Јапонија е дом на некои од најотпорните згради во светот - а нивната тајна лежи во нивниот капацитет да „танцуваат“ како што земјата се движи под нив.
Тивки чувари
Големите згради во Токио, Осака и во Јокохама доминираат на градските сцени. Кулите даваат впечаток дека се неподвижни и непоколебливи.
Овие кули се фиксната заднина на секојдневниот урбан живот во Јапонија, како што се во секој голем и развиен град во светот. Додека луѓето и сообраќајот се одвиваат околу нив, тие и понатаму стојат неподвижни. Потребен е земјотрес за да се открие дека перспективата е илузија. Всушност, во Јапонија облакодерите мора да имаат способност да се движат.
Континуирани закани
Земјотресот во Токио во 2011 година е познат како една од најпознатите катастрофи во последно време. Но, тоа беше само еден од многуте сеизмички настани со кои Јапонија се соочува секоја година.
Јапонскиот архипелаг лежи на тихоокеанскиот огнен прстен, на маргините на евроазиските, филипинските и пацифичките тектонски плочи. На маргините, една тектонска плоча е принудена под друга, предизвикувајќи издигнувања на вонредни притисоци. Земјотресот е ослободувањето, испраќајќи вибрации доволно силни за да го срамни еден град со земјата.
Фото: Getty Images/
На сликата е автопатот Кјушу, оштетен од земјотресот со јачина од 6,4 степени во 2016 година
Но блоковите тули на Јапонија не се обични згради. Сите згради, дури и малите и привремените структури, мора да бидат отпорни на земјотреси, вели Јан Сато, градежен инженер и вонреден професор на Универзитетот во Токио.
Постојат две главни нивоа на отпорност на кои работат инженерите: прво да издржи помали земјотреси со кои зградата би можела да се соочи три или четири пати во својот животен век. За оваа големина, каква било штета што бара поправка не е прифатлива. Зградата треба да биде толку добро дизајнирана, што ќе може да ги избегне овие земјотреси без воопшто да биде оштетена.
Второто ниво на издржливост е издржување на екстремните земјотреси, кои се поретки. Нивото е поставено од големиот Канто земјотрес од 1923 година. Станува збор за голем земјотрес со јачина од 7,9 степени. Земјотресот ги уништи Токио и Јокохама и уби повеќе од 140.000 луѓе.
За земјотреси со поголема јачина од оваа, совршеното зачувување на зградите повеќе не е цел. Каква било штета што не предизвикува човечка жртва е прифатлива.
- Се дизајнираат згради за да се заштитат животите на луѓето. Тоа е минималното барање - вели Зиги Лубковски, сеизмички специјалист од Универзитетскиот колеџ во Лондон.
Апсорбирање на шокот
За да ги издржат неверојатните сили на земјотресите, зградите треба да апсорбираат колку што е можно повеќе сеизмичка енергија.
- Кога структурата може да ја апсорбира целата енергија од земјотресот, таа нема да пропадне - вели Сато.
Ова главно се случува во процес наречен сеизмичка изолација. Зградите или структурите се ставаат на нешто слично како апсорбер на шок - понекогаш блокови од гума со дебелина од околу 30 до 50 сантиметри - за да се спротивстават на движењата на земјотресот.
Адаптациите кон основата на зградата се едни од главните начини на кои зградите се направени да издржат земјотреси. Но, движењето низ висината на објектот исто така може да ја подобри еластичноста.
- Високата зграда може да се движи 1,5 метар, но ако поставите амортизери на одредени нивоа, на секој втор кат до врвот, можете да го намалите движењето, спречувајќи оштетување на градбата - вели Лубковски.
Амортизерите изгледаат како велосипедска пумпа, но се наполнети со течност наместо со воздух.
- Како што ја компресирате пумпата, таа се турка наспроти течноста. Не се компресира многу, но ќе се помести малку. Овој процес може да ги намали вибрациите во самата зграда - додава тој.
Фото: Wikipedia
Елегантност и безбедност
Комплексните уреди за апсорпција на енергијата од земјотресот и олеснувањето на тресењето не се единствениот начин да се создаде зграда отпорна на земјотрес. Другите методи ги вклучуваат изгледот и дизајнот на самата зграда.
- Ако секој кат е со иста висина и сите столбови се на рамна мрежа, зградата ќе има подобри резултати за време на земјотрес - вели Лубковски.
Но, дизајнерите на спектакуларни облакодери не се подготвени да направат такви компромиси, така што чести се тензиите меѓу сеизмичките стандарди што ги бараат инженерите и креативните визии на архитектите.
- Секогаш постојат големи конфликти меѓу нас. За среќа, во Јапонија и архитектите се едуцирани за земјотреси, па инженерите и дизајнерите можат да разговараат - вели Норихиро Еџири, репрезентативен директор на компанијата „Еџири“.
Кулата Скајтри во Токио е втората највисока зграда во светот. Изградена е во „неофутуристички“ стил што вклучува елементи од традиционалната јапонска пагода и вклучува централен столб прицврстен на сеизмички амортизери што заедно можат да ја апсорбираат енергијата од земјотресот.
Развојни дизајни
Целта на создавањето згради што се отпорни на земјотрес не е статична. Истражувачите проценуваат дека идните земјотреси може да влијаат врз зградата со набљудување на активните грешки. Но, големината на земјотресите во регионот се чини дека се зголемува, така што предвидувањето станува уште потешко.
Но, дали утрешните згради можат да издржат дури и најголеми земјотреси?
-Во рамките на разумот, да, таквите згради треба да бидат можни - вели Лубковски.
Одговорот лежи во постепеното тестирање на сите познати технологии што ги имаме за да се стабилизираат зградите, додека се испитуваат уште покреативни дизајни, како што се мрежните структури.
Напредно размислување
Поради непредвидливата природа на природните катастрофи, невозможно е да се знае дали дизајнот може да го издржи наредниот голем
земјотрес, сѐ додека не се случи.