av Emily Newton

när proffs designar och bygger byggnader bedömer de hur man minskar riskerna. Att följa gällande koder är ett sätt att göra det. Förutom de internationella byggkoderna som reglerar design, konstruktion, förändring och underhåll av nya kommersiella och bostadshus finns det seismiska koder. Dessa är bestämmelser som säkerställer att strukturer tål jordbävningskrafter.

byggnader som är gjorda för att motstå jordbävningar kanske inte ser anmärkningsvärda utifrån. Men många aspekter gör dem mer motståndskraftiga under dessa katastrofer. Här är fem av dem:

1. En lämplig grund

att skapa en flexibel grund för en byggnad kan hjälpa den att stå kvar under en jordbävning. Ett alternativ är att bygga strukturen ovanpå dynor som skiljer byggnaden från marken. Sedan rör sig kuddarna, men byggnaden stannar fortfarande.

en annan liknande möjlighet, som beskrivs i ett forskningspapper från 2019, är att placera en solid grundplatta av armerad betong och korsremsor ovanpå en mellanliggande sandkudde.

detta tillvägagångssätt inkluderade också en gräv runt grunden för ytterligare skydd. Eftersom denna grundkonstruktion höll byggnadens bas borta från marken var den mer motståndskraftig mot seismiska krafter.

2. Seismiska spjäll

Jordbävningsbeständiga byggnader behöver också funktioner för att absorbera stötar. Människor hänvisar oftare till dem som seismiska spjäll. Ingenjörer arbetade med NASA för att utveckla spjällsystem för svängarmar på sina raketer på 1960-talet. det valde först ett gasdrivet stötdämpningssystem och utvecklades så småningom till ett fluidikbaserat system som fortfarande används idag under rymdstationslanseringar och för jordbävningsskyddande byggnader.

seismiska spjäll absorberar destruktiv energi och skyddar byggnaden från att upprätthålla den. I allmänhet, ju större spjällets diameter, desto mer kraft kan den hantera. En tillverkare av dessa spjäll säljer produkter för att klara från 25 till 1100 ton och säljer anpassade alternativ också.

ett annat tillvägagångssätt innebär att man lägger ett tunt lager grafen ovanpå en naturgummikudde. Forskare tror att detta kommer att vara ett billigt spjällalternativ för kommersiella och bostadshus.

3. En Dräneringsmekanism

poolat vatten kan skapa strukturella komplikationer. Därför har parkeringsgarage ofta dubbla bärande strukturer med en vridning som sänker ett hörn — en funktion som kallas vridning. Ingenjörer uppnår positiv dränering med 1,5 procent minsta sluttningar över diagonalen mot golvavlopp. Dränering är också avgörande för att hjälpa strukturer att tolerera jordbävningar.

när katastroferna inträffar på platser med lösa, sandiga markar kan skakningen resultera i ett fenomen som kallas flytning. Det gör att byggnader sjunker eller flyttar till ena sidan, och avloppsrör kan stiga till ytan. När jorden stelnar igen efter en jordbävning stannar byggnaderna i sina sjunkna, lutande positioner.

jordbävningsavlopp hjälper dock till att samla in vatten, vilket förhindrar flytning. De är prefabricerade bitar inslagna i ett filtreringsduk. Varje avlopp mäter mellan 3 och 8 tum i diameter. En lyckad installation kräver en placering i rutnätet. Beroende på storleken på det område som är benäget för flytning kan en byggnad behöva hundratals eller tusentals avlopp.

4. Strukturell förstärkning

ingenjörer och designers har olika metoder för att stärka en byggnads struktur mot potentiella jordbävningar. Många av dessa omdirigerar seismiska krafter. Till exempel överför skjuvväggar och stagade ramar sidokrafter från golv och tak till fundamentet.

därefter är membran styva horisontella plan som flyttar sidokrafter till vertikala resistenta delar av byggnaden, såsom byggnadens väggar eller ramverk. Det finns också rörelsebeständiga ramar. Dessa möjligheter gör en byggnadsrams fogar styva samtidigt som de andra delarna rör sig.

kortare byggnader har mindre flexibilitet än högre. Således inser ingenjörer vanligtvis att de måste ge mer strukturell förstärkning för strukturer som bara är några våningar höga kontra skyskrapor.

5. Material med tillräcklig duktilitet

duktilitet beskriver hur väl ett material tål plastisk deformation innan det misslyckas. Således kan Material med hög duktilitet absorbera stora mängder energi utan att bryta. Konstruktionsstål är ett av de mest duktila materialen, medan tegel och betong är material med låg duktilitet.

forskare har också utvecklat kreativa lösningar som visar hur konstruktionsstål inte är det enda jordbävningsbeständiga materialet som är värt att överväga. Till exempel konstruerade forskare en fiberarmerad betong med egenskaper som liknar stål. De kallade materialet miljövänlig duktil cementkomposit. Experiment visade att applicera ett 10 millimeter tjockt lager på innerväggar skyddade dem från skador under en 9,0-magnitud simulerad jordbävning.

projekt pågår också för att bygga jordbävningsbeständiga bostäder i länder som saknar resurser för säkert byggda hus gjorda av material som människor kan behöva importera eller saknar färdigheter att använda korrekt — som betong och tegel. Ett anläggningsföretag visade hur människor i Indonesien kunde bygga jordbävningsresistenta hem nästan helt från bambu. Taken har korrugerade ark tillverkade av återvunnen Tetra Pak, ett lätt material som reflekterar värme.

genomtänkta beslut kan rädda liv

tiotusentals jordbävningar händer globalt varje år. Även om vissa orsakar mindre eller ingen skada, leder andra till kollapsade byggnader, förlust av liv och enorma störningar i lokala ekonomier.

ovanstående lista är inte allomfattande, men den innehåller fem saker som borde komma upp i varje konversation om att hjälpa en byggnad att motstå jordbävningar. När arkitekter, byggnadsarbetare och andra yrkesverksamma skyddar en struktur mot seismisk aktivitet från början, kommer de att bidra till säkrare, mer hållbara och mer produktiva samhällen.

Emily Newton är chefredaktör för Revolutionized Magazine. Hon har över tre års erfarenhet av att skriva artiklar inom industrisektorn.