de Emily Newton

când profesioniștii proiectează și construiesc clădiri, evaluează modul de reducere a riscurilor. Urmând codurile aplicabile este o modalitate de a face acest lucru. Pe lângă codurile internaționale de construcție care reglementează proiectarea, construcția, modificarea și întreținerea noilor clădiri comerciale și rezidențiale, există coduri seismice. Acestea sunt dispoziții care asigură că structurile pot rezista forțelor cutremurului.

clădirile făcute să reziste cutremurelor s-ar putea să nu pară remarcabile din exterior. Cu toate acestea, numeroase aspecte le fac mai rezistente în timpul acestor dezastre. Iată cinci dintre ele:

1. O fundație adecvată

crearea unei fundații flexibile pentru o clădire ar putea ajuta să rămână în picioare în timpul unui cutremur. O opțiune este construirea structurii deasupra plăcuțelor care separă clădirea de sol. Apoi, tampoanele se mișcă, dar clădirea rămâne nemișcată.

o altă posibilitate similară, descrisă într-o lucrare de cercetare din 2019, este de a plasa o placă de fundație solidă din beton armat și benzi încrucișate deasupra unei perne intermediare de nisip.

această abordare a inclus, de asemenea, un șanț în jurul fundației pentru o protecție suplimentară. Deoarece acest design de fundație a ținut baza clădirii departe de sol, a fost mai rezistentă la forțele seismice.

2. Amortizoarele seismice

clădirile rezistente la cutremure au nevoie, de asemenea, de caracteristici pentru a ajuta la absorbția șocurilor. Oamenii se referă mai frecvent la ele ca amortizoare seismice. Inginerii au lucrat cu NASA pentru a dezvolta sisteme de amortizoare pentru brațele oscilante pe rachetele sale în anii 1960. a ales mai întâi un sistem de izolare a șocurilor pe bază de gaz, apoi a progresat în cele din urmă la un sistem bazat pe fluidici care este folosit și astăzi în timpul lansărilor stației spațiale și pentru clădirile rezistente la cutremure.

amortizoarele seismice absorb energia distructivă, protejând clădirea de susținerea acesteia. În general, cu cât diametrul amortizorului este mai mare, cu atât se poate manipula mai multă forță. Un producător al acestor amortizoare vinde produse pentru a rezista de la 25 la 1.100 de tone și vinde și opțiuni personalizate.

o altă abordare implică punerea unui strat subțire de grafen deasupra unui tampon de cauciuc natural. Cercetătorii consideră că aceasta va fi o opțiune de amortizare cu costuri reduse pentru clădirile comerciale și rezidențiale.

3. Un mecanism de drenaj

apa colectată poate crea complicații structurale. De aceea, garajele de parcare au adesea structuri portante cu dublu tee, cu o răsucire care coboară un colț-o caracteristică numită deformare. Inginerii realizează un drenaj pozitiv cu pante minime de 1,5% pe diagonală spre canalele de scurgere ale podelei. Drenajul este, de asemenea, crucial pentru a ajuta structurile să tolereze cutremurele.

când dezastrele au loc în locuri cu soluri nisipoase, scuturarea poate duce la un fenomen numit lichefiere. Face ca clădirile să se scufunde sau să se deplaseze într-o parte, iar conductele de canalizare se pot ridica la suprafață. Când solul se solidifică din nou după un cutremur, clădirile rămân în pozițiile lor scufundate, înclinate.

cu toate acestea, scurgerile de cutremur ajută la evacuarea apei colectate, prevenind lichefierea. Sunt piese prefabricate învelite într-o țesătură filtrantă. Fiecare scurgere măsoară între 3 și 8 inci în diametru. O instalare reușită necesită o plasare în stil grilă. În funcție de dimensiunea zonei predispuse la lichefiere, o clădire poate avea nevoie de sute sau mii de canale de scurgere.

4. Armare structurală

inginerii și proiectanții au diferite metode de consolidare a structurii unei clădiri împotriva potențialelor cutremure. Multe dintre acestea redirecționează forțele seismice. De exemplu, pereții de forfecare și cadrele fixate transferă forțele laterale de la podele și acoperiș la fundație.

apoi, diafragmele sunt planuri orizontale rigide care deplasează forțele laterale către părțile rezistente la verticală ale clădirii, cum ar fi pereții sau cadrul unei clădiri. Există, de asemenea, cadre rezistente la mișcare. Aceste posibilități fac ca îmbinările unui cadru de clădire să fie rigide, lăsând în același timp celelalte părți să se miște.

clădirile mai scurte au mai puțină flexibilitate decât cele mai înalte. Astfel, inginerii își dau seama de obicei că trebuie să ofere mai multă armare structurală pentru structurile care au doar câteva etaje înălțime față de zgârie-nori.

5. Material cu ductilitate adecvată

ductilitate descrie cât de bine un material poate tolera deformarea plastică înainte de a eșua. Astfel, materialele cu ductilitate ridicată pot absorbi cantități mari de energie fără a se rupe. Oțelul Structural este unul dintre cele mai ductile materiale, în timp ce cărămida și betonul sunt materiale cu ductilitate redusă.

cercetătorii au dezvoltat, de asemenea, soluții creative care arată cum oțelul structural nu este singurul material rezistent la cutremure care merită luat în considerare. De exemplu, oamenii de știință au proiectat un beton armat cu fibre cu proprietăți similare cu oțelul. Ei au numit materialul compozit ductil Cimentos ecologic. Experimentele au arătat că aplicarea unui strat gros de 10 milimetri pe pereții interiori i-a protejat de daune în timpul unui cutremur simulat cu magnitudinea de 9,0.

sunt, de asemenea, în curs de desfășurare proiecte de construire a unor reședințe rezistente la cutremure în țări care nu dispun de resurse pentru case construite în siguranță, realizate din materiale pe care oamenii ar putea avea nevoie să le importe sau nu au abilitățile necesare pentru a le utiliza corect-cum ar fi betonul și cărămizile. O companie de inginerie civilă a arătat cum oamenii din Indonezia ar putea construi case rezistente la cutremure aproape în întregime din bambus. Acoperișurile prezintă foi ondulate din Tetra Pak reciclat, un material ușor care reflectă căldura.

deciziile atent gândite pot salva vieți

zeci de mii de cutremure se întâmplă la nivel global în fiecare an. Deși unele provoacă daune minore sau deloc, altele duc la prăbușirea clădirilor, pierderi de vieți omenești și perturbări enorme ale economiilor locale.

lista de mai sus nu este atotcuprinzătoare, dar include cinci lucruri care ar trebui să apară în fiecare conversație despre a ajuta o clădire să reziste cutremurelor. Atunci când arhitecții, lucrătorii din construcții și alți profesioniști protejează o structură împotriva activității seismice de la început, vor contribui la comunități mai sigure, mai durabile și mai productive.

Emily Newton este redactorul-șef al revistei Revolutionized. Are o experiență de peste trei ani în scrierea de articole în sectorul industrial.