtig over for seismiske kræfter.

2. Seismiske spjæld

Jordskælvsbestandige bygninger har også brug for funktioner, der hjælper med at absorbere stød. Folk mere almindeligt henvise til dem som seismiske spjæld. Ingeniører arbejdede sammen med NASA for at udvikle spjældsystemer til svingarme på sine raketter i 1960 ‘ erne. det valgte først et gasdrevet stødisoleringssystem, og gik derefter til sidst videre til et fluidikbaseret system, der stadig bruges i dag under rumstationens lanceringer og til jordskælvssikring af bygninger.

seismiske spjæld absorberer destruktiv energi og beskytter bygningen mod at opretholde den. Generelt, jo større spjældets diameter er, desto mere kraft kan den håndtere. En producent af disse spjæld sælger produkter til at modstå fra 25 til 1.100 tons og sælger også tilpassede muligheder.

en anden tilgang indebærer at lægge et tyndt lag grafen oven på en naturgummipude. Forskere mener, at dette vil være en billig dæmper mulighed for kommercielle og beboelsesejendomme.

3. En dræningsmekanisme

poolet vand kan skabe strukturelle komplikationer. Derfor har parkeringshuse ofte dobbelt-tee bærende strukturer med en drejning, der sænker det ene hjørne — en funktion kaldet vridning. Ingeniører opnår positiv dræning med 1,5 procent minimale skråninger over diagonalen mod gulvafløb. Dræning er også afgørende for at hjælpe strukturer med at tolerere jordskælv.

når katastroferne opstår på steder med løs, sandjord, kan rysten resultere i et fænomen kaldet kondensation. Det gør bygninger synke eller flytte til den ene side, og kloakrør kan stige til overfladen. Når jorden størkner igen efter et jordskælv, forbliver bygningerne i deres sunkne, vippede positioner.

jordskælvsafløb hjælper dog med at opsamle vandudslip og forhindrer kondensering. De er præfabrikerede stykker indpakket i et filtreringsstof. Hvert afløb måler mellem 3 og 8 inches i diameter. En vellykket installation kræver en placering i gitterstil. Afhængig af størrelsen på det område, der er tilbøjeligt til kondensering, kan en bygning have brug for hundreder eller tusinder af afløb.

4. Strukturel forstærkning

ingeniører og designere har forskellige metoder til at styrke en bygnings struktur mod potentielle jordskælv. Mange af disse omdirigerer seismiske kræfter. For eksempel overfører forskydningsvægge og afstivede rammer laterale kræfter fra gulve og tag til fundamentet.

derefter er membraner stive vandrette planer, der bevæger laterale kræfter til lodret resistente dele af bygningen, såsom en bygnings vægge eller rammer. Der er også bevægelsesbestandige rammer. Disse muligheder gør en bygningsrammes samlinger stive, mens de andre dele bevæger sig.

kortere bygninger har mindre fleksibilitet end højere bygninger. Således er ingeniører typisk klar over, at de skal give mere strukturel forstærkning til strukturer, der kun er et par historier høje versus skyskrabere.

5. Materiale med tilstrækkelig duktilitet

duktilitet beskriver, hvor godt et materiale kan tåle plastisk deformation, før det mislykkes. Således kan materialer med høj duktilitet absorbere store mængder energi uden at bryde. Strukturelt stål er et af de mest duktile materialer, mens mursten og beton er materialer med lav duktilitet.

forskere har også udviklet kreative løsninger, der viser, hvordan strukturelt stål ikke er det eneste jordskælvsbestandige materiale, der er værd at overveje. For eksempel konstruerede forskere en fiberarmeret beton med egenskaber svarende til stål. De kaldte materialet miljøvenligt duktilt cementkomposit. Eksperimenter viste, at påføring af et 10 millimeter tykt lag på indvendige vægge beskyttede dem mod skader under et simuleret jordskælv på 9,0.

projekter er også i gang med at bygge jordskælvsbestandige boliger i nationer, der mangler ressourcer til sikkert byggede huse lavet af materialer, som folk muligvis har brug for at importere eller mangler færdigheder til at bruge korrekt-såsom beton og mursten. Et civilingeniørfirma viste, hvordan folk i Indonesien kunne konstruere jordskælvsbestandige hjem næsten udelukkende af bambus. Tagene har bølgede plader lavet af genanvendt Tetra Pak, et letvægtsmateriale, der reflekterer varme.

tankevækkende beslutninger kan redde liv

titusinder af jordskælv sker globalt hvert år. Selvom nogle forårsager mindre eller ingen skade, fører andre til sammenbrudte bygninger, tab af menneskeliv og enorme forstyrrelser i lokale økonomier.

ovenstående liste er ikke altomfattende, men den indeholder fem ting, der skal komme op i hver samtale om at hjælpe en bygning med at modstå jordskælv. Når arkitekter, bygningsarbejdere og andre fagfolk beskytter en struktur mod seismisk aktivitet fra starten, vil de bidrage til sikrere, mere bæredygtige og mere produktive samfund.

Emily er chefredaktør for det revolutionerede magasin. Hun har over tre års erfaring med at skrive artikler i den industrielle sektor.