Nejsilnější zemětřesení v japonské historii a následná vlna tsunami podle odhadů místní policie zničila a poškodila asi 130 000 budov. Největší z nich – mrakodrapy – však přežily: ukázalo se, že jsou nejvíce přizpůsobené živlům.

Více než dvě stě tisíc lidí zhlédlo na YouTube video ukazující záběry tokijských mrakodrapů během březnového zemětřesení. Vysoké domy, kterým zpod základů prosakovala zemina, se hrozivě kývaly a houpaly – ale nikdy nespadly.

– Zemětřesení v Japonsku se vyskytují během snídaně, oběda a večeře. Tamní vědci věnují ochraně před touto metlou zvláštní pozornost,“ poznamenává Mergen Abakanov, zástupce generálního ředitele Výzkumného ústavu staveb a architektury odolné proti zemětřesení v Kazachstánu. „Počítají seismickou ochranu základů základů, používají systémy rámových sítí, instalují výztužné membrány a různé tlumiče seismických vlivů.

Boj proti ničivým účinkům zemětřesení ve výškové výstavbě je celá řada inženýrských opatření. Jejich účelem je minimalizovat vliv seizmických zatížení působících na styčné plochy budovy se zemí na horní části budovy.

Budovy odolné proti zemětřesení musí splňovat několik základních požadavků: symetrii konstrukčních návrhů, rovnoměrnost rozložení hmoty a přiměřenost stavebních materiálů. Hlavním prvkem moderních výškových budov, který umožňuje zvýšit jejich stabilitu, je ocelový skelet, který odbočuje ze středových podpěr – sloupů, rovněž z oceli. Speciální technologická řešení pomáhají ocelovému rámu odolávat seismickému zatížení, které nejen že pomáhá domu odolat zemětřesení, ale také umožňuje použití konstrukce v budoucnu. Lze je rozdělit do dvou skupin: první nachází uplatnění ve spodní části mrakodrapu, druhá je rozmístěna po celé jeho výšce.

Designové nápady zařazené do první skupiny znamenají, že se mezi samotnou budovou a zemí objeví další objekt, který umožňuje tlumit horizontální vibrace půdy. Existuje mnoho možností pro tento doplňkový předmět: může to být olověná pryžová podpěra, pružinový tlumič nebo posuvná podpěra. Například v seismicky nepříznivém Almaty stojí několik devítipatrových panelových budov na válcích: při zemětřesení se půda pod obytnou budovou otřese, ale dům sám zůstane na svém místě. V Japonsku se často používají olověné pryžové podpěry – válce o průměru jeden a půl metru z vysoce pružné pryže s olověným jádrem. Během zemětřesení se spodní část podpěry pohybuje spolu s půdou, zatímco horní část zůstává na svém místě, což umožňuje budově víceméně zachovat svou orientaci v prostoru.

ČTĚTE VÍCE
Mohou infrazářiče vytápět dům?

Druhou skupinou jsou nápady, které snižují dopad seismického zatížení podél výšky budovy. Patří sem zejména tuhostní membrány, povinné ve výškových budovách, které rozdělují energii mezi svislé nosné konstrukce, a inerciální tlumiče fungující na principu kyvadla: budova se naklání jedním směrem a kyvadlo ji táhne. zadní. Takové tlumiče jsou instalovány na mrakodrapu Taipei 101, který v roce 2002, ještě ve výstavbě, přežil zemětřesení o síle 6,8. Uvnitř této věže v patrech 88-92 je 660tunová koule, která se skládá ze 41 ocelových plátů a je nesena osmi ocelovými lany a osmi pružinami. Může se pohybovat v libovolném směru a kompenzovat jak seismické zatížení, tak zatížení silným větrem.

„Abyste si mohli vybrat konkrétní typ absorbéru seismiky, musíte znát seismologická data každého místa, jejich geologické charakteristiky zaznamenanými zrychleními, rychlostmi a posuny,“ říká Mergen Abakanov. – Tato měření provádějí seismologické ústavy, nikoli architekti.

Před zemětřesením v Kobe v roce 1995, které zničilo asi 200 000 budov a zabilo 6434 1981 lidí, mnoho japonských mrakodrapů nesplňovalo seismické normy přijaté v roce XNUMX. Stavitelé vyrobili věže starého stylu se slabými dřevěnými podlahami a mnohatunovými střechami, což umožnilo neutralizovat dopad silných větrů a tajfunů. Zemětřesení ale zničilo křehké příčky a těžké desky na střeše prorazily budovy odshora dolů. Jak ukazují nedávné události, Japonsko se poučilo ze svých chyb a změnilo svůj přístup ke stavbě mrakodrapů.

Dostávejte jeden z nejčtenějších článků e-mailem jednou denně. Připojte se k nám na Zen a VKontakte.

Vzhledem k seismickým podmínkám, ve kterých Japonci žijí, není divu, že přicházejí na různé způsoby, jak se ve všem chránit. To platí zejména pro stavebnictví, protože právě pod ruinami budov umírá většina lidí. Aby se vyhnuli tragickým následkům přírodních katastrof, přišli japonští vynálezci s. létající a tančící domy, které vydrží otřesy jakékoli amplitudy. Představili velmi reálné projekty a dokonce je uvedli do života.

1. Proč létající domy „umí vzlétnout“ ve správnou chvíli a nebojí se zemětřesení

Zavedení inovativních technologií umožnilo vytvořit „létající“ domy (koncept Air Danshin Systems). | Foto: arquitecturamagnetica.blogspot.com.

Zavedení inovativních technologií umožnilo vytvořit „létající“ domy (koncept Air Danshin Systems). | Foto: arquitecturamagnetica.blogspot.com.

Japonsko jako vždy překvapuje svým inovativním vývojem v automobilovém, elektronickém a elektrotechnickém průmyslu. Stavebnictví nezůstalo pozadu, zejména s ohledem na nestabilní zemský povrch země. Do této doby se v seismicky nebezpečných zónách stavitelé pokoušeli zpevnit základy pomocí superdlouhých pilot, vytvořit vyztužené pásy a použít pouze materiály, které odolá síle otřesů. Tentokrát se japonští inženýři a architekti vydali zcela jinou cestou a potěšili jedinečnými návrhy budov, které se mohly „vznášet“ nad zemí a vyhýbat se ničení při zemětřesení.

ČTĚTE VÍCE
Jak vařit nerezovou ocel se železným kovem?

Podle redaktorů Novate.ru vývojáři nejen představili velmi reálné koncepty létajících a tančících domů, ale své nevšední nápady již uvedli v život.

Japonští specialisté z Air Danshin Systems oživili své fantazie o létajících domech (koncept). | Foto: re-st.ru.

Japonští specialisté z Air Danshin Systems oživili své fantazie o létajících domech (koncept). | Foto: re-st.ru.

Neměli byste si myslet, že dům skutečně vzlétne, ale stále má vzduchový polštář. | Foto: facepla.net.

Neměli byste si myslet, že dům skutečně vzlétne, ale stále má vzduchový polštář. | Foto: facepla.net.

Zajímavost: Slovo „létání“ v popisu koncepčních projektů je nadsázka a takovou nadsázku (či trik) tvůrci projektu používají pouze k vyvolání asociace s dětskými sny. Specialisté z japonské designové společnosti Air Danshin Systems samozřejmě do určité míry dokázali přiblížit fantazie realitě, ale ne tak jasně, jak je znázorněno na designových obrázcích prezentovaných v konceptu. Podařilo se zavést speciální vzduchové polštáře, které zvednou celou budovu nad zem, ale vizuálně to není tak působivé, jak by si mnozí přáli.

Když se podíváte na postavené „létající“ domy, kterých je již více než tisíc, neuvidíte nic zvláštního. Standardní obytný dům, nelišící se od ostatních staveb, ale v případě zemětřesení nejen zachrání životy všech členů domácnosti. Jak ukázaly experimenty a praxe, obyvatelé děsivé otřesy ani nepocítí.

Mezi konstrukcí budovy a základem je umístěn vzduchový polštář, seismická čidla a kompresor dmychadla (koncept Air Danshin Systems). | Foto: ashdodruscom.livejournal.com.

Mezi konstrukcí budovy a základem je umístěn vzduchový polštář, seismická čidla a kompresor dmychadla (koncept Air Danshin Systems). | Foto: ashdodruscom.livejournal.com.

Pro dosažení takové stability konstrukcí přišli specialisté Air Danshin Systems s myšlenkou stavět domy bez pevného spojení se základem. Konstrukce budovy je namontována na rámu, uvnitř kterého je speciální vzduchový polštář se zabudovanými seismickými senzory analyzujícími vibrace zemského povrchu a výkonný vstřikovací kompresor.

Při sebemenším pohybu zemské kůry se spustí bezpečnostní systém a během několika sekund se polštář naplní vzduchem a zvedne konstrukci domu nad zem. I přes to, že výška vzduchové mezery je cca 4 cm, stačilo to na to, aby konstrukce zůstala bezpečná a zdravá, přičemž i věci uvnitř domu zůstávají na svých místech.

Dům zůstane ve fázi levitace, dokud hrozba nepomine a seismické senzory „vyfouknou vše“ k vypouštěcím ventilům, které hladce spustí budovu na místo.

I malá vzdálenost stačí k ochraně konstrukce před zničením.

A nejpříjemnější pro běžného Japonce je fakt, že postavit dům, který dokáže „vzlétnout“ ve správnou chvíli, bude o něco levnější než zpevnění celé konstrukce seismicky odolnými materiály a konstrukcemi (tradiční technologie pro Zemi vycházejícího slunce ). V inovativní verzi budete muset utrácet peníze pouze za základ odolný proti zemětřesení a přesně tento typ výtvoru si budete muset předem naplánovat, protože „zasunutí“ vzduchového polštáře se senzory a kompresorem pod hotový objekt rozhodně nefungují.

ČTĚTE VÍCE
Jaké jsou vlastnosti hypotečních úvěrů?

Pozoruhodné: Vývojáři Air Danshin Systems Inc před spuštěním pilotního projektu provedli více než jeden test a studii. Jeden z těchto experimentů byl prezentován na prezentaci. V továrních podmínkách vytvořili specialisté společnosti nejen plnohodnotné zařízení, ale také připojili speciální zařízení, které produkuje otřesy podobné zemětřesení. Během experimentu dům „vylétl“ na polštáři a všechny věci v něm umístěné zůstaly nehybné (dokonce ani víno ve sklenici se nepohnulo!).

O tento vývoj se začali zajímat nejen majitelé soukromých domů, ale také komerční struktury, i když je nepravděpodobné, že airbag unese objekt velkého rozsahu. Ve výškových stavbách je stále vhodnější používat „taneční“ technologii.

2. Schopnost tančících domů odolat zemětřesení

Většina japonských mrakodrapů je vyztužena pomocí ocelových rámů, kabelů a pojistek.

Japonsko je zemí, kde se problémy seismické odolnosti budov zabývají vědecké ústavy a experimentální podniky, kde se testuje veškerý vývoj bez výjimky. Modely skutečných budov navíc procházejí komplexním testováním a reálnými nárazovými testy. V inovativním vývoji tanečních domů, v nichž nejdále pokročili Japonci, by se proto neměly hledat chyby a přepočty architektů.

Veškerý vývoj a implementace japonských vývojářů prochází komplexním testováním a dokonce i crash testy.

Veškerý vývoj a implementace japonských vývojářů prochází komplexním testováním a dokonce i crash testy.

Nejedná se o křivé nebo šikmé budovy, ale o docela známé budovy, ve kterých jsou zavedeny ultrapevné rámové konstrukce a síť výkonných kabelů, které propletou všechna patra a bezpečně připevní k základům. Technologicky mohou být takové doplňky návrhu budovy provedeny jak během výstavby nového zařízení, tak pro posílení stávajících budov. Umožňují provádět jakékoli baletní kroky na obřích konstrukcích při zemětřesení bez tragických následků.

Zádržné konstrukce umožňují domům pohybovat se v čase s otřesy zemské kůry.

Díky realizacím dům aktivně „neodolává“ pohybům zemské kůry ve snaze udržet rovnováhu, ale naopak se pohybuje v čase s podzemními vibracemi. Tyto akce zcela uhasí energii zemětřesení, jediné je, že se zdeformují ocelové pojistky držící rámy a kabely v požadované poloze. Po každém „tanci“ při zemětřesení je tato část posilovacího systému vyměněna, ale jinak mohou být nutné pouze kosmetické opravy, pokud byly pohyby příliš aktivní.

Výše popsaný způsob zachování neporušených architektonických struktur je relevantní již několik desetiletí v řadě, ale nyní dávají brilantní japonští inženýři přednost kyvadlovým závěsům, pohyblivým nosným konstrukcím a sloupkům tlumícím nárazy. Tyto možnosti jsou bezpečnější, lze je použít při stavbě mrakodrapů, fungují jako vzduchový polštář, drží budovu v jedné poloze a pouze zavedené inovativní prvky se pohybují v čase se zemskými vibracemi.

ČTĚTE VÍCE
Jak správně zasadit borovici na místě?

Inovativní vývoj umožňuje chránit budovy jakékoli výšky před zničením během zemětřesení.

Inovativní vývoj umožňuje chránit budovy jakékoli výšky před zničením během zemětřesení.

Samozřejmě spolu s takovými realizacemi se používají speciální stavební materiály a sklo se speciálním ocelovým závitem, protože jsou nejkřehčím prvkem v konstrukci stavby.

Japonsko je jedinečná země, kde všechno překvapí a potěší, od fantastického vývoje v různých oblastech až po zvláštnosti kutilství.