Топ, Цікаве

5 сейсмостійких споруд світу, які зможуть витримати потужні землетруси

Здавалося б, людина – володар світу, і їй підпорядковані багато стихій, але бувають моменти, коли вона практично безсила перед потужними силами природи, які руйнують все на своєму шляху. Взяти, наприклад, землетруси, від яких не можна сховатися ні на землі, ні на воді, ні під землею. Хоча і цій всепоглинаючій силі людство навчилося протистояти і все завдяки умам інженерів, які проектують фантастичні споруди, яким не страшні навіть найжорстокіші сейсмічні навантаження. Про що свідчать 5 унікальних об’єктів, рівним яким немає в цьому світі.

Підписуйся на "Дивовижний світ" у Телеграмі!

1. Міжнародний аеропорт Sabiha Gökçen в Стамбулі (Туреччина)

Міжнародний аеропорт Sabiha Gökçen (Сабіха Гекчен) в Стамбулі вважається однією з найбільш сейсмостійких будівель в світі неспроста. Це обумовлено його місцем розташування, адже найбільший аеропорт Туреччини знаходиться в історичній частині міста, недалеко від Північно-Анатолійського розлому. Така сейсмонестійка місцевість змушує інженерів проводити неймовірні розрахунки і впроваджувати ультрасучасні конструкції, щоб утримати великомасштабні споруди без пошкоджень під час серйозних підземних поштовхів і коливань земної поверхні.

Sabiha Gökçen International Airport був спроектований інженерною компанією Ove Arup. Фахівці компанії вважали за необхідне впровадити 292 потрійні ізоляційні базові маятникові ізоляторні системи, які можуть витримати землетрус потужністю близько 8,0 МВт (моментальна магнітуда розраховується за шкалою Ріхтера). Проектуванням конструкції аеропорту, з урахуванням всіх сейсмічних чинників, керував інженер-проектувальник Атіля Зекіоглу з компанії Arup.

Сейсмічні базові ізолятори – це системи, що складаються з свинцево-гумових підшипників або колодок, які закріплені так, щоб під час землетрусу вони могли рухатися по фундаменту, але при цьому сама конструкція будівлі розташована над ними залишалася нерухомою.

Велика кількість базових ізоляторів дозволяють знизити бічні сейсмічні навантаження на 80%. Саме це впровадження зробило будівлю аеропорту однією з найбільших сейсмічно ізольованих споруд в світі. За нашими даними, компанії знадобилося всього 12 місяців, щоб побудувати найнадійніший термінал в світі, хоча площа його більш ніж значна – 200 тис. кв. м.

2. Піраміда “Transamerica” в Сан-Франциско (США)

Піраміда Трансамерика (The Transamerica Pyramid) – це культова споруда 70-х років минулого століття, розташована в каліфорнійському місті Сан-Франциско. Це сейсмічно безпечний з оригінальним дизайном 260-метровий будинок, розділений на 48 поверхів, спроектований архітектором Вільямом Перейрою. Головне завдання під час проектування полягало в тому, щоб врахувати всі ризики, пов’язані з його місцем розташування, адже саме місто знаходиться поруч з розломами Сан-Андреас і Хейворд.

Всі складності під час проектування і будівництва окупилися всього лише єдиною подією, що сталася в 1989 році. Тоді, в цьому районі було зафіксовано землетрус магнітудою 6,9 МВт, в результаті якого верхній поверх будівлі розгойдувався майже на 30 см з одного боку в інший протягом більше 1 хвилини, але при цьому вежа залишилася неушкодженою.

Цей подвиг сейсмостійкості можна приписати 15,8-метровому фундаменту, створеному зі сталі і бетону, який проектувався з урахуванням рухів ґрунту і підвищених сейсмічних навантажень. Вертикальні і горизонтальні навантаження підтримуються унікальною системою просторових каркасних ферм над першим рівнем споруди, з внутрішніми рамами, що досягають 45-го рівня. Складне поєднання цих конструктивних систем зробило будівлю стійкою до обертальних рухів і дозволяє поглинати великі горизонтальні сили зсуву його основи.

3. Хмарочос Бурдж-Халіфа в Дубаї (ОАЕ)

Це унікальна в усіх відношеннях будівля не потребує представлення. Крім того, що вона є найкрутішою висотною будівлею світу, Burj Khalifa входить і до п’ятірки найбільш сейсмостійких об’єктів. 828-метровий будинок, що є справжнім вертикальним містом, в якому одночасно може перебувати практично 35 тис. чоловік, розробив американський архітектор Едріан Сміт, а його ідеї втілив в життя колектив висококласних фахівців з архітектурних бюро Skidmore, Owings and Merrill.

Складність розрахунків надвисокої будівлі в більшій мірі полягала в тому, що вона розташована в пустельній місцевості, що само собою передбачає рихлість ґрунту. Додатково до цього і сильні вітри внесли свої корективи в проект будівлі.

Для того, щоб утримати в вертикальному положенні величезну конструкцію, а також підвищити сейсмостійкість будівлі, довелося використовувати висячі палі-колони (200 штук) довжиною 45 м і діаметром 1,5 м, кожна з яких витримує навантаження в 0,5 млн тонн. Плюс до всього були створені механічні підлоги, в яких виносні опорні стінки з’єднують колони по периметру з внутрішньою стіною. Завдяки цьому колони периметра утримують бічний опір гігантської конструкції, причому їх сувора вертикальність допомагає витримувати і гравітаційні навантаження.

Такого результату передувала грандіозна підготовча робота і проведення масштабних сейсмічних і геотехнічних досліджень, які і допомогли організувати складну систему фундаментів і опор. Конструктивні поєднання відразу декількох систем стійкості наділяють хмарочос Бурдж-Халіфа винятковою жорсткістю як в поперечному, так і в обертальному напрямках.

4. Гігантський хмарочос Тайбей 101 в Тайвані

Тайбей 101 – це, мабуть, один з найбільш чарівних хмарочосів у світі, який важко не помітити, і не тільки тому, що його висота досягає 509 м. З огляду на, що найперша супервисотна вежа нашої планети перебуває в сейсмоактивній зоні, в якій переважають сильні вітри, то архітекторові С.Y. Lee і команді інженерів довелося докласти чимало зусиль, щоб будівля вийшла «пружною і гнучкою», при цьому максимально жорсткою.

Навіть якщо не звертати увагу на висотність і унікальний дизайн споруди, Тайбей 101 може похвалитися ще одним фантастичним фактом. Виявляється, унікальність його конструкції полягає в тому, що всередині неї знаходиться найбільший налаштований масовий демпфер (TMD) в світі! Це гігантська металева куля, яка протидіє великим перехідним навантаженням, таким як вітер і землетрус, щоб зменшити розгойдування вежі.

TMD підтримується гідравлічними демпферувальними важелями і бамперними системами, які функціонують так само, як амортизатор автомобіля. Коли потужні сили діють на вежу, TMD гойдається в протилежному напрямку, тим самим урівноважує конструкцію всієї будівлі, пом’якшуючи перехідні сили за рахунок маси кулі.

5. Багатофункціональний стадіон Philippine Arena в Булакане (Філіппіни)

Багатофункціональний стадіон Philippine Arena в Булакане – найбільша в світі купольна арена, що представляє собою дивну сейсмостійку споруду. Цей гігантський церковно-туристичний об’єкт належить християнській групі Iglesia Ni Cristo (INC), яка є однією з найчисельніших конфесій Філіппін.

Генеральним підрядником будівництва мегабудівлі стала корейська компанія Hanwha Engineering and Construction, яка у співпраці з проектним бюро Buro Happold реалізувала фантастичний по дизайну і по інженерно-технічним оснащенням проект. Будівництво ускладнювалося тим, що місто знаходиться вздовж так званого Тихоокеанського вогненного кільця – найбільш сумнозвісного і активного ланцюга ліній розломів землетрусів у світі. Як правило, землетруси в країні досягають магнітуди цілих 8,2 МВт і забирають тисячі життів, причому така сейсмічна активність провокує виверження вулканів і виникнення цунамі в цьому регіоні.

Тому не стало здивуванням, що арену, розраховану на одноразове перебування 55 тис. чоловік, зводили за всіма правилами сейсмостійкості і максимальної безпеки. Для того щоб убезпечити і людей, і конструкцію самого стадіону, величезний дах довжиною 170 м, розташований на висоті 65 м спроектували так, щоб вона могла витримувати сильні тимчасові навантаження, що виникають під час землетрусу, тайфунів або сильного вітру.

Також фахівці компанії Buro Happold спроектували незалежну конструкцію основи для всієї споруди Арени. Завдяки цьому головний структурний модуль стадіону ізольований і від його основи, і від фундаменту. Зазор між основною конструкцією і базовою системою фундаменту складається з свинцево-гумових підшипників (LRB), які мають унікальні властивості розсіювати і пом’якшувати енергію. Це дозволяє основі і фундаменту вільно переміщатися під час поштовхів, в той час як основна частина споруди залишається нерухомою.