W jaki sposób zabezpiecza się budynki przed trzęsieniami ziemi?
10 października 2022 0 komentarzy
Wstrząsy sejsmiczne są niezwykle niebezpieczne. Dzieje się tak dlatego, że trzęsieniu ziemi towarzyszą często inne kataklizmy, takie jak osuwiska, lawiny czy fale powodziowe. Wszystkie one są niebezpieczne zarówno dla ludzi, jak i dla budynków. Konstrukcja tych ostatnich często decyduje o tym czy budynek przetrwał trzęsienie ziemi, czy wstrząsy doprowadzą go do zupełnej destrukcji. Współczesne rozwiązania architektoniczne znacząco wzmacniają budynki i sprawiają, że są one coraz bardziej odporne na ruchy poziome, czyli właśnie takie, które powstają w trakcie wstrząsów sejsmicznych. Na czym polegają tego typu rozwiązania?
Jak skutecznie wzmocnić budynek?
Często na terenach dotkniętych trzęsieniem ziemi widać, że niektóre budynki uległy zniszczeniu, podczas gdy inne przetrwały kataklizm. Różnica między nimi polega zwykle na innej konstrukcji. Nawet jeśli zostały one wybudowane w podobnym czasie i przy użyciu tej samej technologii, mają odmienną charakterystykę dynamiczną. Kruche i sztywne konstrukcje murowe mają niewielką szansę na przetrwanie zmian w poziomie, nawet jeśli wykazują się dużą nośnością i są odporne na działanie statycznych sił pionowych. W przypadku tego typu budowli niewielkie przemieszczenie w poziomie może doprowadzić do pęknięć i osłabienia konstrukcji, która nie przetrwa wstrząsów wtórnych. Jak temu zaradzić?
Najprostszym rozwiązaniem stosowanym przez wieki na terenach aktywnych sejsmicznie było wzmacnianie sztywnych murów drewnianymi konstrukcjami o większej elastyczności. Dzięki nim energia wstrząsu była skuteczniej rozpraszana i budynki miały szansę przetrwać. Rozwój technologii pozwolił wprowadzać inne, w teorii lepsze rozwiązania. Jednym z nich były konstrukcje żelbetowe i stalowe. Wzmacniały one konstrukcje, ale podnosiły też znacząco ich sztywność i ciężar. Skutkiem tego było generowanie większych sił bezwładności i zmienianie charakterystyki dynamicznej budynku. Badania naukowe oraz obraz terenów po trzęsieniach ziemi potwierdzają, że kruche murowane budynki wzmocnione ciężkim żelbetowym zbrojeniem ulegają całkowitemu zniszczeniu w czasie ruchów sejsmicznych.
Nowe rozwiązania architektoniczne nie tylko wzmacniają budynki, ale też podnoszą ich ciągliwość oraz tłumią wstrząsy. Jak to możliwe? Do tworzenia wzmocnień stosowane są współcześnie lekkie i wytrzymałe materiały o dużej elastyczności, które są w stanie przetrwać silne drgania, czyli ruchy w poziomie.
Wzmocnienia są obecnie budowane nie jako sztywna konstrukcja, ale szkielet złożony ze złączy, które skutecznie tłumią wstrząsy i przenoszą ich energię na większą powierzchnię przeciwdziałając nadmiernemu obciążeniu budynku. Dzięki tego typu rozwiązaniom nawet wysokie i ciężkie budynki mają szansę przetrwać poważne trzęsienia ziemi.
Współcześni architekci doskonale zdają sobie sprawę, że odporność budynku na wstrząsy zależy nie tylko od rodzaju i konstrukcji wzmocnień, ale też od materiałów, jakie zostaną zastosowane przy ich budowie. Powinny być lekkie i wytrzymałe oraz odznaczać się dużą elastycznością. To kluczowe cechy, dzięki którym budynki mają szansę przetrwać tego typu kataklizmy.
Dodane w kategorii: Baza wiedzy