(Kliknij na obrazek, aby uzyskać pełną wersję – 216k)
Transamerica Pyramid w San Francisco, zbudowany do wytrzymania trzęsień ziemi, kołysał się ponad 1 stóp, ale nie został uszkodzony w trzęsieniu ziemi 1989 Loma Prieta w Kalifornii.
17 października 1989 roku trzęsienie ziemi Loma Prieta o sile 7,1 stopnia nawiedziło Góry Santa Cruz w środkowej Kalifornii. Sześćdziesiąt mil stąd, w centrum San Francisco, mieszkańcy Transamerica Pyramid byli zaniepokojeni, gdy 49-piętrowy budynek biurowy potrząsał przez ponad minutę. USA Instrumenty Geological Survey (USGS), zainstalowane lata wcześniej, wykazały, że najwyższe piętro kołysało się ponad 1 metr z boku na bok. Jednak nikt nie został poważnie ranny, a Transamerica Pyramid nie została uszkodzona. Ten słynny punkt orientacyjny w San Francisco został zaprojektowany tak, aby wytrzymać jeszcze większe naprężenia związane z trzęsieniem ziemi i ten projekt działał zgodnie z planem podczas trzęsienia ziemi.
(kliknij na obrazek, aby uzyskać pełną wersję – 128K)
trzęsienia ziemi są powszechnym zagrożeniem w Stanach Zjednoczonych. Kolory pokazują wielkości historycznych trzęsień ziemi: czerwony, 7 lub większy; pomarańczowy, 5.5 do 7; żółty, 4,5 do 5,5. US Geological Survey operuje instrumentami w wielu strukturach w pokazanych obszarach aktywnych sejsmicznie. Instrumenty te mierzą, jak struktury reagują na trzęsienia ziemi.
Projektowanie i budowanie dużych struktur jest zawsze wyzwaniem, a to wyzwanie jest potęgowane, gdy są one budowane w obszarach podatnych na trzęsienia ziemi. W wyniku trzęsienia ziemi w Loma Prieta zginęło ponad 60 osób i około 6 miliardów dolarów szkód majątkowych. Ponieważ naukowcy ziemi dowiadują się więcej o ruchu ziemi podczas trzęsień ziemi, a inżynierowie konstrukcyjni wykorzystują te informacje do projektowania silniejszych budynków, takie straty życia i mienia mogą zostać zmniejszone.
aby zaprojektować konstrukcje, które mogą wytrzymać trzęsienia ziemi, inżynierowie muszą zrozumieć naprężenia spowodowane wstrząsami. W tym celu naukowcy i inżynierowie umieszczają instrumenty w strukturach i w pobliżu na ziemi, aby zmierzyć, jak struktury reagują podczas trzęsienia ziemi na ruch ziemi pod spodem. Za każdym razem, gdy wystąpi silne trzęsienie ziemi, nowe zebrane informacje umożliwiają inżynierom udoskonalenie i ulepszenie projektów konstrukcyjnych i przepisów budowlanych. W 1984 roku trzęsienie ziemi o sile 6.2 Morgan Hill w Kalifornii wstrząsnęło kampusem West Valley College, oddalonym o 20 mil. Instrumenty w sali gimnastycznej college ’ u wykazały, że jego dach był tak elastyczny, że w silniejszym lub bliższym trzęsieniu ziemi budynek mógł zostać poważnie uszkodzony, zagrażając bezpieczeństwu pasażerów. W tym czasie te elastyczne konstrukcje dachów były dozwolone przez jednolity kodeks budowlany (zbiór norm stosowanych w wielu stanach). Z tego typu dachami wybudowano wiele obiektów przemysłowych na terenie całego kraju.
(kliknij na zdjęcie, aby uzyskać pełną wersję-82K)
rekordy sejsmiczne (w prawym górnym rogu) uzyskane podczas 1984 Morgan Hill, Kalifornia, trzęsienie ziemi doprowadziło do poprawy jednolitego kodu budynku (zestaw standardów stosowanych w wielu stanach). Środek dachu siłowni potrząsnął bokiem trzy do czterech razy tyle, co krawędzie. Od tego czasu kodeks został zmieniony w celu zmniejszenia elastyczności takich systemów dachowych o dużych rozpiętościach, a tym samym poprawy ich odporności sejsmicznej.
kody budowlane zapewniają pierwszą linię obrony przed przyszłymi uszkodzeniami spowodowanymi trzęsieniem ziemi i pomagają zapewnić bezpieczeństwo publiczne. Zapisy reakcji budynku na trzęsienia ziemi, zwłaszcza tych ze struktur, które zawiodły lub zostały uszkodzone, doprowadziły do wielu zmian i ulepszeń w kodach budowlanych. W 1991 roku, w wyniku tego, co zostało dowiedzione o West Valley College gymnasium dachu, jednolity kod budynku został zmieniony. Obecnie zaleca się, aby takie dachy były mniej elastyczne, a zatem lepiej odporne na duże pobliskie trzęsienia ziemi.
naukowcy Ziemi zaczęli rejestrować trzęsienia ziemi około 1880, ale dopiero w 1940 roku w budynkach zainstalowano instrumenty do pomiaru ich reakcji na trzęsienia ziemi. Liczba instrumentów zainstalowanych w strukturach wzrosła w latach 50-tych i 60-tych. pierwsze obfite dane na temat reakcji struktur pochodziły z niszczycielskiego trzęsienia ziemi w San Fernando w Kalifornii w 1971 r., które dało kilkadziesiąt rekordów. Zapisy te były prymitywne jak na dzisiejsze standardy. Pierwsze nagrania z instrumentów na tyle wyrafinowanych, aby zmierzyć skręcenie budynku uzyskano podczas trzęsienia ziemi w Imperial Valley w Kalifornii w 1979 roku.
obecnie istnieją instrumenty zainstalowane w szpitalach, mostach, zaporach, akweduktach i innych strukturach na obszarach narażonych na trzęsienia ziemi w Stanach Zjednoczonych, w tym w Illinois, Karolinie Południowej, Nowym Jorku, Tennessee, Idaho, Kalifornii, Waszyngtonie, Alasce i Hawajach. Zarówno California Division of Mines and Geology (CDMG), jak i USGS działają w Kalifornii. USGS działa również instrumenty w innych aktywnych sejsmicznie regionach kraju.
(kliknij na zdjęcia, aby zobaczyć pełnowymiarowe wersje-192K, 238K, 98K, 114K)
naukowcy USGS zainstalowali instrumenty w różnych strukturach w Stanach Zjednoczonych, aby monitorować ich zachowanie podczas trzęsień ziemi. Przykłady pokazane obejmują zaporę, most podtrzymujący duży Akwedukt, wiadukt autostradowy i Szpital dla weteranów.
większość zgonów i obrażeń spowodowanych trzęsieniami ziemi jest spowodowana uszkodzeniem lub zawaleniem budynków i innych konstrukcji. Straty te można zmniejszyć poprzez dokumentowanie i zrozumienie, jak struktury reagują na trzęsienia ziemi. Zdobycie takiej wiedzy wymaga długoterminowego zaangażowania, ponieważ duże niszczycielskie trzęsienia ziemi występują w nieregularnych i często długich odstępach czasu. Instrumenty rejestrujące muszą być na miejscu i czekać, gotowe do przechwycenia odpowiedzi na następny temblor, gdy tylko się pojawi. Nowe informacje uzyskane przez te instrumenty mogą być następnie wykorzystane do lepszego projektowania konstrukcji odpornych na trzęsienia ziemi. W ten sposób naukowcy i inżynierowie ziemi pomagają zmniejszyć straty życia i mienia w przyszłych trzęsieniach ziemi.