Cutremurele sunt un fenomen natural care poate provoca distrugeri masive și pierderi de vieți. În contextul cutremurului din Turcia din luna februarie a anului 2023, oamenii de pretutindeni au intrat într-o stare de alertă în ceea ce privește siguranța clădirilor în care locuiesc. În România încă există clădiri cu risc seismic ridicat, inclusiv spitale si instituții publice. Astfel, este foarte important să afli cum să construiești o locuință rezistentă la cutremure pentru a evita și preveni un astfel de dezastru. De asemenea, într-un articol anterior, am expus și modalitățile prin care poți afla dacă locuința ta este rezistentă la cutremure. 

Construirea unei structuri rezistente la cutremure necesită înțelegerea caracteristicilor seismice ale unei zone, cercetarea magnitudinii și intensității cutremurelor recente și încorporarea unor tehnici de inginerie pentru a face structura mai rezistentă. În acest articol vom prezenta toate caracteristicile necesare pentru a construi o locuință rezistentă la cutremure.

Determinarea tipului de sol

Activitatea seismică depinde de condițiile geologice ale zonei. Se efectuează studii geologice pentru a identifica caracteristicile seismice ale zonei și pentru a determina tipul de sol care poate fi folosit pentru a construi o fundație solidă pentru structură. Seismicitatea regiunii va afecta, de asemenea, magnitudinea cutremurului. Cu cât magnitudinea este mai mare, cu atât este mai puternică zguduirea și cu atât este mai probabil ca structura să sufere daune.

Alegerea zonelor cu activite seismică redusă

Cutremurele recente sunt un alt element important de luat în considerare atunci când se construiește o structură rezistentă la cutremure. Prin cercetarea magnitudinii și intensității cutremurelor recente, se pot determina parametrii de proiectare seismică care trebuie luați în considerare la construirea structurii. Aceștia includ intensitatea maximă a mișcărilor solului, frecvența undelor seismice și durata cutremurului.

Atunci când se cercetează magnitudinea și intensitatea cutremurelor recente, este important să se caute tipare în cadrul evenimentelor. De exemplu, dacă au avut loc mai multe cutremure cu magnitudinea peste 8 în ultimii ani, este important să se ia măsuri suplimentare de precauție la construirea clădirii. În plus, este important să se ia în considerare potențialele pericole care ar putea fi cauzate de un cutremur. Printre acestea se numără alunecările de teren, lichefierea și tsunami. Cunoașterea potențialelor pericole dintr-o zonă îi poate ajuta pe arhitecți și ingineri să proiecteze o structură care să fie mai bine echipată pentru a rezista la forța unui cutremur.

Crearea unei fundații solide, dar flexibile

O modalitate de a rezista la forțele solului este de a „ridica” fundația clădirii deasupra pământului printr-o metodă numită izolarea bazei. Izolarea bazei presupune construirea unei clădiri deasupra unor plăcuțe flexibile realizate din oțel, cauciuc și plumb. Atunci când baza se mișcă în timpul unui cutremur, izolatorii vibrează, în timp ce structura în sine rămâne stabilă. Acest lucru ajută în mod eficient la absorbția undelor seismice și la împiedicarea deplasării acestora prin clădire.

Folosirea forțelor de contracarare cu amortizare

Dacă ești familiarizat cu amortizoarele utilizate în automobile, atunci ai putea fi surprins să afli că inginerii folosesc o versiune a acestora și în clădirile rezistente la cutremure. La fel ca în cazul utilizării lor în mașini, amortizoarele reduc magnitudinea undelor de șoc și ajută la reducerea presiunii asupra clădirii. Acest lucru se realizează în două moduri: dispozitive de control al vibrațiilor și puterea pendulului.

Dispozitive de control vibrațional

Această metodă presupune amplasarea de amortizoare la fiecare nivel al clădirii, între coloane și grinzi. Fiecare amortizor este format din capete de piston în interiorul unui cilindru umplut cu ulei de silicon. Atunci când are loc un cutremur, clădirea transferă energia vibrațională în pistoane, care împing în ulei. Energia este apoi transformată în căldură, disipând forța vibrațiilor.

Puterea pendulului

O altă metodă comună de amortizare este puterea pendulului, utilizată în principal la zgârie-nori. Pentru a o pune în aplicare, inginerii suspendă o minge mare de cabluri de oțel care se conectează la un sistem hidraulic în partea superioară a clădirii. Atunci când clădirea începe să se balanseze, bila acționează ca un pendul și se mișcă în direcția opusă pentru a stabiliza clădirea. La fel ca amortizarea, aceste caracteristici sunt reglate pentru a se potrivi și a contracara mișcarea clădirii în cazul unui cutremur.

Întărirea structurii clădirii

Pentru a rezista la prăbușire, clădirile trebuie să redistribuie forțele care le traversează în timpul unui eveniment seismic.

Pereții de forfecare sunt o tehnologie utilă în construcții care poate contribui la transferul forțelor seismice. Confecționați din mai multe panouri, acești pereți ajută clădirea să își păstreze forma în timpul mișcării. Pereții de forfecare sunt adesea susținuți de contravântuiri transversale diagonale realizate din oțel. Aceste grinzi pot susține compresia și tensiunea, ajutând la contracararea forțelor de presiune și împingere.

Diafragmele sunt, de asemenea, o parte centrală a structurii unei clădiri. Constituite din planșeele clădirii, acoperișul și punțile amplasate deasupra acestora, diafragmele ajută la eliminarea tensiunii din podea și împing forțele către structurile verticale ale clădirii.

Materiale rezistente la cutremure

În timp ce amortizoarele de șocuri și pendulurile pot ajuta la disiparea energiei într-o anumită măsură, materialele alese pentru o clădire sunt la fel de importante pentru stabilitatea acesteia.

Oțel și lemn

Pentru ca un material să reziste la solicitări și vibrații, trebuie să aibă o ductilitate ridicată, care este capacitatea de a suferi deformări și tensiuni mari. Clădirile moderne sunt adesea construite cu oțel structural, o componentă care vine într-o varietate de forme și care permite clădirilor să se îndoaie fără să se rupă. Lemnul este, de asemenea, un material surprinzător de ductil datorită rezistenței sale ridicate în raport cu structura sa ușoară.

Materiale inovatoare

Oamenii de știință și inginerii dezvoltă din ce în ce mai mult noi materiale de construcție cu o retenție și mai mare a formei. Inovații precum aliajele cu memorie de formă au capacitatea de a suporta tensiuni mari și de a reveni la forma lor inițială. În plus, învelișurile din plastic ranforsat cu fibre – realizate dintr-o varietate de polimeri – pot fi înfășurate în jurul coloanelor și oferă un plus de rezistență și ductilitate de până la 38%.

Inginerii apelează, de asemenea, la elemente naturale pentru a consolida clădirile. Fibrele lipicioase și totuși rigide ale midiilor și raportul rezistență/mărime al mătăsii de păianjen au capacități promițătoare în crearea de structuri. Bambusul și materialele tipărite 3D pot funcționa, de asemenea, ca structuri ușoare, care se întrepătrund, cu forme nelimitate, care pot oferi potențial o rezistență și mai mare pentru clădiri.

Cu trecerea timpului, inginerii și oamenii de știință au conceput mai multe tehnici pentru a crea clădiri eficiente, rezistente la cutremure. Cu toate acestea, oricât de avansate ar fi materialele și tehnologia în prezent, nu este întotdeauna posibil ca clădirile să reziste complet nevătămate la cutremurele puternice. Cu toate acestea, dacă o clădire reușește să evite prăbușirea și să salveze vieți și comunități, putem considera că este o mare reușită.

Daca ai parcurs acest articol cu atenție și dorești să construiești o locuință rezistentă la cutremure, Claret Credit îți stă la dispoziție cu un credit pentru proiecte imobiliare, destinat dezvoltatorilor imobiliari.