ziemia
Autor: Kamil Nadolski | dodano: 2019-07-23
Odporne na wstrząsy

Fot. SUMITOMO FORESTRY & NIKKEN SEKKEI

Duże trzęsienie ziemi w mieście oznacza gigantyczne straty i trudną do oszacowania liczbę ofiar. Współczesna inżynieria robi wszystko, by temu zaradzić.

W350 to drapacz chmur, który wybuduje japońska firma Nikken Sekkei. Niedługo stanie w Tokio i będzie miał – jak wskazuje nazwa – 350 m wysokości. Na tle innych wysokościowców może nie jest to wynik imponujący, lecz budynek niemal w całości zostanie zbudowany z drewna. Tym sposobem będzie to najwyższy drewniany budynek nie tylko w Japonii, ale i na całym świecie (obecny rekord wynosi 53 m i należy do Brock Commons Tallwood House, postawionego przez University of British Columbia w Vancouver w Kanadzie). Wieżowiec będzie liczył 70 pięter i na 185 tys. m2 pomieści biura, hotel, przestrzeń handlową i apartamenty do wynajęcia. Ponadto na dachu zaplanowano ogród, balkony ma porastać roślinność, a w holu znajdą się sadzawki z rybami. Wszystko po to, by zapewnić jego mieszkańcom kontakt z naturą. Zakończenie prac zaplanowano na rok 2041. W ten oryginalny sposób koncern Sumitomo Group – zleceniodawca projektu wycenianego na 5,6 mld dol. – chce uczcić 350-lecie swojego istnienia.

Jakim cudem najwyższy drewniany budynek świata powstaje w Tokio, które uchodzi za najaktywniejsze sejsmicznie miasto na Ziemi? Na tym właśnie polega architektoniczny geniusz Japończyków.

Precyzja samurajów

Idea drewnianych domów, które będą w stanie przetrwać trzęsienie ziemi, a taką zaletę ma mieć W350, nie jest w Japonii niczym nowym. Pierwowzorem dla tamtejszych inżynierów są słynne pagody, które mimo upływu setek lat nadal stoją w niemal nienaruszonym stanie. Najlepszą wizytówką trwałości tych niesamowitych budowli jest fakt, że w ciągu 1400 lat zawaliły się tylko dwie spośród 500. Sekret ich wytrzymałości tkwi w konstrukcji, której trzon stanowi potężny filar biegnący przez środek. To wokół niego nabudowywano kolejne kondygnacje. Robiono to jednak w taki sposób, by żadne z pięter nie były ze sobą sczepione na stałe, dzięki czemu w czasie wstrząsów mogą się one bezpiecznie niezależnie poruszać. Przypomina to nieco kołyszącego się węża, ale dzięki temu niszcząca energia zostaje bezpiecznie odprowadzona do ziemi i nie zagraża budowli. Podobne rozwiązanie zostanie zastosowane w drapaczu W350. Trzonowe słupy, stanowiące oś konstrukcji, będą wykonane ze stali i zbrojonego betonu, cała reszta zaś – z drewna. A to tylko jedno z rozlicznych rozwiązań, jakimi zadziwiają świat japońscy architekci i inżynierowie.

Budowlaną kreatywność wymusza na mieszkańcach Kraju Kwitnącej Wiśni przyroda. Żyją oni bowiem na jednym z najbardziej narażonych na trzęsienia ziemi terenie na świecie. Niestabilność geologiczna wywołuje tam blisko tysiąc wstrząsów rocznie, co stanowi 10% wszystkich wstrząsów przetaczających się przez kulę ziemską. Nic dziwnego, że przez całe dekady opracowywano tam technologię, która pozwoli przetrwać mieszkańcom miast nawet najsilniejsze trzęsienia. W Japonii nikt już nie oszczędza na konstrukcjach, bo zarówno inwestorzy, jak i rząd doskonale zdają sobie sprawę, że to nie sam żywioł zabija najwięcej ludzi. To budynki stają się dla mieszkańców śmiertelną pułapką. Zresztą nawet gdyby ktoś chciał oszczędzić, to nie pozwoli mu na to prawo budowlane, które po każdym brzemiennym w skutki trzęsieniu ziemi jest jeszcze bardziej zaostrzane (od roku 1981 w Tokio każdy nowo stawiany budynek musi być wstrząsoodporny). Przepisy regulują wymogi techniczne wysokich, średnich, a nawet niskich konstrukcji. Wszystkie muszą uwzględniać przeciążenia spowodowane aktywnością geologiczną.

Co do tego, że Japończycy są absolutnymi liderami w technologiach sejsmicznych, nie ma wątpliwości prof. Eduardo Kausel z Massachusetts Institute of Technology. – Może to potwierdzić każdy, kto widział nagrania z kołyszącymi się budynkami w czasie trzęsień ziemi – przyznaje inżynier. Widok poruszających się konstrukcji to efekt zmian w projektowaniu wieżowców. Dziś oprócz sztywnych szkieletów stawia się na ruchome fundamenty i elastyczne półprodukty, a wiele projektów wykazuje się w tym względzie niebywałą oryginalnością. Zabezpieczeniem 12-piętrowego domu mody Hermès, wybudowanego w 2001 r., są gumowe amortyzatory umieszczone u podstaw każdej kolumny, na której stoi budowla. Dzięki nim w czasie wstrząsów energia drgań ziemi jest pochłaniana i nie wpływa na konstrukcję budynku. Amortyzatory pod fundamentami, stanowiące rodzaj sprężynujących poduszek, stosuje się w Japonii bardzo często, bo skutecznie przenoszą zarówno drgania pionowe, jak i poziome – energia wstrząsów rozchodzi się równomiernie od podstawy ku górze oraz na boki, powodując odchylenie środka ciężkości budynku, ale w ramach obrysu fundamentów. W najgorszym wypadku budowla może popękać, ale się nie zawali.

Więcej w miesięczniku „Wiedza i Życie" nr 08/2019 »
Drukuj »
Ten artykuł nie został jeszcze skomentowany.
Aktualne numery
09/2019
08/2019
Kalendarium
Wrzesień
17
W 2008 r. Międzynarodowa Unia Astronomiczna zakwalifikowała Haumeę jako piątą planetę karłowatą w Układzie Słonecznym.
Warto przeczytać
Mistrz opowieści o zwierzętach, niemiecki etolog Vitus B. Dröscher powraca. W swojej książce "Ludzkie oblicze zwierząt" pokazuje, że w świecie zwierzęcym istnieją zjawiska, które zwykliśmy uważać za właściwe wyłącznie ludziom.

WSPÓŁPRACUJEMY
Logowanie

Nazwa użytkownika

Hasło

Autor: Kamil Nadolski | dodano: 2019-07-23
Odporne na wstrząsy

Fot. SUMITOMO FORESTRY & NIKKEN SEKKEI

Duże trzęsienie ziemi w mieście oznacza gigantyczne straty i trudną do oszacowania liczbę ofiar. Współczesna inżynieria robi wszystko, by temu zaradzić.

W350 to drapacz chmur, który wybuduje japońska firma Nikken Sekkei. Niedługo stanie w Tokio i będzie miał – jak wskazuje nazwa – 350 m wysokości. Na tle innych wysokościowców może nie jest to wynik imponujący, lecz budynek niemal w całości zostanie zbudowany z drewna. Tym sposobem będzie to najwyższy drewniany budynek nie tylko w Japonii, ale i na całym świecie (obecny rekord wynosi 53 m i należy do Brock Commons Tallwood House, postawionego przez University of British Columbia w Vancouver w Kanadzie). Wieżowiec będzie liczył 70 pięter i na 185 tys. m2 pomieści biura, hotel, przestrzeń handlową i apartamenty do wynajęcia. Ponadto na dachu zaplanowano ogród, balkony ma porastać roślinność, a w holu znajdą się sadzawki z rybami. Wszystko po to, by zapewnić jego mieszkańcom kontakt z naturą. Zakończenie prac zaplanowano na rok 2041. W ten oryginalny sposób koncern Sumitomo Group – zleceniodawca projektu wycenianego na 5,6 mld dol. – chce uczcić 350-lecie swojego istnienia.

Jakim cudem najwyższy drewniany budynek świata powstaje w Tokio, które uchodzi za najaktywniejsze sejsmicznie miasto na Ziemi? Na tym właśnie polega architektoniczny geniusz Japończyków.

Precyzja samurajów

Idea drewnianych domów, które będą w stanie przetrwać trzęsienie ziemi, a taką zaletę ma mieć W350, nie jest w Japonii niczym nowym. Pierwowzorem dla tamtejszych inżynierów są słynne pagody, które mimo upływu setek lat nadal stoją w niemal nienaruszonym stanie. Najlepszą wizytówką trwałości tych niesamowitych budowli jest fakt, że w ciągu 1400 lat zawaliły się tylko dwie spośród 500. Sekret ich wytrzymałości tkwi w konstrukcji, której trzon stanowi potężny filar biegnący przez środek. To wokół niego nabudowywano kolejne kondygnacje. Robiono to jednak w taki sposób, by żadne z pięter nie były ze sobą sczepione na stałe, dzięki czemu w czasie wstrząsów mogą się one bezpiecznie niezależnie poruszać. Przypomina to nieco kołyszącego się węża, ale dzięki temu niszcząca energia zostaje bezpiecznie odprowadzona do ziemi i nie zagraża budowli. Podobne rozwiązanie zostanie zastosowane w drapaczu W350. Trzonowe słupy, stanowiące oś konstrukcji, będą wykonane ze stali i zbrojonego betonu, cała reszta zaś – z drewna. A to tylko jedno z rozlicznych rozwiązań, jakimi zadziwiają świat japońscy architekci i inżynierowie.

Budowlaną kreatywność wymusza na mieszkańcach Kraju Kwitnącej Wiśni przyroda. Żyją oni bowiem na jednym z najbardziej narażonych na trzęsienia ziemi terenie na świecie. Niestabilność geologiczna wywołuje tam blisko tysiąc wstrząsów rocznie, co stanowi 10% wszystkich wstrząsów przetaczających się przez kulę ziemską. Nic dziwnego, że przez całe dekady opracowywano tam technologię, która pozwoli przetrwać mieszkańcom miast nawet najsilniejsze trzęsienia. W Japonii nikt już nie oszczędza na konstrukcjach, bo zarówno inwestorzy, jak i rząd doskonale zdają sobie sprawę, że to nie sam żywioł zabija najwięcej ludzi. To budynki stają się dla mieszkańców śmiertelną pułapką. Zresztą nawet gdyby ktoś chciał oszczędzić, to nie pozwoli mu na to prawo budowlane, które po każdym brzemiennym w skutki trzęsieniu ziemi jest jeszcze bardziej zaostrzane (od roku 1981 w Tokio każdy nowo stawiany budynek musi być wstrząsoodporny). Przepisy regulują wymogi techniczne wysokich, średnich, a nawet niskich konstrukcji. Wszystkie muszą uwzględniać przeciążenia spowodowane aktywnością geologiczną.

Co do tego, że Japończycy są absolutnymi liderami w technologiach sejsmicznych, nie ma wątpliwości prof. Eduardo Kausel z Massachusetts Institute of Technology. – Może to potwierdzić każdy, kto widział nagrania z kołyszącymi się budynkami w czasie trzęsień ziemi – przyznaje inżynier. Widok poruszających się konstrukcji to efekt zmian w projektowaniu wieżowców. Dziś oprócz sztywnych szkieletów stawia się na ruchome fundamenty i elastyczne półprodukty, a wiele projektów wykazuje się w tym względzie niebywałą oryginalnością. Zabezpieczeniem 12-piętrowego domu mody Hermès, wybudowanego w 2001 r., są gumowe amortyzatory umieszczone u podstaw każdej kolumny, na której stoi budowla. Dzięki nim w czasie wstrząsów energia drgań ziemi jest pochłaniana i nie wpływa na konstrukcję budynku. Amortyzatory pod fundamentami, stanowiące rodzaj sprężynujących poduszek, stosuje się w Japonii bardzo często, bo skutecznie przenoszą zarówno drgania pionowe, jak i poziome – energia wstrząsów rozchodzi się równomiernie od podstawy ku górze oraz na boki, powodując odchylenie środka ciężkości budynku, ale w ramach obrysu fundamentów. W najgorszym wypadku budowla może popękać, ale się nie zawali.