Сейсмоустойчивость: почему они качаются и не разваливаются?



Раз уж у меня начался словестный понос с утра, то напишу еще об одной штуке. Я несколько раз была в небольшом музее в Наре, где можно посмотреть историю строительства сейсмоустойчивых зданий. В прошлом году я там сделала это фото, и все никак не знала, что с ним делать - не находилось повода что-то об этом сказать.

Если говорить о технологии строительства сейсмоустойчивых зданий, то там наверняка все очень сложно, и можно написать целую диссертацию на эту тему обо всех ньюансах. Вероятнее всего японцы отказались от некоторых отделочных материалов и конструкций, которые не соответсвуют нормам безопасности. Но когда рассказывают об особенностях строительства таких зданий в Японии, чаще всего говорят именно о таких опорах, на которых стоит каждый современный дом.




Опоры представляют собой многослойные конструкции. Я уже точно не помню никаких подробностей про сплавы, но резина точно делается из смеси природной резины и какой-то специальной с повышенной гибкостью. Слои резины чередуются со слоями металла. И во время землятресения такая конструкция помогает рассеивать толчки за счет того, что "ходуном ходят" именно эти опоры со слоями резины и металла, принимая на себя все колебания.

В музее принцип работы показывали на примере стакана, наполненного водой. Под ним стояла такая опора, которую мотало туда-сюда, а стакан оставался неподвижным, и вода не расплескивалась.



В итоге обещают, что здание останется в целости и сохранности, а все вещи на своих местах. Судя по многим картинкам колебания гасятся настолько, что здание даже не двигается. Но на самом деле это не совсем так. Даже при среднем землятресении чувствуются колебания и качка. И чем выше этаж, тем сильнее качает по идее. Поэтому некоторым людям, чувствительным к укачиванию, может стать нехорошо.

Тут еще имеет большое значение, с какого типа толчками приходится сталкиваться. Такая схема хорошо помогает гасить поперечные волны, а вот с продольными такой эффективности нет. Поэтому можно одновременно чувствовать и толчки снизу, и качку.

Мне всегда было интересно, какие изменения вносятся в саму конструкцию здания, что каркас вообще выдерживает колебания. Что-то мне подсказывает, что кирпичные здания здесь точно не прижились бы. Есть отделка "под кирпич", но это всего лишь фасад, и она не имеет отношения к функциональной кладке.

Может быть кто-нибудь из строителей-архитекторов сможет рассказать какие-то интересные подробности и строительстве сейсмоустойчивых зданий.



Я нашла схематичные картинки, показывающие, как устроен фундамент. 



Макет опоры в музее был буквально сантиметров 30 в диаметре, но в оригинале он достигает как минимум полутора метров. В том же музее была открыта часть фундамента, чтобы можно было заглянуть и посмотреть, как такие опоры выглядят в жизни.



Фото сделано во время тестов. Если представить реальные масштабы, дыхание останавливается.
 

 
Уже более 20 лет назад вышел закон о том, что все новые здания должны строиться с применением новых технологий. Больше всего не везет частным старым двухэтажным домам, построенным еще в дореволюционные времена, - при очень сильных землетрясениях они разваливаются в мгновение ока. Поэтому самые серьезные разрушения зданий бывают именно в частном секторе и в деревнях, а не в центре мегаполисов, где сорокоэтажный многоквартирный дом покачался и успокоился.
Я в детстве один раз пережила землетрясение небольшое - 3-4 балла, мы жили на 4 этаже 5-этажного дома. С тех пор у меня нет вопросов, почему нужно сразу выбегать на улицу. Тогда, в детстве это было первым движением, которое у меня возникло - скорее бежать на улицу, подальше от домов. Это не от знания, а от инстинкта самосохранения