Амортизаторы ударов от землетрясения

Землетрясение – страшная природная сила, способная разрушить не только дом, а и целые города. Но в последнее время ведущие мировые инженеры разработали ряд технических решений, которые позволяют домам и небоскребам выдерживать практически любые подземные толчки.

Видео:«Отпиливали руки и ноги, чтобы спасти». Землетрясение, о котором забылиСкачать

«Парящий» фундамент

Данная технология заключается в ом чтобы изолировать фундамент от всего здания, отсюда и название – парящий. Сама постройка как бы плавает на подшипниках из резины и металла, которые представляют собой ядро из свинца, обмотанное слоями резины. Подшипники устанавливаются на фундамент при помощи железных пластин, такой подход позволяет зданию сохранять свое первоначальное положение, в то время как фундамент будет колебаться.

В наше время инженеры из Японии усовершенствовали эту технологию и добились в своих разработках поразительных успехов. Их разработка дает возможность небоскребу парить над основанием. Работает это следующим образом: здание оснащается сенсорами колебаний, которые подают сигнал насосам и тот, в случаи опасности, вмиг нагнетает воздух между корпусом строения и фундаментом. В результате работы системы дом поднимается на три сантиметра над фундаментом и полностью гасит все вибрации и колебания. Когда сейсмическая активность заканчивается компрессор перестает нагнетать воздух и здание садится на место.

Видео:🌏капсула от землетрясенийСкачать

Амортизаторы ударов

Эта технология пришла в архитектуру из мира автомобилей. Устройства – амортизаторы поглощают кинетическую энергию ударов и превращают ее в тепловую, нагревая тормозную жидкость. Сегодня в сейсмически опасных зонах такие амортизаторы устанавливаются на всех этажах постройки, крепясь одной стороной к балке, а второй к колонне. Сам амортизатор состоит из поршня и цилиндра наполненного силиконовой жидкостью. Когда здание подвергается толчкам, поршень двигается в цилиндре, перегоняет масло и нагревает его, превращая механическую энергию в тепло.

Видео:ЭТИ ТЕХНОЛОГИИ спасут от ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ - 7 САМЫХ СЕЙСМОУСТОЙЧИВЫХ зданий в мире. ИЗБЕЖАТЬ КАТАСТРОФУСкачать

Маятниковая сила

Технологии, защищающие дома от пагубного воздействия землетрясений очень разнообразны. Например, методика установки тяжелого груза в верхней части здания. Масса висит на мощных стальных тросах, а амортизационная система крепит ее непосредственно к зданию. Когда начинается землетрясение и дом качается, маятник начинает действовать в противоположном направлении и сглаживать колебания.

Каждый маятник настраивается по отношению к индивидуальному зданию, чтобы избежать резонансных колебаний, которые способны в течении секунды разрушить его. К примеру, подобная технология установлена в небоскребе «Тайбэй 101» высота которого составляет 508 м. Маятник здания представляет собой шар, весом в 600 тонн, который крепится посредством восьми тросов.

Видео:Кадры начала землетрясения в Турции. Видео с камер наблюдения.Скачать

Заменяемые предохранители

Сегодня популярной является и еще одна технология, которая работает, так же как и обычные электрические пробки.

Стандартные электрические предохранители перегорают, если сила тока в цепи превышает установленную. Соответственно цепь разрывается, ток перестает течь, и возможность возгорания исключается. Научные работники Университета Стэнфорда, а так же Университета Иллинойса провели ряд тестов агрегатов, представляющих собою стальные рамы, гибкого типа, способные изгибаться под воздействием силы.

Но и это еще не все. Сейчас разрабатывается специальный электрический кабель, который должен объединять верх дома и его фундамент, сдерживая толчки. Когда же колебания прекращаются, кабели способны приподнять конструкцию. Так же между колоннами и рамой здания устанавливаются предохранители заменяемого типа. Шлицы, которыми оснащаются предохранители, поглощают энергию толчков. Когда нагрузка превышает норму, предохранители приходят в негодность и их можно быстро и не дорого поменять.

Видео:Спитакская трагедия: 30 секунд, унесшие 25 тысяч жизней / Страшные землетрясения СССР | Теория ВсегоСкачать

Колеблющееся ядро

Очень часто инженеры прибегают к механизму колеблющейся стены дома. Каркас из усиленного раствора закладывается в центре здания, опоясывая собой шахту лифта. Но такая технология не лишена изъянов, таких как эластичная деформация при сильных сотрясениях почвы. Чтобы избежать опасности, связанной с этим, нужно комбинировать данную технологию с упомянутыми выше.

Основание центральной части здания больше всего о склонно колебаться внизу дома, дабы не вызвать порчу бетона. Для усиления конструкции строители обвязывают стальной арматурой два первых яруса небоскреба. В конструкциях из железобетона, арматура связывается посредством тросов с центральным каркасом дома. Устройство работает как резиновые пояса, способные натягиваться и отпускаться гидроприводом и тем самым усиливать прочность всей конструкции.

Читайте также: Замена задних амортизаторов тойота королла 2012

Видео:Конструкция домов в Турции и ЯпонииСкачать

Плащ-невидимка от землетрясений

Во время землетрясений могут возникать волны двух типов, поверхностные и объемные. Объемные волны способны быстро поглощаться толщей почвы, поверхностные же распространяются медленнее и имеют подвиды, называемые колебаниями Рэлея. Именно они толкают поверхность земли в вертикальной плоскости. Вся разрушающая способность землетрясений заключается именно в поверхностных волнах.

Некоторые ученые полагают, что можно прервать передачу этих волн, создав «плащ-невидимку» из 100 концентрических пластиковых колец, скрытых под фундаментом здания. Такие кольца могут улавливать волны, и колебания уже не могут распространяться на здание над ними, а просто выходят с другого конца конструкции из колец. Однако не до конца изучено, что будет в таком случае со стоящими поблизости зданиями, лишенными такой защиты.

Видео:Как спастись во время землетрясения?Скачать

Сплавы с эффектом памяти формы

Прочный и пластичный материал главная цель ученых, занимающихся разработками в области обеспечения безопасности зданий простив сейсмической активности. Сама по себе пластичность, это характеристика того, что произойдет с материалом, если на него воздействовать внешней силой. Если сила превосходит заданное значение материал деформируется без возможности возвратится в прежнее состояние.

Сплавы, которые наделены эффектом памяти, могут спокойно возвращаться в исходное состояние даже после воздействия намного больших нагрузок, чем те, с которыми способны справится обычные материалы. Сейчас в полной мере ведутся тесты таких компонентов. Примером одним из таких материалов может служить нитинол, который намного эластичнее стали.

Видео:9 бальные сейсмические испытания (дополнение)Скачать

Углеволоконная оболочка

Каждому понятно, что работа в области сейсмической безопасности домов очень важна, но так же следует обезопасить от возможных атак природы уже существующие здания. Изоляция основы постройки способна решить проблему, но существует вариант и менее трудоемкий. Это специальная пластиковая основа укрепленная угле волоконным материалом. Бетонное основание оборачивается снаружи угле волоконным кожухом, а в промежуток между ними вносится эпоксидная смола. Таких слоев может быть более восьми. Технология позволяет не просто укреплять уже существующие здания, а даже те которые пострадали от сейсмической активности. По результатам исследований прочность постройки увеличивается на 25-40%.

Видео:Как работают амортизаторыСкачать

Биоматериалы

Элементы похожие на FRP и другим материалам, обладающим эффектом памяти, с ходом времени постоянно улучшаются. И качественно новым толчком для них может стать мир живоных. К примеру для того чтобы зафиксировать себя на одном месте, мидия использует биссусные нити, одни из которых жесткие, а другие способны растягиваться. Если напор воды ударяет по животному, оно все равно остается на месте, потому что эластичная нить гасит толчок. По результатам экспериментов ученых, соотношения мягких и гибких нитей составляет 80:20. По принципу хитрой мидии нужно создать подобный материал и в архитектуре человечества.

Второй вариант берет свое начало от паука. Неоспоримым фактом является то, что их паутина по прочности крепче стали, но, по мнению специалистов, такой прочности паукам удается добиться благодаря реакциям, происходящим в самой паутине именно в момент нагрузки. То есть при растяжении нити паука, она сначала будет жесткой, после превышения определенного порога усилия станет тянуться, а дальше снова затвердеет.

Видео:Если бы Это ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЕ не Сняли на Камеру, Никто бы не ПоверилСкачать

Картонные трубы

Для тех государств, у которых на новейшие системы защиты от землетрясений попросту не хватает денег, так же существует свой вариант. К примеру, в Перу, строители делают дома из необожженных материалов, обшитых пластмассовой сеткой. А в Индии, для придания большей прочности цементу в него помещают бамбук. Ну а в Индонезии многие дома устанавливаются на скаты от автомобилей наполненные песком или камнем.

Даже обычный картон может обладать хорошей прочностью, и стать хорошим строительным материалом, способным служить очень долго. Строитель из Японии Shigeru Ban воздвиг несколько домов, используя полимеры и трубы из картона. В 2013 г. им был создан собор в Новой Зеландии. Для его создания пришлось истратить 98 труб из картона, с несущими деревянными брусками. Модели, созданные из древо картонных материалов обладают отличной эластичностью и небольшим весом. Такие конструкции легче переносят удары природы, нежели тот же бетон. Еще одной важной особенностью древо бумажных конструкций является тот факт, что даже при их обвале они не могут повредить человека.

Читайте также: Кронштейн амортизатора заднего газ 3302

Видео:Защита от землетрясения в Турции своими рукамиСкачать

Уникальное устройство, позволяющее минимизировать раскачку небоскребов (11 фото + 2 видео)

Мало кто задумывается о том, как современные небоскребы остаются непоколебимыми при сильном ветре, ошибочно полагая, что все достигается естественным путем, однако, это не так. Далее мы поговорим об уникальном устройстве, позволяющем минимизировать раскачивание небоскребов при сильном ветре.

Это незаметно для человеческого глаза, но все высотные здания слегка раскачиваются на ветру. При порывах ветра верхушка небоскреба может смешаться от своей оси на несколько метров. Это нормально, и чем выше небоскреб, тем больше становится амплитуда его колебаний.
Чтобы свести к минимуму это раскачивание, инженеры в верхней части зданий устанавливают гигантские противовесы, называемые настроенными амортизаторами массы — tuned mass dampers (TMD). В большинстве случаев амортизаторы TMD представляют собой гигантский шар из стали или бетона, вес которого достигает 300 — 800 тонн! Этот шарик подвешивается на пружинах и поршнях в верхней части зданий и беспрепятственно балансирует при изменении угла наклона здания. По сути, его задача состоит в сохранении центра массы небоскреба.

Пример: в ветреный день, вершина небоскреба высотой всего 300 метров может отклоняться на 10 сантиметров в разные стороны. Иногда жильцов таких высоких зданий даже начинает укачивать от этих колебаний — у них развивается морская болезнь. Поэтому настроенные амортизаторы массы TMD, минимизируя амплитуду колебаний, делают движение здания практически незаметным для его жильцов.

В 2004 году самым высоким зданием в мире была 509-метровая башня Тайбэй 101 в Китае. Внутри этого здания установлен гигантский противовес в виде шара, характеристики которого поражают воображение! Его диаметр равен — 5.5 метров, а вес — 728 тонн. Шар способен гасить колебания небоскреба, даже если скорость ветра составляет 240 км/час.

По сути, любой небоскреб можно рассматривать как гигантский камертон. Если по нему сильно ударить, например, порывом ветра или землетрясением, то здание начнет вибрировать на заданной частоте. В этом случае противовес TMD начинает двигаться с той же частотой, что и здание, но в противоположном направлении. Этот механизм не убирает вибрацию совсем, но держит её под контролем.

Вот как качаются небоскребы в Японии:

Итак, семь крупнейших инновационных и надежно спроектированных сейсмостойких зданий в мире.

У Дубая есть масса стимулов сохранять Бурдж-Халифу, чтобы ни случилось. Это не только самое высокое здание в мире, но также и символ национального процветания. Башня высотой 2717 футов (более 800 метров) строилась инженерами таким образом, чтобы она могла противостоять землетрясениям намного большей силы, чем можно было бы ожидать в регионе.
По разным данным, башня может выдержать подземные толчки от 5,5 до 7,0 баллов по шкале Рихтера. Этот показатель гораздо выше любого числа всех произошедших в Дубае землетрясений.
Некоторое покачивание все-таки настигло и Бурдж-Халифу. В 2008 году, когда случилось землетрясение в соседнем Иране, где были разрушены здания, Бурдж-Халифа стойко выдержал испытание. Благодаря инженерным разработкам никакого ущерба зданию причинено не было.

6. U. S. Bank Tower (Лос-Анджелес, Калифорния)

С момента строительства в 1980-х годах в Лос-Анджелесе здания Bank Tower, оно оказалась находкой для режиссеров, которые сняли тысячи раз, как здание рушится по вине пришельцев, драконов и вулканов. В реальной жизни, однако, здание довольно прочное.
Являясь самым высоким зданием в сейсмически активном американском штате, Bank Tower имеет высоту 1018 футов (310 метров). Площадь сооружения составляет 1300 тысяч квадратных метров офисных помещений. Здание, по задумке строителей, должно выдерживать землетрясение магнитудой 8,3, которая считают ученые, сильнее, чем может случится в этом регионе.

Читайте также: Как проверить задние амортизаторы мотоцикла

5. Yokohama Landmark Tower («Башня-ориентир», Иокогама, Япония)

Японцы страдают от землетрясений с тех пор, как впервые оккупировали геологически активную цепь островов. В целом, они всегда строили свои здания с расчетом на то, чтобы оно выдержало землетрясение. И самое высокое здание в Японии Yokohama Landmark Tower («Башня-ориентир Иокогамы») не исключение.
Треxсотметровое сооружение сочетает в себе целый комплекс сейсмостойких мер. Все здание находится на роликовых конструкциях, которые позволяют земле под зданием колебаться, не затрагивая при этом сооружение. Кроме того, в здании установлены два инерционных демпфера, которые колеблются с резонансной частотой сооружения с помощью специального пружинного механизма. Даже если эти предосторожности не сработают, то сыграет роль тот фактор, что здание сооружено из гибких материалов, которые гнуться во время землетрясения, но не рушатся.

4. Тайбэй 101 (Тайбэй, Тайвань)

Бывшему королю небоскребов Тайбэй 101 понадобилось несколько крупных инженерных ухищрений, чтобы выдерживать частые землетрясения и тайфуны. Решение пришло в виде 730-тонного стального шара, который висит внутри него, как гигантский маятник, противодействующий любым покачиваниям.
Известный как настроенный демпфер массы, шар лежит внутри стропы, изготовленной из стальных тросов и имеет свои амортизаторы. Это позволяет Taipei 101 «гордо» высится над другими сооружениями, даже несмотря на то, что небоскреб уступил в 2010 году свое звание самого высокого здания в мире дубайскому Бурдж-Халифе.

3. Международный аэропорт им. Сабихи Гекчен (Sabiha Gökçen), (Стамбул, Турция)

Стамбульский аэропорт, расположенный в зоне, подверженной землетрясениям, стал после своего открытия в 2009 году крупнейшим сейсмостойким зданием в мире. Его способность устоять перед подземными толчками магнитудой 8,0 исходит от сейсмической системы изоляции, которая удерживает основной терминал — чудище, расползающееся на два миллиона квадратных метров, — от соприкосновений с землей.
Здание расположено на вершине 300 резиновых и стальных подшипников, которые позволяют ему двигаться из стороны в сторону, вперед и назад во время землетрясений. Инженеры из дизайнерской фирмы Arup тестировали систему на стойкость в симулированных землетрясениях 14 раз, прежде чем всего за 18 месяцев построили аэропорт.

2. Трансамерика (Transamerica Pyramid), (Сан-Франциско, Калифорния)

Самый высокий небоскреб Сан — Франциско обязан тремя десятилетиями своего существования массивной структурной технологии, которая позволяет ему противостоять угрозе землетрясения. Его пирамидальная структура расположена на конструкции из стали и бетона, предназначенной перемещаться одновременно с землетрясением, в то время как арматурные стержни соединяют здание в четырех местах на каждом этаже.
Кроме того, система треугольных связок поддерживает основу здания чуть выше первого этажа. Такие меры помогли 48-этажному зданию Transamerica Pyramid выдержать точки магнитудой 7,1. Землетрясение произошло неподалеку в горах Санта-Круз в 1989 году. Здание качалось тогда на верхних этажах из стороны в сторону, отклонившись почти на 30 сантиметров в течение более одной минуты, однако никаких повреждений не получило.

1. Башня Майор (Torre Mayor), (Мехико, Мексика)

57-этажный небоскреб в Мехико стоит возле эпицентра магнитудой в 8,1, который сравнял с землей большую часть города и убил более 10 тысяч горожан в 1985 году. Таким образом, башня был построена, чтобы выдерживать редкие, но мощные землетрясения магнитудой 9,0. Башня Майор представляет собой одно из самых сейсмоустойчивых наряду с лос-анджелевским Bank Tower сооружений в мире.
Верхнее строение здания имеет 21200 тонн стали и бетона со стальными колоннами, заключенными в железобетон, простирающимися до 30-го этажа; и стальные рамы, сконструированные на верхнем уровне. Но сердце крепления — это 98 сейсмических демпферов, которые напоминают гигантские амортизаторы, встроенные в стальное крепление.
Такая технология ранее использовалась американскими военными для защиты места запуска реактивных снарядов от воздействия ядерных ударов. Теперь она служит более мирным целям, гарантируя, что Torre Mayor, которое было открыто в июне 2003 года, остается одним из самых безопасных зданий в мире.

• Свежие записи
  • Нужно ли менять пружины при замене амортизаторов
  • Скрипят амортизаторы на машине что делать
  • Из чего состоит стойка амортизатора передняя
  • Чем стянуть пружину амортизатора без стяжек
  • Для чего нужны амортизаторы в автомобиле

  🔍 Видео

  Как и почему происходят землетрясения? - BBC RussianСкачать

  

  Сейсмическое строительство в Японии / Seismic construction in JapanСкачать

  

  Амортизаторы | Симптомы износа | Как проверить состояние амортизаторовСкачать

  

  Испытание дома на стенде, имитирующем землетрясение – Тест 2Скачать

  

  устранение ударов стоек на отбой на Chevrolet aveoСкачать

  

  Признаки неисправности амортизаторовСкачать

  

  Амортизатор. Как проверить кривизну.Скачать

  

  Галилео. Сейсмоустойчивые зданияСкачать

  

  Землетрясение (2010, Китай, Драма, Исторический)Скачать