Устойчивый баланс

В настоящее время чрезвычайно вырос интерес к способам защиты домов от землетрясений и других стихийных бедствий. Безопасность постройки в случае стихийного бедствия является сейчас одним из важнейших условий при приобретении домов и квартир в кондоминиумах. Для того, чтобы сделать осознанный выбор, среднестатистический потребитель должен иметь четкое представление о различиях между конструкциями, которые могут быть сейсмоизолирующими, сейсмоконтролируемыми и сейсмостойкими.

Все эти термины дают общее представление о степени защиты сооружения от землетрясений, но в строгом смысле слова, между ними есть существенные различия. Ключевой момент в понимании этих различий состоит в том, что при землетрясении некоторые элементы конструкции зданий поглощают энергию толчков.

В сейсмоконтролируемых конструкциях необходимые устройства, которые поглощают энергию землетрясения, размещаются либо в верхней части здания, либо на каждом этаже, помогая снизить воздействие толчков земли на постройку. Сейсмостойкая конструкция сооружения возводится на основе каркаса с мощными опорными конструкциями и поперечными балками, которые способны выдержать вес здания в случае землетрясения, хотя впоследствии может потребоваться ремонт каркаса.

Сейсмоизолированные структуры, напротив, строятся с виброизолирующими устройствами – изоляторами, изготовленными из плакированной стали и высокодемпфирующей резины, которые размещаются в основании здания. В этом случае, даже при мощных толчках, здание медленно раскачивается, однако предметы обстановки в помещениях вряд ли будут передвигаться или падать, а возможность повреждения самого строения существенно снижается.

Самый крупный в мире свинцово-резиновый изолятор
Как должны быть построены жилые здания, чтобы справляться с частыми землетрясениями? Какие стандарты обеспечат им безопасность? Постараемся ответить на эти вопросы. Здание Capital Mark Tower (Токио, 2007) было снабжено системой сейсмоизоляции, предназначенной не только для защиты жизни людей, но и для сохранения имущества его владельцев.

Чтобы максимально использовать достоинства сейсмоизолированной конструкции при возведении 47-этажного высотного здания, специалисты компании Nikken Sekkei разработали совершенно новое сейсмоизоляционное приспособление для супервысоких сооружений – самый большой в мире изолятор из многослойной демпфирующей резины со свинцовым сердечником в центре.

Как показано на рисунке 1, внутренние и наружные углы двойной каркасной конструкции здания поддерживаются 24 крупными изоляторами, установленными в кластерах. Имея 1,6 м в диаметре, они на сегодняшний день являются самыми крупными в мире. Эти мощнейшие изоляторы также оснащены специальными стальными пластинами-крыльями, которые должны гасить вибрацию от подземных толчков, придавая устойчивость строению.

Углы здания также усилены разработанными «мегабалочными» стенами метровой толщины, которые принимают на себя основную нагрузку системы сейсмической изоляции, а также осевую нагрузку здания. Дополнительно в углах треугольной башни располагаются изоляторы меньшего размера: 24 – диаметром 1,5 м, 14 – диаметром 1,4 м и 7 – диаметром 1,2 м, а также под строением равномерно размещены четыре упругие подвижные опорные конструкции.

Многослойные резино-металлические опоры со свинцовыми стержнями используются в строительстве уже более 80 лет и представляют собой технологии, широко применяемые во всем мире, но в Японии они получили широкое распространение только после Великого землетрясения Хансин в 1995 году. Кинетическая энергия, возникающая при землетрясении, передается к свинцовой сердцевине ядра, которая преобразует его в тепло, рассеивая вибрацию по сооружению.

Свинец может быть эластичным, поэтому он, так же как и резина, легко возвращается к своей первоначальной форме. Это свойство свинца помогает конструкции снижать так называемые резонансные явления, которые могут вызвать необратимые разрушения, происходящие в результате длинноволновых колебаний, и ставшие в последнее время объектом наибольшей озабоченности.

Использование таких новых технологий и конструкций обеспечивает высокий уровень безопасности этой постройки, несмотря на ее большую высоту – 170 метров. Крупнейший в мире изолятор прошел оценку качества Центром строительства и был утвержден министром земли, инфраструктуры, транспорта и туризма Японии.

Capital Mark Tower
Расположение: Токио, Япония
Назначение: жилье
Архитектура: Sato Kogyo Corporation, Nikken Housing System
Статус: построено
Начало строительства: 2005
Окончание строительства: 2007
Площадь этажей: 99 980 кв. м
Количество этажей: 47
Количество жилых блоков: 869

Полную версию статьи Вы можете скачать здесь

Материалы предоставлены компанией Nikken Sekkei