Vil Bygningerne Nogensinde Være Virkelig Jordskælvsikker?

{h1}

Vil bygningerne nogensinde være virkelig jordskælvsikker? Find ud af nogle af de innovative byggepraksis på WordsSideKick.com.

I februar 2010 ændrede et jordskælv på 8,8 magneter - en så kraftig det Jordens akse og forkortede længden på en enkelt dag - forårsagede flere end 700 menneskers død i Chile [Kilde: Than].

Tragisk som dette var, en smule måneden tidligere ramte et jordskælv på 7,0-graden Haiti og dræbte mere end 200.000. Hvordan kan et mindre kraftigt jordskælv dræbe flere mennesker?

Bygninger.

Chile har strengere byggekoder end Haiti samt de økonomiske midler til at følge dem. Resultatet? Chile har et større antal jordskælvsresistente bygninger, hvoraf færre vil sandsynligvis falde sammen på deres indbyggere [kilde: Sutter].

Der er dog stor forskel mellem en jordskælvssikrede bygning konstrueret til at forblive stående, selvom beskadiget og an jordskælvssikre bygning konstrueret til at overleve jordskakning begivenheder uskadt. En jordskælvsresistent bygning er forstærket, så den ikke smuldrer i ruiner (som gør det muligt for folk at flygte); en jordskælvsikker struktur har yderligere funktioner designet til at beskytte den under sideskift. Denne forskydning er en almindelig forekomst under jordskælv, fordi seismiske bølger og vibrationer får bygninger til at svinge til stigende vinkler, indtil de fejler. Jo højere bygningen er, desto mere bevægelse vil dens øverste etager udvise under et jordskælv. Hvis bygningen begynder at svinge i en sådan ekstrem bevægelse, at den bøjer ud over dens elasticitet, vil den snappe [kilder: Reid Steel, Structural Engineers Association of Northern California].

Princippet bag jordskælvsbeskyttede bygninger ligner det af pilgræs træet, der er kendt for sin modstandsdygtighed. Stærke vindmøder kan træde i træet og forårsage bøjning, men det bryder sjældent. Bygninger designet og bygget til at være jordskælvsikker følge naturens eksempel.

Succesen med jordskælvsikker bygninger ligger i deres elasticitet. Deri ligger også udfordringen. Mens vi kan tage vores tegn fra naturen opfører menneskeskabte byggematerialer anderledes. Træer bøjes, mursten gør det ikke.

Så hvad ville det egentlig gøre et jordskælvsbeskyttelsesbygning? Fra råmaterialer, der er dækket af evnen til at udvide og indgå i kontrakter, til vibrationsabsorberende fonde og spindelbaner i rumalderen, har der været en tilstrømning af ideer, der er designet til at forhindre bygninger i at falde sammen under jordskælv.

Men implementering af dem kommer ofte til penge.

Design af en jordskælvsikker bygning

Mange af de eksisterende strukturer beliggende langs jordskælv-udsatte fejllinjer er ikke designet til at modstå væsentlig jordskakning. Mens nogle få er blevet shored op med forstærkede skaller eller styrket indre rammer, de fleste er ikke blevet gjort blot på grund af omkostningerne.

Det kan dog ændre sig. I San Francisco for eksempel kræver en 2013-lov ejendomsindehavere at eftermontere træbygninger med bløde historier, der er mindst tre etager højt, der blev bygget før 1978. Byen anslår, at det kunne koste mellem $ 60.000 og $ 130.000 for at ombygge en bygning. Bygningsejere klager over prisen, ligesom nogle lejere rettighedsgrupper, der frygter huslejer vil stige, da omkostningerne overføres [kilder: Lin, City og County of San Francisco].

Traditionelle metoder til at forstærke en bygning er baseret på at styrke bjælker og søjler og bygge vægge med bøjede rammer. Men nyere metoder fokuserer på fundamentet. Tag f.eks. Verdens største jordskælvsikker bygning. På Istanbuls Sabiha Gökçen Lufthavn fungerer en terminal på 2 millioner kvadratmeter (185,806 kvadratmeter) meget som en kæmpe rulleskøjte. I stedet for at være bundet til jorden med et traditionelt fundament ligger terminalen på toppen af ​​mere end 300 lejer, kendt som isolatorer, som det vil rulle under et jordskælv. Dette gør det muligt for den massive bygning at bevæge sig som en helhed under en jordskakningsbegivenhed, snarere end bølgende på en ujævn og destruktiv måde. I det væsentlige fungerer isolatorerne som støddæmpere, mens strukturen langsomt ruller frem og tilbage, skørtskader under jordskælv op til en anslået 8,0-størrelse [kilde: Madrigal].

Isolering af en bygningens base, og derefter forsvinder energien af ​​et jordskælv, når det bevæger sig under bygningen, er nøglen til at skabe jordskælvsbeskyttede bygninger. Ud over lejer, som dem, der anvendes under lufthavnen i Istanbul, er der andre isolatorsystemer. Et sådant system er afhængig af blot nogle få lejer, der bevæger sig langs buede gummipuder mellem en struktur og dens fundament, så basen kan bevæge sig under et jordskælv under minimalisering af selve bevægelsens bevægelse. Andre enheder fokuserer på at udslette den energi, der er forårsaget af jordbevægelse, der fungerer som gigantiske støddæmpere mellem fundamentet og bygningen [kilde: MC EER].

Mens denne teknologi bliver mere almindelig, tilføjer den stadig betydeligt til bygningens bundlinje. Et arkitektonisk websted anslog, at det ville koste $ 781.000 til at ombygge en gymnasium og $ 17.000 til et 2,300 kvadratmeter (213 kvadratmeter) hus [kilde: Kuang]. Hvis bygherrer og entreprenører i USA finder udlejningen til jordskælvsbeskyttelse en bygning høj, forestill dig hvad dette skal betyde i udviklingslande.

Der er imidlertid måder at anvende disse principper billigt på. Sikrere strukturer kan bygges ved hjælp af genvundne materialer som dæk fyldt med sten og placeret mellem gulvet og fundamentet. Vægge kan forstærkes med naturlige, fleksible materialer som bambus eller eukalyptus. Og vægtige beton tage kan erstattes med fleksibelt metalplade på træbænke [kilde: National Geographic].

Jordskælvsbeskyttede bygninger i aktion

Solnedgang udsigt over Taipei 101 tårnet i Taiwan.

Solnedgang udsigt over Taipei 101 tårnet i Taiwan.

Selvom du ikke kan garantere nogen bygning, kan modstå jordskælv - det vil afhænge af katastrofens størrelse - der er bestemt byggepraksis, som øger chancerne for, at en bygning vil overleve intakt. Vi har allerede nævnt nogle af dem, men der er andre.

På grund af deres højde er verdens højeste bygninger nogle af de mest udsatte for fejl under jordskælv. Heldigvis er de også sportslige nogle af de mest innovative jordskælvssikrede teknologier.

Taipei 101, en 101-etagers struktur i Taiwan, blev bygget i nærheden af ​​en massiv fejllinje. Det er designet til at modstå ikke kun jordskælv, men også landets hyppige tyfon-kraft vind. Løsningen? Et stort internt pendul. Inden for Taipei 101 begynder en svinget stålstang på 730 tons (662 ton) at svinge, når bygningen sværger og neutraliserer sin bevægelse [kilde: Tech News].

Eller overveje en bemærkelsesværdig simpel ide, der udvikles for at beskytte boliger mod jordskælvs ødelæggelse. Air Danshin, et japansk selskab, tester fordelene ved et hjem, der sidder oven på en deflated airbag. Når airbagens sensorer registrerer jordbevægelse, fylder en luftkompressor posen og løfter hjemmet ud af fundamentet inden for få sekunder. Selvom konceptet fungerede godt under simulerede test og antages at være effektive under et mindre jordskælv med jordskælv, kritiserer kritikere, at den kostbare airbag ville beskytte en struktur under et større jordskælv [kilde: Abrams].

I stigende grad tror forskerne, at planen for holdbare bygninger kunne komme fra en blanding af natur og videnskab. Super stærke naturligt forekommende stoffer, som spindelvæv eller muslingefibre, kan inspirere den næste generation af jordskælvsbeskyttede bygninger.

Spiderwebs er pund-for-pund stærkere end stål; plus, de kan bøje og strække uden at snappe. De kabellignende fibre fra de blå muslinger fundet langs New Englands kyst, for eksempel forankre væsnerne til undervandssten på trods af lejlighedsvis voldelige bølger.

Kombinationen af ​​styrke og fleksibilitet i spindelbaner og muslingefibre er, hvad ingeniører har brug for også eftergivende bygninger. Adventen af 3-D udskrivningen metode, der spreder et materiale på en overflade i lag for at skabe en tredimensionel genstand, kan føre til fremstilling af byggematerialer, der er faste, men fleksible - og perfekte til at modstå jordskælv [kilder: Chandler, Subbaraman].

Forfatterens bemærkning: Vil bygninger nogensinde blive virkelig jordskælvsbekæmpede?

Vi får ikke mange jordskælv i Midtvesten, men jeg har følt mindst en. En sommer kl. 9 om morgenen. da jeg gik gennem soveværelset, begyndte træbjælken at shimmy. Jeg var lige ved at bebrejde hunden til at hoppe ind i forbudt område og få sengen til at ryste, da jeg bemærkede, at han stadig var på gulvtæppet. Og så lige så overrasket som jeg var. Om den tid det begyndte på mig, at det var et meget lille jordskælv, var det forbi. Selvom min erfaring var kort, gjorde den et indtryk. Og gav mig en smag af den ødelæggelse, der let kunne opstå.


Video Supplement: .




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com