Kako neboderi u Japanu iz zemljotresa izlaze neoštećeni? Visoke zgrade „plešu" da bi zaštitile ljude (VIDEO)

U zemljotresu koji je prošlog ponedeljka pogodio Turski i Siriju stradalo je više od 43.000 ljudi. Mnoge visoke zgrade urušile su se od snažnog potresa, ostavljajući hiljade ljudi ispod ruševina, a spasioci već punih 11 dana tragaju za preživelima.

Jedan od investitora koji stoji iza gradnje stanova u teško pogođenom Hataju, koje su usmrtile stotine ljudi, uhapšen je nedugo posle katastrofe, ali to nije utešilo ljude koji su ostali bez najmilijih.

Sa druge strane, Japan je mislio unapred i može se navesti kao primer zemlje koja je spremna da se suoči čak i sa ekstremno jakim zemljotresima uz minimalan broj žrtava.

Iako je jedna od zemalja koja ima najveći broj zemljotresa, Japan važi za dom nekih od najotpornijih zgrada na svetu, a njihova tajna leži u sposobnosti da „plešu" dok se tlo pomera ispod njih.

Drugačiji pogled na zgrade i ljudski život na prom mestu

Visoke zgrade Tokija, Osake i Jokohame dominiraju gradskim pejzažom. Kule odaju utisak nepomičnosti i postojanosti i to je tako sve dok ne dođe do jačeg potresa. Tada neboderi u Japanu počinju da se kreću.

Zemljotres u Tokohuu 2011. poznat je kao jedan od najrazornijih u poslednje vreme, ali to je bio samo jedan od mnogih seizmičkih događaja koji pogađaju Japan svake godine.

Japanski arhipelag leži duž Pacifičkog vatrenog prstena, na ivici evroazijske, filipinske i pacifičke tektonske ploče. Na samom spoju jedna tektonska ploča podvukla se ispod druge, što izaziva stvaranje pritisaka i dovodi do zemljotresa dovoljno jakih da sravne običan grad sa zemljom.

Ali kule u Japanu nisu obične zgrade. Sve zgrade, čak i ako su male ili privremene, moraju biti otporne na zemljotrese, kaže Jun Sato, građevinski inženjer i vanredni profesor na Univerzitetu u Tokiju.

Postoje dva glavna nivoa otpornosti na kojima inženjeri rade: prvi nivo je izdržavanje manjih zemljotresa, koji zgradu može pogoditi tri ili četiri puta tokom njenog životnog veka u Japanu. Za ovu jačinu svako oštećenje koje zahteva popravku nije prihvatljivo. Zgrada treba da bude tako dobro projektovana da može da preživi manje zemljotrese neoštećena.

Drugi nivo otpornosti je otpornost na ekstremne zemljotrese, koji su ređi. Letvicu je postavio Veliki zemljotres Kanto iz 1923. Ovo je bio veliki zemljotres, magnitude 7,9, koji je razorio Tokio i Jokohamu i ubio više od 140.000 ljudi.

Za zemljotrese veće magnitude od ovog standarda savršeno očuvanje zgrada više nije cilj. Prihvatljiva je svaka šteta koja ne uzrokuje ljudske žrtve.

Pixabay

- Zgrade se dizajniraju da zaštitite živote ljudi. To je osnovni zahtev - kaže Zigi Lubkovski, specijalista za seizmiku na Univerzitetskom koledžu u Londonu.

Amortizeri

Da bi izdržale neverovatne jačine zemljotresa, zgrade moraju da apsorbuju što je moguće više seizmičke energije.

- Ako struktura može apsorbuje svu energiju, neće se srušiti - kaže Sato.

Ovo se uglavnom dešava u procesu koji se zove seizmička izolacija. Zgrade ili konstrukcije se postavljaju na oblik ležaja ili amortizera, ponekad jednostavno u obliku blokovi gume debljine oko 30-50 centimetara da bi se oduprli zemljotresu. Gde god se stubovi zgrade spuštaju do temelja, oni leže na ovim gumenim podlogama.

Otpornost od vrha do dna

Adaptacije na temelju zgrade su jedan od glavnih načina na koji se zgrade prave da izdrže zemljotrese, ali amortizeri duž cele zgrade takođe mogu poboljšati otpornost.

Pixabay

- Visoka zgrada može da se pomeri 1,5 metara, ali ako postavite amortizere na određene nivoe, na svaki drugi sprat sve do vrha, možete znatno smanjiti to kretanje, sprečavajući oštećenje nadgradnje - kaže Lubkovski.

Amortizeri često izgledaju poput pumpe za bicikl, osim što su napunjeni tečnošću umesto vazduhom.

Elegancija i bezbednost

Kompleksni uređaji koji apsorbuju energiju zemljotresa i olakšavaju podrhtavanje nisu jedini način da se zgrada učini otpornom na zemljotrese. Druge metode uključuju raspored i dizajn same zgrade.

- U idealnom slučaju, ono što želimo jeste da zgrada bude što pravilnija. Ako je svaki sprat potpuno iste visine i ako su svi stubovi na ravnomernom rastojanju mreže, zgrada će bolje podneti zemljotres - kaže Lubkovski.

Često dizajneri spektakularnih nebodera nerado prave takve vrste kompromisa, a tenzije između seizmičkih standarda koje zahtevaju inženjeri i kreativnih vizija arhitekata su uobičajene.

- Među nama uvek postoje veliki sukobi. Na sreću, u Japanu su arhitekte edukovane o zemljotresima, tako da inženjeri i dizajneri mogu da razgovaraju sa ljudima zdravog razuma - kaže Norihiro Edžiri, predstavnik direktora firme „Ejiri Structural Engineers" iz Tokija.

Pixabay

Tokijski televizijski toranj Nebesko drvo druga je najviša zgrada na svetu. Izgrađen je u „neofuturističkom“ stilu koji uključuje neke elemente tradicionalne japanske pagode i centralni stub pričvršćen za seizmičke prigušivače koji zajedno mogu da apsorbuju energiju zemljotresa.

Zaštitna mreža

Sato je radio na razvoju seizmičkih inženjerskih rešenja koja su i funkcionalna i elegantna.

- Kada razgovaram o strukturalnim projektima sa arhitektima, uvek tražim način da uskladim seizmičke elemente u celokupni dizajn zgrade - kaže on.

Na primer, korišćenje mrežastih struktura pomaže u sprečavanju izvijanja nosača zgrade. Ako se jedan deo zakopča, susedni pomaže da se zaustavi savijanje i distribuira apsorpciju energije. Tako mrežaste strukture pomažu u jačanju zgrada.

Razvoj dizajna

Istraživači pokušavaju da procene kako bi budući zemljotresi mogli da utiću na zgradu posmatranjem aktivnih grešaka, ali čini se da je magnituda zemljotresa u regionu sve veća, tako da predviđanje postaje sve teže, kaže Edžiri.

Postavlja se pitanje da li bi sutrašnje zgrade mogle da izdrže čak i najveće zemljotrese neoštećene.

- Takve zgrade bi bilo moguće izgraditi. To će postići vrste izolacionih sistema baza, ležajeva, podupirača, prigušenih sistema nosača koje koristimo - kaže Lubkovski.

Odgovor leži u postepenom testiranju svih poznatih tehnologija koje imamo za stabilizaciju zgrada, dok isprobavamo sve kreativnije dizajne, kao što su mrežaste strukture.

Ponekad male, eksperimentalne strukture, kao što je složena poliedarska mreža dizajnirana da se odupre izvijanju u paviljonu Naočima u Kagavi mogu dodatno ojačati zgradu.

Razmišljanje unapred

Zbog nepredvidive prirode prirodnih katastrofa, nemoguće je znati da li dizajn može da izdrži sledeći veliki zemljotres dok do njega ne dođe.

Tek posle toga inženjeri i arhitekte mogu biti sigurni u otpornost svojih dela.

Bonus video

Pratite sve vesti iz Srbije i sveta na našem Telegram kanalu.

Instalirajte našu iOS ili android aplikaciju – 24sedam Vest koja vredi