Cum funcționează clădirile cu structuri rezistente la cutremur?

Postat la 30.03.2018 de Mihaela Ioncelescu in ȘTIRI, Interne, Tehnologie

 Share

Mișcările pământului au semănat teamă în rândul oamenilor, din cele mai vechi timpuri. În antichitate, grecii credeau că zeul Poseidon agită marea pe care plutește pământul ceea ce dă naștere cutremurelor. Mai târziu, vânturile sălbatice din peșterile subterane ale pământului erau responsabile de producerea cutremurelor atunci când încercau să iasă la suprafață. Au trecut multe secole până când oamenii au învățat care sunt cauzele mișcărilor telurice capabile să prăbușească în câteva clipe clădiri și să răpească vieți de oameni prinși sub dărâmături. Și au mai învățat că, în bună parte, nu cutremurele sunt cele care ucid oamenii ci clădirile pe care mișcările pământului le dărâmă.

Istoria consemnează cele mai puternice cutremure care au zguduit planeta și cifre impresionante și tragice deopotrivă care demonstrează anvergura tragediilor precum și a pagubelor provocate de mișcările pământului. O istorie din care oamenii au învățat, de-a lungul timpului, să realizeze hărți de risc seismic și să facă toate calculele pentru a construi clădiri cât mai sigure.

Printre cele mai relevante exemple găsim cazul Japoniei, arhipelag aflat pe Cercul de Foc al Pacificului și zguduit de mișcări telurice. Seismul din ianuarie 1995 care a devastat orașul Kobe, a ucis 6.300 de oameni, iar alte 300.000 au rămas fără adăpost, și a culcat la pământ 150.000 de clădiri, a reprezentat semnalul de trezire pentru autoritățile nipone care au pus bazele complexului Earth-Defense – un simulator de cutremure unde se fac teste de rezistență pentru diverse tipuri de construcții. De fapt, simulatorul este o platformă controlată de un mecanism hidraulic care suportă structuri de până la 1.200 de tone. Acceleratoarele pot produce mișcări aproape similare celor produse la un cutremur. 

Toate aceste teste ajută la identificarea a noi măsuri de securitate și materiale de construcții astfel încât clădirile să nu mai pericliteze viața oamenilor. Chile este un alt exemplu demn de luat în considerare atunci când discutăm despre siguranța și soliditatea clădirilor. Când cutremurul cu o magnitudine de 8,8 grade pe scara Richter, a lovit Chile în 27 februarie 2010, a fost atât de puternic încât a deplasat axa Terrei cu aproximativ 8 centimetri și a scurtat ziua cu 1.26 microsecunde, estimează seismologii. O privire mai atentă arată însă că majoritatea oamenilor care au murit au fost prinși între dărâmăturile caselor vechi sau înecați de tsunami. Multe blocuri nu au mai putut fi locuite însă, în mare parte, au servit scopului pentru care au fost construite, acela de a proteja pe cât posibil viețile oamenilor. Chilienii folosesc rețeta care permit clădirilor să se ‘îndoaie’ dar să nu se prăbușească.

Specialiștii în arhitectură și construcții din întreaga lume sunt de acord că sarcina realizării unor clădiri care să scape intacte în urma unui cutremur este aproape imposibilă, generând costuri amețitoare. Un obiectiv mult mai realist este, însă, construcția de imobile rezistente la seism, adică acele clădiri proiectate să nu se prăbușească în eventualitatea unui cutremur și să protejeze viața locatarilor săi.

Un element important de care constructorii țin seama este terenul ales pentru a ridica o construcție. Cel mai bine se comportă clădirile, fie că sunt case de locuit fie zgârie-nori, a căror fundație se află pe un teren solid, solul fiind mult mai ferm, față de terenurile mlăștinoase supuse riscului alunecărilor. Drept urmare, înainte de a demara orice proiect imobiliar, constructorii trebuie să evalueze activitatea seismică a zonei, fiind necesară consultarea hărților de risc seismic. 

În Romania:

Conform datelor Institutului Național pentru Fizica Pământului, istoricul seismografic din România arată că cele mai sigure locuri în cazul unui cutremur sunt județele Timiș, Caraș-Severin, Satu-Mare și granița dintre Suceava și Maramureș. Aproape la fel de sigure sunt zonele cuprinse între Oradea, Cluj, Deva și Bisitrița precum și între județele Sibiu și Brașov, cele două fiind însă cu risc seismic mediu. În aceeași ultimă categorie intră Târgu-Mureș, Piatra Neamț și Suceava. Statistica INFP arată fără dubiu că București, Ploiești, Buzău, Focșani și Iași sunt cele mai periculoase zone pentru locuitori în caz de cutremur, urmate de Roman, Bacău, Pitești, Giurgiu și zonele din acel perimetru.

Despre București - capitala europeană a cutremurelor, puteți citi un articol dedicat acestui subiect aici.

Fiind cunoscute riscurile pe care cutremurele le au asupra țării noastre, există în acest moment o serie de programe destinate reducerii riscului seismic, despre care am scris mai pe larg aici.


Sursa foto.

Clădirile construite în zone cu risc seismic ridicat nu vor avea un design asimetric pentru a fi rezistente, fiind evitate clădirile în formă de L sau T, cele cu structuri divizate și, nu în ultimul rând, ornamentațiile abundente care riscă să se disloce la o mișcare telurică. Structurile din zidărie portantă sunt considerate cea mai bună soluție pentru clădirile de locuit, putând fi realizate din cărămidă, bolțari, BCA sau piatră. Pereții portanți din beton armat au rolul de a transmite terenului de fundare atât energia verticală cât și pe cea orizontală provenite de la vânt puternic sau cutremur. Constructorii aplică rosturi antiseismice în punctele de intersecție ale pereților pentru a crește rezistența clădirii la cutremur, iar structura este prevăzută cu centuri din beton armat care leagă zidurile. Pentru a crește ductilitatea și a spori capacitatea de disipare a energiei, constructorii apelează la pereții de forfecare, panouri care întăresc cadrul structural al clădirii și cresc rezistența la cutremur. Aceste panouri de forfecare sunt, de obicei, plasate în zona pereților fără deschidere precum în zona scărilor sau a lifturilor.

Ductilitatea este un cuvânt cheie în odiseea construcțiilor rezistente la cutremur, iar specialiștii atrag atenția că betonul și cărămida asigură o ductilitate scăzută, absorbind o cantitate prea mică de energie, față de oțel beton armat sau oțel de construcție care permit clădirilor să se curbeze fără să se prăbușească.

Tehnicile de construcție se îmbunătățesc cu viteza la care se construiesc clădiri amețitor de înalte, iar zgârie-norii se bucură de o atenție deosebită din partea constructorilor. În condițiile în care clădirile sunt construite astfel încât să suporte sarcina verticală, constructorii gândesc imobile care să suporte cât multă mișcare laterală imprimată de un cutremur structurii unei clădiri. În ultimii zeci de ani s-au construit zgârie-nori care plutesc pe mingi de rulmenți, arcuri și cilindri capitonați care absorb șocul și permit clădirilor să se detașeze de mișcările telurice.

 „Acești zgârie-nori nu stau direct pe pământ, așa că sunt protejați de șocurile seismice. În cazul unui cutremur major, ele pot chiar să se miște câțiva metri, dar nu mai mult. Sunt împrejmuite de zone-tampon, care le împiedică să atingă alte structuri, în mișcarea lor”, arată Carl Nelson, Chief Scientist at Imagination Station Toledo. O tehnică aplicată clădirilor înalte este echilibrarea lor cu o masă de câteva tone amplasată pe acoperiș care se balansează în sens invers mișcării imprimate de unda seismică.

Unele dintre cele mai înalte clădiri ale lumii se numără și printre cele mai rezistente la cutremur, fiind construite într-o zonă cu activitate seismică intensă. Una dintre ele este turnul Yokohama Landmark care, cu ai săi 300 de metri, este cea mai înaltă clădire din arhipelagul nipon. Turnul este realizat din materiale elastice și flexibile, capabile să absoarbă forța cutremurelor, iar secretul este utilizarea structurii pagodelor japoneze rămase intacte după multiple sesime.


Sursa foto.

Centrul Financiar Taipei, cu o înălțime de 508 metri, își datorează rezistența la cutremur construcției unei gigantice bile din oțel, de 730 de tone, montată într-un leagăn din cabluri de oțel în interiorul turnului, al cărei rol este de a absorbi undele seismice și a contracara balansarea construcției.


Sursa foto. 

Tehnologia de izolare seismică, folosită cu succes în cazul aeroportului Sabiha Gokcen din Istanbul, a presupus ridicarea construcției pe uriașe amortizoare deasupra solului, aeroportul fiind construcția rezistentă la cutremure cu cea mai întinsă suprafață..

Una dintre cele mai spectaculoase clădiri ale lumii, turnul Burj Khalifa din Dubai, cu o înălțime de 828 de metri, este și una dintre cele mai rezistente de pe glob. Proiectat să reziste atât la vânturi puternice cât și la mișcările pământului, vârful turnului poate să se deplaseze cu aproape un metru și jumătate, iar temelia clădirii își poate modifica poziția în caz de cutremur. Designul în formă de Y al clădirii a fost utilizat pentru a susţine structura turnului, care se îngustează pe măsură ce avansează în înălţime, iar în partea superioară, clădirea se transformă într-o structură din oţel finalizată cu o imensă spirală.


Sursa foto.

Vestea bună de final este că și România poate intra pe lista clădirilor înalte rezistente la cutremur cu Sky Tower din București, o clădire de 137 de metri proiectată să reziste la cutremure cu magnitudinea de peste 9 grade pe scara Richter.

Următorul cutremur se va produce, inevitabil, așadar pe lângă măsurile de prevenție este foarte important sa im informați și despre siguranța post-seism, despre care puteți afla mai multe aici


Sursa foto.



Articol din domeniile

ȘTIRI Interne Tehnologie

Mihaela Ioncelescu

Absolventă de Filosofie, are un master în Studii Americane, lucrează la un post de radio și crede că oamenii inteligenți și cu curaj să gândească neconvențional pot avea cele mai bune idei pentru a schimba lumea.

Articole similare

0 COMENTARII

AI O ȘTIRE DE INTERES SAU CEVA DE SPUS COMUNITĂȚII? CONTACTEAZĂ-NE!