din Guide til jordskælvsbestandigt Design

Hvad er jordskælv resistent design?

jordskælvsbestandigt design er et felt eller en type strukturelt design, der sigter mod at designe bygninger til at modstå jordskælv – leverer strukturelle systemer, der ikke kollapser i et jordskælv og derfor redder liv og hjælpepenge.

Hvorfor har vi brug for jordskælvsbestandige bygninger?

i gennemsnit forekommer 20.000 jordskælv hvert år over hele kloden, hvor et gennemsnit på 16 er større katastrofer. I 2019 døde femoghalvtreds mennesker i Filippinerne under jordskælv, hvoraf over ti rystede landet med en styrke på over 6,0. I blot en af dem blev 1200 hjem ødelagt og mindst 500 Skoler og hjem beskadiget, såvel som historiske kirker og endda hospitaler og midlertidige behandlingscentre for dem, der var blevet såret i det sidste jordskælv. Et jordskælv i Oktober beskadigede 47.476 hjem og efterlod 277.000 mennesker fordrevet fra marts 2020.

imponerende strukturer og byer kan nivelleres af en enkelt større jordskælvshændelse, medmindre vi integrerer muligheden i vores design.

skal alle bygninger være jordskælvssikre?

lad os få det ud af vejen: jordskælvssikre bygninger findes ikke. Endnu. Vi kan designe jordskælvsbestandige bygninger, men præcis hvor modstandsdygtige de er, kan kun testes af størrelsen af jordskælvet, de modstår.

den eneste ulempe ved at bygge og eftermontere alle bygninger for at være jordskælvsbestandige er penge. Men det er en temmelig stor ulempe, især i de lande, der har mest brug for det. Jordskælv rack byer på Stillehavsranden, eller Ring of Fire, nedbryder deres penge og ressourcer til øjeblikkelig nødhjælp. Når efterskælvene letter og støvet sætter sig, er der ikke nok penge tilbage til jordskælvsbestandigt design. I April 2015 begyndte Nepal lige at håndhæve en plan for at mindske sin sårbarhed over for Jordskælv, da jorden rystede igen. I en perfekt verden ville alle bygninger-især bygninger langs Ildringen-være jordskælvsbestandige, men for mange af indbyggerne i Stillehavsranden har simpelthen ikke midlerne til at gøre det eller har større problemer end det lejlighedsvise jordskælv.

Hvordan kan vi forhindre jordskælv i at ødelægge bygninger?

mens jordskælvsbestandigt design bliver den nye norm i de fleste jordskælvsudsatte byer, der har råd til det, er det interessant at bemærke, at forskere fra University of Brighton arbejder på en opfindelse kaldet ViBa, som, når de installeres under jorden, absorberer 40-80% af de seismiske bølger rettet mod den bygning, den beskytter. Det vil dog ikke blive brugt i vid udstrækning i et stykke tid i betragtning af dets størrelse, vanskeligheder med at masseproducere og dermed højere pris. Tilbage til de nuværende løsninger: design.

Hvordan påvirker seismiske bølger bygninger?

i tilfælde af et jordskælv bevæger seismiske bølger sig under jorden i korte, hurtige intervaller i alle retninger fra jordskælvets kilde. Bygninger er generelt lavet til at stå lodrette kræfter som deres vægt og tyngdekraft, men ikke de vandrette kræfter på jorden, der bevæger sig fra side til side. Seismiske bølger vibrerer vægge, gulve, søjler, bjælker og stik, der holder bygninger sammen, især dem tættere på jorden. Da bunden af bygningen bevæger sig forskelligt fra toppen, forårsager bevægelsen ekstrem stress på bygningens fundament, indtil understøtningsrammen brister, og hele strukturen kollapser.

Hvordan kan du lave en bygning jordskælv bevis?

den mest effektive måde at bygge en jordskælvsbestandig bygning på er at modvirke kræfterne i et jordskælv. Du kan gøre dette ved at forstærke bygningens struktur, beskytte bygningen mod vibrationer, “dæmpe” eller sprede den kinetiske energi fra et jordskælv med vibrationskontrol eller pendulkraft eller skabe et fleksibelt fundament for bygningen.

for at gøre en eksisterende bygning jordskælvssikker designede ingeniør Dr. Bill Robinson Blygummilejesystemet (LRBs), som kan indarbejdes i en bygnings design eller monteres på en eksisterende bygning i fare. En LRB er en fleksibel, energiabsorberende støttestruktur, der adskiller bygningen fra det land, den sidder på-så dens fundament ikke rives ud af de seismiske bølger, og det vælter ikke.

gør en eksisterende bygning jordskælv bevis kaldes eftermontering. Seismiske eftermonteringsteknikker varierer fra sted til sted afhængigt af struktur, jord, topografi og afstand til andre fejl.

hvilke materialer anvendes i jordskælv bevis bygninger?

som med ikke-jordskælvssikre bygninger er to af de vigtigste materialer, der anvendes i jordskælvssikre bygninger, stål og træ. Strukturelt stål kommer i forskellige former, der gør det muligt for bygninger at bøje sig uden at gå i stykker. Dette er et eksempel på høj duktilitet – evnen til at gennemgå store deformationer og spændinger (dvs.bøje uden at bryde). Træ er også meget duktilt på grund af dets styrke-til-vægt-forhold.

andre materialer inkluderer formhukommelseslegeringer, fiberforstærket plastfolie, edderkoppesilke, bambus og 3D-trykte materialer. Fiberforstærket plastfolie er et meget duktilt materiale til at vikle rundt om søjler. Formhukommelseslegeringer kan betragtes som hyper-duktile, idet de kan bøjes og vende tilbage til deres oprindelige form, efter at behovet for bøjning er forbi. Edderkoppesilke, bambus og 3D-trykte materialer har et højt styrke-til-vægt-forhold, og betragtes derfor som stand-ins til træ, hvor træ ikke er det mest egnede materiale.

hvad er den bedste form for et jordskælv bevis bygning?

ifølge University of British Columbia er kuppelen langt den bedste form for jordskælvsmodstand. På” shake table”, en testmetode, der blev brugt til at simulere jordskælvseffekt på visse Bygningsdesign, overgik kuplen konventionelt strukturerede huse. Der er dog et par advarsler til dette i praktisk: kupler er svære at bygge og optager meget plads, der er svært at bruge inde i bygningen. For mange virksomheder, der bygger deres kontorbygninger, er det for eksempel lettere at stole på at bygge med resistente materialer, fleksible fundamenter og dæmpe energien fra et jordskælv.

er korte bygninger mere stabile end høje bygninger?

i et jordskælv: Nej. Korte bygninger har lavere fundamenter end høje bygninger, hvilket gør dem lettere at rive ud eller ødelægge. Korte bygninger betragtes også som’ stivere ‘ end høje bygninger; det er sværere at indarbejde fleksibilitet i deres design, hvilket betyder, at når jorden bevæger sig, smuldrer de snarere end svajer. Svajende bygninger overlever længere end smuldrende.

Hvad er den svageste del af en bygning?

hver bygning vil være designet til at have forskellige svage punkter, så der er ingen skåret og tør svageste del af nogen bygning. Imidlertid, teknologier som Scan and Solve fra University of Madison og Florida International University kan identificere og forudsige svage pletter i en struktur, før den begynder at bryde sammen. Alternativt kan bygningsdesignerne fremstille en plan med de svage punkter fremhævet.

hvilke berømte bygninger er jordskælvssikre?

Taipei 101

Taipei 101, tidligere Taipei international tårn, var den højeste bygning i verden fra 2004-2010, indtil UAE slog det. Det satte rekorder for den hurtigste elevator i verden og den største “grønne bygning” i verden. Det er fleksibelt såvel som strukturelt modstandsdygtigt med endda glas-og gardinvægge designet til at modstå jordskælv.

Transamerica Pyramid

selvom Transamerica Pyramid ikke længere tilhører Transamerica corporation, er det stadig et bevis på deres dristighed i design. Den næsthøjeste bygning på San Francisco skyline, pyramiden har til hensigt at blive der. Dens fundamenter er 52ft dybe og fleksible, og overjordisk præfabrikeret kvartsaggregat dækker bygningens ydre og beskytter hvert af dets gulve mod sammenbrud.

Yokohama skelsættende tårn

Yokohama skelsættende tårn er berømt for det 5-stjernede Hotel, Observatorium og Sky Garden og dens blotte størrelse som den næsthøjeste bygning i Japan. Men vidunderet her er den fleksible struktur til at modstå jordskælv baseret på det gamle japanske fem-lags pagodedesign. Rektorer, der blev brugt til 40ft bygninger tilbage i det 8.århundrede, har vist sig værdige til behemoter i moderne tid, fremgår af Landemærketårnet.

hvad er den mest jordskælvsbestandige bygning?

Den Filippinske Arena. Det er det største kuplede område i verden med en siddekapacitet på 55.000. Det blev designet af Populous, et arkitektfirma i Australien, og er i stand til at modstå laterale belastninger på op til 40% af sin masse. Det har et uafhængigt basisdesign, hvilket betyder, at arenaens strukturelle krop er adskilt fra dets fundament. Det bruger LRB ‘ er til at adskille disse to funktioner. Den filippinske Arena bruger en kombination af form, strukturel absorption af stødbølger og et fleksibelt lag mellem det og dets fundament for at modstå jordskælv i højeste størrelse i enhver anden bygning i verden.