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Die Transamerica Pyramide in San Francisco, gebaut, um Erdbeben zu widerstehen, schwankte mehr als 1 Fuß, wurde aber nicht in der beschädigt 1989 Loma Prieta, Kalifornien, Erdbeben.
Am 17.Oktober 1989 erschütterte das Loma-Prieta-Erdbeben der Stärke 7,1 die Santa Cruz Mountains in Zentralkalifornien. Sechzig Meilen entfernt, in der Innenstadt von San Francisco, waren die Bewohner der Transamerica-Pyramide entnervt, als das 49-stöckige Bürogebäude mehr als eine Minute lang bebte. USA. Instrumente des Geological Survey (USGS), die Jahre zuvor installiert wurden, zeigten, dass das oberste Stockwerk mehr als 1 Fuß von einer Seite zur anderen schwankte. Es wurde jedoch niemand ernsthaft verletzt und die Transamerica-Pyramide wurde nicht beschädigt. Dieses berühmte Wahrzeichen von San Francisco war entworfen worden, um noch größeren Erdbebenbelastungen standzuhalten, und dieses Design funktionierte wie geplant während des Erdbebens.
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Erdbeben sind eine weit verbreitete Gefahr in den Vereinigten Staaten. Farben zeigen Größen von historischen Erdbeben: rot, 7 oder größer; orange, 5.5 bis 7; gelb, 4,5 bis 5,5. Der US Geological Survey betreibt Instrumente in vielen Strukturen in den gezeigten seismisch aktiven Gebieten. Diese Instrumente messen, wie Strukturen auf Erdbebenerschütterungen reagieren.
Das Entwerfen und Bauen großer Bauwerke ist immer eine Herausforderung, und diese Herausforderung wird noch verstärkt, wenn sie in erdbebengefährdeten Gebieten gebaut werden. Mehr als 60 Todesfälle und etwa 6 Milliarden US-Dollar Sachschaden resultierten aus dem Erdbeben von Loma Prieta. Wenn Geowissenschaftler mehr über die Bodenbewegung bei Erdbeben erfahren und Bauingenieure diese Informationen verwenden, um stärkere Gebäude zu entwerfen, kann der Verlust von Leben und Eigentum reduziert werden.
Um Strukturen zu entwerfen, die Erdbeben standhalten können, müssen Ingenieure die durch Schütteln verursachten Belastungen verstehen. Zu diesem Zweck platzieren Wissenschaftler und Ingenieure Instrumente in Strukturen und in der Nähe des Bodens, um zu messen, wie die Strukturen während eines Erdbebens auf die Bewegung des Bodens darunter reagieren. Jedes Mal, wenn ein starkes Erdbeben auftritt, ermöglichen die gesammelten neuen Informationen den Ingenieuren, strukturelle Entwürfe und Bauvorschriften zu verfeinern und zu verbessern. Im Jahr 1984 erschütterte das Erdbeben der Stärke 6,2 in Morgan Hill, Kalifornien, den 20 Meilen entfernten Campus des West Valley College. Instrumente in der College-Turnhalle zeigten, dass das Dach so flexibel war, dass das Gebäude bei einem stärkeren oder engeren Erdbeben schwer beschädigt werden könnte, was die Sicherheit der Bewohner gefährdet. Zu dieser Zeit waren diese flexiblen Dachkonstruktionen durch das Uniform Building Code (eine Reihe von Standards, die in vielen Staaten verwendet werden) erlaubt. Viele Industrieanlagen im ganzen Land wurden mit solchen Dächern gebaut.
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Seismische Aufzeichnungen (oben rechts), die während des Erdbebens in Morgan Hill, Kalifornien, 1984 erhalten wurden, führten zu einer Verbesserung der Uniform Building Code (eine Reihe von Standards, die in vielen Staaten verwendet werden). Die Mitte des Turnhallendachs zitterte drei- bis viermal so stark wie die Ränder. Der Kodex wurde seitdem überarbeitet, um die Flexibilität solcher Großspannendachsysteme zu verringern und dadurch ihre Erdbebensicherheit zu verbessern.
Bauvorschriften bieten die erste Verteidigungslinie gegen zukünftige Erdbebenschäden und tragen zur Gewährleistung der öffentlichen Sicherheit bei. Aufzeichnungen über die Reaktion des Gebäudes auf Erdbeben, insbesondere solche von Strukturen, die versagten oder beschädigt wurden, haben zu vielen Überarbeitungen und Verbesserungen der Bauvorschriften geführt. Im Jahr 1991, als direkte Folge dessen, was über das West Valley College Gymnasium Dach gelernt wurde, wurde die einheitliche Bauordnung überarbeitet. Es empfiehlt nun, solche Dächer weniger flexibel zu machen und daher größeren Erdbeben in der Nähe besser standzuhalten.
Erdwissenschaftler begannen um 1880 mit der Aufzeichnung von Erdbeben, aber erst in den 1940er Jahren wurden Instrumente in Gebäuden installiert, um ihre Reaktion auf Erdbeben zu messen. Die Anzahl der in Strukturen installierten Instrumente nahm in den 1950er und 1960er Jahren zu. Die ersten reichlich vorhandenen Daten über die Reaktion von Strukturen stammten aus dem verheerenden Erdbeben von 1971 in San Fernando, Kalifornien, das mehrere Dutzend Datensätze lieferte. Diese Aufzeichnungen waren nach heutigen Maßstäben primitiv. Die ersten Aufzeichnungen von Instrumenten, die hoch genug sind, um die Verdrehung eines Gebäudes zu messen, wurden während des Erdbebens von 1979 in Imperial Valley, Kalifornien, erhalten.
Heute sind Instrumente in Krankenhäusern, Brücken, Dämmen, Aquädukten und anderen Strukturen in den erdbebengefährdeten Gebieten der Vereinigten Staaten installiert, einschließlich Illinois, South Carolina, New York, Tennessee, Idaho, Kalifornien, Washington, Alaska und Hawaii. Sowohl die California Division of Mines and Geology (CDMG) als auch die USGS betreiben Instrumente in Kalifornien. Die USGS betreibt auch Instrumente in den anderen seismisch aktiven Regionen der Nation.
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USGS-Wissenschaftler haben Instrumente in einer Vielzahl von Strukturen in den Vereinigten Staaten installiert, um ihr Verhalten bei Erdbeben zu überwachen. Zu den gezeigten Beispielen gehören ein Damm, eine Brücke, die ein großes Aquädukt trägt, eine Autobahnüberführung und ein Veteranenkrankenhaus.
Die Mehrzahl der Todesfälle und Verletzungen durch Erdbeben werden durch die Beschädigung oder den Einsturz von Gebäuden und anderen Strukturen verursacht. Diese Verluste können reduziert werden, indem dokumentiert und verstanden wird, wie Strukturen auf Erdbeben reagieren. Der Erwerb solcher Kenntnisse erfordert ein langfristiges Engagement, da große verheerende Erdbeben in unregelmäßigen und oft langen Abständen auftreten. Aufnahmeinstrumente müssen vorhanden sein und warten, bereit, die Reaktion auf die nächste temblor zu erfassen, wann immer es auftritt. Die neuen Informationen, die von diesen Instrumenten gewonnen werden, können dann verwendet werden, um erdbebensichere Strukturen besser zu entwerfen. Auf diese Weise tragen Geowissenschaftler und Ingenieure dazu bei, den Verlust von Leben und Eigentum bei zukünftigen Erdbeben zu reduzieren.