Science >> Wetenschap >  >> Geologie

Hoe aardbevingsbestendige gebouwen werken

Aardbevingsbestendige gebouwen zijn constructies die zijn ontworpen om de krachten te weerstaan ​​die door aardbevingen worden gegenereerd en tegelijkertijd de bewoners binnenin te beschermen. Ze maken gebruik van verschillende technieken en technische principes om de energie van seismische golven te absorberen, te weerstaan ​​en te verspreiden, waardoor schade en mogelijk verlies aan mensenlevens tot een minimum wordt beperkt. Zo werken aardbevingsbestendige gebouwen:

1. Lateraal krachtbestendig systeem:

Aardbevingsbestendige gebouwen zijn uitgerust met laterale krachtbestendige systemen (LFRS) die zijdelingse krachten in meerdere richtingen kunnen weerstaan. Deze systemen omvatten:

- Momentbestendige frames:stalen of betonnen frames met stijve verbindingen die kunnen buigen om seismische energie te absorberen.

- Verstevigde frames:frames versterkt met diagonale stalen beugels voor zijdelingse stabiliteit.

- Schuifwanden:Verticale muren van beton of metselwerk die horizontale krachten weerstaan.

- Basisisolatiesysteem:bij dit systeem wordt het gebouw op een laag flexibel materiaal, zoals rubber, geplaatst, dat de constructie isoleert van de beweging van de grond.

2. Sterke fundering en structureel ontwerp:

- Gebouwen hebben een diepe en sterke fundering, vaak versterkt met beton, om de constructie aan de grond te verankeren.

- Balken en kolommen zijn versterkt met stalen wapening om de sterkte en flexibiliteit te vergroten, waardoor ze dynamische krachten kunnen weerstaan.

3. Dempingssystemen:

- Energiedissipatie-apparaten zijn ingebouwd om energie van seismische trillingen te absorberen en af ​​te voeren.

- Deze apparaten kunnen viskeuze dempers, visco-elastische dempers en afgestemde massadempers omvatten.

4. Flexibele verbindingen en verbindingen:

- Er worden flexibele verbindingen en verbindingen gebruikt om beweging tussen verschillende structurele elementen mogelijk te maken.

- Dit helpt de krachten te herverdelen en minimaliseert de spanning op individuele componenten.

5. Lichtgewicht constructiematerialen:

- Vaak worden lichtere bouwmaterialen, zoals staal en beton, gebruikt om het totaalgewicht van het gebouw te verminderen.

- Lichtgewicht materialen verminderen de traagheid en seismische krachten die op de constructie inwerken.

6. Regelmatige vorm en symmetrie:

- Regelmatige, symmetrische gebouwvormen reageren doorgaans beter op seismische krachten dan onregelmatige ontwerpen.

- Onregelmatigheden zorgen voor onevenwichtige krachten en spanningsconcentraties.

7. Achteraf inbouwen:

- Bestaande niet-aardbevingsbestendige gebouwen kunnen achteraf worden aangepast om hun seismische weerstand te vergroten.

- Dit kan het toevoegen van verstevigingssystemen, het versterken van kolommen en balken en het upgraden van funderingen inhouden.

8. Locatieselectie:

- Gebouwen worden vaak gebouwd op stabiele grond, zoals gesteente, en uit de buurt van gebieden die gevoelig zijn voor vervloeiing en aardverschuivingen.

9. Noodplanning:

- Aardbevingsbestendige gebouwen omvatten maatregelen ter voorbereiding op noodsituaties, zoals branddetectiesystemen, ontsnappingsstrategieën en back-upstroombronnen.

10. Bouwvoorschriften en normen:

- Gebouwen voldoen aan strikte bouwvoorschriften en seismische normen die zijn opgesteld door lokale en nationale autoriteiten. Deze codes specificeren criteria voor constructief ontwerp, materiaalkeuze en constructiepraktijken.

Door deze kenmerken te integreren en best practices te volgen, kunnen aardbevingsbestendige gebouwen het risico op structurele schade en verwondingen tijdens aardbevingen aanzienlijk verminderen, waardoor de openbare veiligheid en veerkracht in seismisch actieve regio's worden vergroot.