Emily Newton

kiedy profesjonaliści projektują i budują budynki, oceniają, jak zmniejszyć ryzyko. Przestrzeganie odpowiednich kodów jest jednym ze sposobów, aby to zrobić. Oprócz Międzynarodowych przepisów budowlanych, które regulują projektowanie, budowę, przebudowę i konserwację nowych budynków komercyjnych i mieszkalnych, istnieją kody sejsmiczne. Są to przepisy, które zapewniają, że konstrukcje mogą wytrzymać siły trzęsienia ziemi.

budynki odporne na trzęsienia ziemi mogą nie wyglądać nadzwyczajnie z zewnątrz. Jednak liczne aspekty czynią je bardziej odpornymi w czasie tych katastrof. Oto pięć z nich:

1. Odpowiednia podstawa

stworzenie elastycznego fundamentu dla budynku może pomóc mu pozostać w pozycji stojącej podczas trzęsienia ziemi. Jedną z opcji jest zbudowanie konstrukcji na poduszkach, które oddzielają budynek od ziemi. Następnie podkładki poruszają się, ale budynek pozostaje nieruchomy.

inną podobną możliwością, opisaną w pracy badawczej z 2019 roku, jest umieszczenie solidnej płyty fundamentowej z żelbetu i poprzecznych listew na pośredniej poduszce z piasku.

to podejście obejmowało również rów wokół fundamentu w celu dalszej ochrony. Ponieważ ten projekt fundamentu trzymał podstawę budynku z dala od gleby, był bardziej odporny na siły sejsmiczne.

2. Amortyzatory sejsmiczne

budynki Odporne na trzęsienia ziemi również potrzebują funkcji, które pomagają absorbować wstrząsy. Ludzie częściej nazywają je amortyzatorami sejsmicznymi. Inżynierowie współpracowali z NASA w celu opracowania systemów amortyzatorów dla wahaczy rakiet w latach 60. XX wieku. najpierw wybrali system izolacji wstrząsów napędzany gazem, a następnie ostatecznie przekształcili się w system oparty na fluidyce, który jest nadal używany podczas startów stacji kosmicznych i do zabezpieczania budynków przed trzęsieniami ziemi.

amortyzatory sejsmiczne pochłaniają energię niszczącą, chroniąc budynek przed jej podtrzymaniem. Ogólnie rzecz biorąc, im większa średnica amortyzatora, tym większa siła, z którą może sobie poradzić. Jeden producent tych amortyzatorów sprzedaje produkty wytrzymujące od 25 do 1100 ton i sprzedaje również niestandardowe opcje.

inne podejście polega na umieszczeniu cienkiej warstwy grafenu na naturalnej gumowej podkładce. Naukowcy uważają, że będzie to niedroga opcja amortyzatora dla budynków komercyjnych i mieszkalnych.

3. Mechanizm odwadniający

połączona woda może powodować komplikacje strukturalne. Dlatego garaże często mają konstrukcje nośne z podwójnym trójnikiem, które obniżają jeden róg — funkcję zwaną wypaczaniem. Inżynierowie osiągają pozytywny drenaż przy minimalnych 1,5 procentach nachylenia po przekątnej w kierunku odpływów podłogowych. Odwadnianie jest również kluczowe, aby pomóc strukturom tolerować trzęsienia ziemi.

gdy klęski występują w miejscach o luźnych, piaszczystych glebach, wstrząsy mogą spowodować zjawisko zwane upłynnianiem. Sprawia, że budynki toną lub przesuwają się na jedną stronę, a rury kanalizacyjne mogą unosić się na powierzchnię. Kiedy gleba ponownie się zestali po trzęsieniu ziemi, budynki pozostają w swoich zatopionych, pochylonych pozycjach.

jednak odpływy trzęsień ziemi pomagają zebrać wodę, zapobiegając skraplaniu. Są to prefabrykowane elementy owinięte w tkaninę filtrującą. Każdy odpływ mierzy od 3 do 8 cali średnicy. Pomyślna instalacja wymaga umieszczenia w stylu siatki. W zależności od wielkości obszaru podatnego na skraplanie, budynek może potrzebować setek lub tysięcy kanalizacji.

4. Wzmocnienie strukturalne

inżynierowie i projektanci mają różne metody wzmacniania konstrukcji budynku przed potencjalnymi trzęsieniami ziemi. Wiele z nich przekierowuje siły sejsmiczne. Na przykład ścianki ścinające i ramy usztywnione przenoszą siły boczne z podłóg i dachu na fundament.

następnie membrany są sztywnymi poziomymi płaszczyznami, które przenoszą siły boczne na pionowo odporne części budynku, takie jak ściany budynku lub ramy. Istnieją również ramy Odporne na ruch. Te możliwości sprawiają, że połączenia ramy budynku są sztywne, a pozostałe części mogą się poruszać.

krótsze budynki mają mniejszą elastyczność niż wyższe. W ten sposób inżynierowie zazwyczaj zdają sobie sprawę, że muszą zapewnić więcej wzmocnienia strukturalnego dla konstrukcji, które mają tylko kilka pięter wysokości w porównaniu z drapaczami chmur.

5. Materiał o odpowiedniej ciągliwości

ciągliwość opisuje, jak dobrze materiał może tolerować odkształcenia plastyczne, zanim zawiedzie. W ten sposób materiały o wysokiej ciągliwości mogą absorbować duże ilości energii bez pękania. Stal konstrukcyjna jest jednym z najbardziej ciągliwych materiałów, podczas gdy cegła i beton są materiałami o niskiej ciągliwości.

naukowcy opracowali również kreatywne rozwiązania, które pokazują, że stal konstrukcyjna nie jest jedynym materiałem odpornym na trzęsienia ziemi wartym rozważenia. Na przykład naukowcy zaprojektowali beton zbrojony włóknem o właściwościach podobnych do stali. Nazwali materiał przyjaznym dla środowiska plastycznym kompozytem cementowym. Eksperymenty wykazały, że nałożenie warstwy o grubości 10 milimetrów na ściany wewnętrzne chroniło je przed uszkodzeniem podczas symulowanego trzęsienia ziemi o sile 9,0.

trwają również projekty budowy odpornych na trzęsienia ziemi rezydencji w krajach, w których brakuje środków na bezpiecznie zbudowane domy wykonane z materiałów, które ludzie mogą potrzebować importować lub brak umiejętności prawidłowego korzystania-takich jak beton i cegły. Firma inżynieryjna pokazała, jak ludzie w Indonezji mogą budować domy odporne na trzęsienia ziemi prawie w całości z bambusa. Dachy są wykonane z blachy falistej z recyklingu Tetra Pak, lekkiego materiału odbijającego ciepło.

przemyślane decyzje mogą uratować życie

dziesiątki tysięcy trzęsień ziemi zdarzają się na całym świecie każdego roku. Chociaż niektóre powodują niewielkie lub żadne szkody, inne prowadzą do zawalonych budynków, utraty życia i ogromnych zakłóceń w lokalnej gospodarce.

Powyższa lista nie jest wszechogarniająca, ale zawiera pięć rzeczy, które powinny pojawić się w każdej rozmowie o pomaganiu budynkowi oprzeć się trzęsieniom ziemi. Kiedy architekci, pracownicy budowlani i inni specjaliści od samego początku chronią strukturę przed aktywnością sejsmiczną, przyczyniają się do tworzenia bezpieczniejszych, bardziej zrównoważonych i bardziej produktywnych społeczności.

Emily Newton jest redaktorem naczelnym magazynu Revolutionized. Posiada ponad trzyletnie doświadczenie w pisaniu artykułów w branży przemysłowej.