Top 5 erdbebensichere Bauwerke auf der ganzen Welt

Erdbeben sind eine der zerstörerischsten Naturgewalten. Bauwerke können bei einem Erdbeben schwere Schäden erleiden. Deshalb müssen bei der Konstruktion von Bauwerken, insbesondere von Wolkenkratzern, seismische Belastungen berücksichtigt werden.

Lasst uns gemeinsam um die Welt streifen und die Top 5 erdbebensicheren Strukturen entdecken und erfahren, wie Gebäude so konstruiert werden können, dass sie extremen seismischen Belastungen standhalten.

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Wie kommt es zu Erdbeben?

Um die Lösung eines Problems zu erleichtern, ist es als Ingenieur wichtig zu verstehen, was es ist. Was genau ist ein Erdbeben und wie kommt es dazu?

Jeder weiß um die Existenz von tektonischen Platten und wie sie die Bewegung der Erdkruste beeinflussen. Erdbeben treten auf, wenn sich diese tektonischen Platten bewegen oder miteinander kollidieren und große Energiemengen freisetzen. Dies wird mit der gemessen.Richter-Skala.

Die Bewegung dieser tektonischen Platten kann im Allgemeinen auf zurückgeführt werden.Mantelkonvektion, ein Phänomen, bei dem warme Mantelströmungen Platten der Lithosphäre wie ein Förderband entlangtragen. Es kann auch durch das Auftrieb des Mantels an mittelozeanischen Rücken verursacht werden. In diesem Fall bewirkt die Schwerkraft, dass die höhere Platte am Rückenschiebt die weiter vom Kamm entfernte Lithosphäre weg. Eine andere Ursache kann ein Plattenzug sein; es ist ein Phänomen, bei dem die älteren, kälteren Platten an Subduktionszonen absinken. Anschließend zieht die kühlere sinkende Platte den Rest der wärmeren Platte hinter sich her.

Professor Iain Stewart, ein Geologe von der Plymouth University, erklärt in diesem kurzen Clip, wie Erdbeben passieren und wie sie sich auf Strukturen auswirken. Zu wissen, dass Wellen von der Basis einer Struktur durch ihren gesamten Körper ausstrahlen, ist für den Entwurf erdbebensicherer Gebäude unerlässlich.

Eines der Hauptelemente eines erdbebensicheren Gebäudes ist Basisisolierung. Werfen wir einen kurzen Blick darauf, was genau das ist.

Was ist Basenisolation?

Die sogenannte Basenisolation ist eine von Ingenieuren entwickelte Technik, um Schäden an Gebäuden bei Erdbeben zu verhindern oder zumindest zu minimieren. Solche Systeme werden weltweit eingesetzt und sind am häufigsten in Neuseeland, Indien, Japan, Italien und den Vereinigten Staaten.

Traditionellere Konstruktionen, wie Gebäude mit festem Sockel, werden in der Regel direkt auf dem Boden errichtet. Dies ist zwar eine gute Praxis für Orte, an denen es nicht häufig Erdbeben gibt, es wird jedoch dringend davon abgeraten, wenn dies nicht der Fall ist.

Wenn ein Erdbeben einschlägt, bewegt sich der Boden und das daran befestigte Gebäude mit der Bewegung des Bebens und verursacht massive Schäden am Gebäude. Um dem entgegenzuwirken, sind die meisten erdbebensicheren Gebäude in irgendeiner Weise vom Boden isoliert.

Dies beinhaltet normalerweise die Verwendung von flexiblen Lagern oder Pads, die als Basisisolatoren bekannt sind. Diese Arten von Systemen bewegen sich während eines Bebens, bewegen sich jedoch zu den Kräften entgegenwirken, die durch die Bewegung des Gebäudes erzeugt werden.

Basisisolatoren funktionieren ähnlich wie Autoaufhängungssysteme, die es einem Fahrzeug ermöglichen, über unebenes Gelände zu fahren, indem sie den Innenraum isolieren und die Stöße von unebenem Boden absorbieren, ohne die Passagiere im Inneren herumzuwerfen.

Laut dem Wissenschaftslernzentrum, "dwährend eines Erdbebens kann sich ein Gebäude bewegen11 Zoll 300 mm oder mehr relativ zum Boden. Daher die Verwendung von Basisisolierungbedeutet auch, dass eine Bewegung während eines Erdbebens möglich sein muss, um aufgenommen zu werden.Dies bedeutet normalerweise ein "Klapperraum" oder "Graben"muss um das Gebäude herum angebracht werden, damit das Gebäude nicht gegen etwas in der Nähe prallt. Haustechnik wie Wasser, Abwasser und Strom müssen alle so ausgelegt sein, dass sie diese Bewegung ohne Beschädigung aufnehmen können."

Während die Sockelisolierung für viele mittelhohe Ziegel- oder Steingebäude eine Rettung sein kann und Betonbauwerke verstärken kann, ist sie nicht für alle Arten von Bauwerken geeignet. Sockelisolatoren haben in der Regel eine begrenzte Fähigkeit, Spannungen zu bewältigen.

Dies bedeutet, dass höhere Gebäude bei Erdbeben ein sehr reales Risiko haben, umzukippen oder zu stürzen, wenn sie mit Sockelisolatoren ausgestattet sind. Für diese Art von Gebäuden sind andere Maßnahmen erforderlich.

Basisisolatoren sind auch aus anderen geotechnischen und geographischen Gründen für einige Standorte nicht geeignet. Zum Beispiel kann es sein, dass der Platz nicht ausreicht, um sie zu installieren.

Sie benötigen auch harten Boden, keinen weichen Boden, um mit höchster Effizienz zu arbeiten.

Welche Arten von Erdbeben gibt es?

Eine zufällige Tatsache über Erdbeben:Wussten Sie, dass es ungefähr gibtMillionenvon Erdbeben jedes Jahr? Aber keine Sorge, die meisten davon sind sehr klein und praktisch nicht wahrnehmbar.

Einige von ihnen können jedoch unglaublich destruktiv sein, Gebäude einstürzen und Menschen ihres Lebens und ihrer Lebensgrundlage berauben.

Erdbeben fallen im Allgemeinen unter eine von wenigen unterschiedlichen Kategorien. Diese sind:

• Tektonische Erdbeben.
• Vulkanische Erdbeben.
• Erdbeben einstürzen.
• Explosionserdbeben.

Tektonische Erdbeben treten an tektonischen Plattengrenzen auf. Manchmal führt die Reibung zwischen tektonischen Platten dazu, dass sie sich zusammenschließen und sich nicht mehr bewegen können. Der Rest der Platte bewegt sich jedoch weiter, was zu einem erhöhten Druck auf den gesperrten Abschnitt führtAbschnitt erliegt dem Druck und zerbricht, die Platten bewegen sich schnell, setzen Energie frei und verursachen ein Erdbeben.

Vulkanische Erdbeben sind Beben, die immer dann auftreten, wenn tektonische Aktivität auch vulkanische Aktivität verursacht.

Erdbeben einstürzen sind kleinere Erdbeben, die auftreten, wenn etwas wie eine Mine oder eine unterirdische Höhle einstürzt.

Explosive Erdbebensind jede Form von Erdbeben, die durch eine massive Explosion verursacht wird, wie die Detonation einer Atomwaffe. Wie bei einem Einsturzerdbeben sind diese in der Regel sehr gering.

Erdbeben werden manchmal auch durch menschliche Aktivitäten wie das Einspritzen von Flüssigkeiten in tiefe Brunnen, das Ausheben von Minen und das Füllen großer Lagerstätten verursacht.

Die relative Stärke aller Erdbeben wird mit der Richterskala gemessen. Nach Michigan-Technologie, typische Bereiche für verschiedene Magnituden von Erdbeben umfassen: -

Wenn Sie mehr darüber erfahren möchten, was Erdbeben sind, ist der Eintrag der Encyclopedia Britannica zu diesem Thema ziemlich umfassend.

Was sind einige der weltbestenerdbebensichere Gebäude?

Und so sind hier ohne weiteres einige der besten erdbebensicheren Gebäude aus der ganzen Welt. Diese Liste ist bei weitem nicht vollständig und ist in keiner bestimmten Reihenfolge.

1. Sabiha Gökçen International Airport ist eines der erdbebensichersten Gebäude der Welt

Einer der wichtigsten Flughäfen für die historische Stadt Istanbul, er ist auch eines der erdbebensichersten Gebäude der Welt. Er heißt Sabiha Gökçen und ist einer der beiden internationalen Flughäfen in Istanbul, Türkei, die sich befindennahe der nordanatolischen Verwerfung.

Es wurde vom Ingenieurbüro entworfenOve Aruphaben300 Basisisolatorsysteme das einem Erdbeben von bis zu maximal standhalten kann8,0 MWMomentengröße.Die Basisisolatoren können seitliche seismische Belastungen reduzieren um 80%, was es zu einem der größten machtseismisch isolierte Strukturen in der Welt.

Eine der Haupteigenschaften des Flughafens, die ihn so erdbebensicher macht, ist seine sogenannte "Dreireibungspendelvorrichtung".

Architektentagebuch erklärt, dass "tDas gesamte Terminalgebäude befindet sich auf einer Plattform, die weitestgehend vom Boden isoliert ist. Dadurch konnte das Team das Terminal fast so gestalten, als ob es sich an einem nicht seismischen Ort befinden würde, und Features wieals [Bauwerke mit] großen Spannweiten, da durch die Plattform- und Pendelvorrichtungen, dass heftige seitliche Bodenbewegungen sie kaum beeinflussen."

Das Dreifachreibungspendellager des Flughafens wurde hergestellt von Erdbebenschutzsysteme EPS. Sie verwenden das Prinzip eines Basispendels, um die Isolation einer Struktur bei schweren Erdbebenereignissen zu verlängern.

Wenn ein Erdbeben die Struktur trifft, bewegen sich die erdbebensicheren Strukturen des Flughafens mit kleinen Pendelbewegungen. EErdbebenbedingte Verschiebungen treten hauptsächlich in den Lagern auf, daher werden seitliche Belastungen und Bewegungen, die auf die Struktur übertragen werden, stark reduziert.

2. Die Transamerica-Pyramide kann es wirklich ertragen und stehen bleiben

Die Transamerica-Pyramide ist ein ikonisches Gebäude aus den 1970er Jahren in der kalifornischen Stadt San Francisco, das dicht neben den Verwerfungen von San Andreas und Hayward liegt. 1989 wurde das Loma Prieta Erdbeben traf das Gebiet mit einer Stärke von 6,9 MW was dazu führte, dass das oberste Stockwerk des Gebäudes für mehr als eine Minute um fast einen Fuß 30 cm von einer Seite zur anderen schwankte, aber das Gebäude stand hoch und unbeschädigt.

Diese Erdbebensicherheitsleistung kann dem zugeschrieben werden52 Fuß tief Stahl- und Betonfundament, das für seismische Belastungen ausgelegt ist. Vertikale und horizontale Belastungen werden von einem einzigartigen Fachwerksystem über der ersten Ebene getragen, wobei sich die Innenrahmen bis zur 45. Ebene erstrecken. Die komplexe Kombination dieser strukturellen Systeme macht die systemsGebäudebeständig gegen Torsionsbewegungen und ermöglicht die Aufnahme großer horizontaler Grundschubkräfte.

3. Der Burj Khalifa ist auch speziell entworfen, um Erdbeben zu widerstehen

Dieser Wolkenkratzer bedarf eigentlich keiner Einführung. Die Burj Khalifa ist einfach eines der ikonischsten superhohen Bauwerke der Welt. Es ist auch ein erdbebensicheres Gebäude!

Die Struktur besteht aus mechanischen Böden, wo Auslegerwände die verbindenUmfangsspalten zur Innenwandung. Auf diese Weise können die Perimetersäulen den seitlichen Widerstand der Struktur aufnehmen. Die Vertikalität der Säulen hilft auch bei der Aufnahme der Gravitationslasten.

Dadurch ist der Burj Khalifa sowohl in seitlicher als auch in Torsionsrichtung außergewöhnlich steif. Ein komplexes System aus Basis- und Fundamentkonstruktion wurde durch umfangreiche Durchführungen abgeleitet.seismische und geotechnische Studien.

4. Taipei 101 ist ein weiterer der besten der Welterdbebensichere Gebäude

Taipeh 101 ist vielleicht einer der faszinierendsten superhohen Wolkenkratzer der Welt. Das Außendesign von CY Lee wurde von der Phrase " inspiriertwir klettern um weiter zu sehen".

Abgesehen von der Architektur ist die überwältigende Tatsache an Taipei 101, dass es die größten beherbergtabgestimmter Massendämpfer TMD in der Welt! Es ist im Grunde eine riesige Metallkugel, die großen vorübergehenden Belastungen wie Wind und Erdbeben entgegenwirkt, um das Schwanken des superhohen Turms zu reduzieren.

Das TMD wird von hydraulischen Dämpferarmen und Stoßfängersystemen unterstützt, die wie der Stoßdämpfer eines Autos funktionieren. Wenn große Kräfte auf den Turm einwirken, schwingt das TMD in die entgegengesetzte Richtung und bringt das gesamte Gebäude durch Dämpfung ins Gleichgewichtdie transienten Kräfte, die die Masse des Balls nutzen. Wie erstaunlich ist das?

Dieses Erdbebendämpfersystem befindet sich zwischen der 87. Etage und der 92. Etage.

5. Philippine Arena ist zufällig auch ein erdbebensicheres Gebäude

Die Philippine Arena ist die größte gewölbte Arena der Welt und eine erstaunliche erdbebensichere Struktur. Sie ist im Besitz der christlichen GruppeIglesia Ni Cristo INC, der dies in Auftrag gegeben hat55.000Sitzplatzkapazität Arena zum 100-jährigen Jubiläum vor drei Jahren am 27. Juli 2014.

Es ist auch das Herzstück der Tourismuszone namens Ciudad de Victoriain Bulacan, Philippinen. Die Arena wurde von einem australischen Architekturbüro entworfen Bevölkert und das Elite-Ingenieurbüro Buro Happold.

Die philippinische Platte sitzt entlang der sogenannten Pazifischer Feuerring, Heimat der berüchtigtsten und aktivsten Kette von Erdbeben-Verwerfungslinien der Welt. Frühere Erdbeben im Land haben so viel erreicht wie 8,2 MW, und haben Tausende von Menschenleben gefordert. Seismische Aktivitäten waren auch für Vulkanausbrüche und Tsunamis in der Region verantwortlich.

Das riesige Stadiondach der philippinischen Arena, überspannend170m, wurde entwickelt, um schweren vorübergehenden Belastungen wie Erdbeben, Wind und Taifune standzuhalten. Während eines Erdbebens können die seitlichen Belastungen, die in der gesamten Struktur erzeugt werden, bis zu erreichen.40% seiner Masse.

Buro Happold hat geschickt mit einem eigenständigen Sockeldesign für die gesamte Struktur reagiert, was bedeutet, dass der Hauptstrukturkörper der Arena von seinem Sockel und Fundament isoliert ist. Die Lücke zwischen dem Hauptstruktur- und Sockelfundamentsystem besteht aus Bleigummilager LRB, die eine flexible Anordnung von Materialien mit hohen Energiedissipationseigenschaften sind.

Dadurch können sich das Basis- und Fundamentsystem mit der Kraft des Erdbebens frei bewegen, während die obere Struktur stationär bleibt. Dies ist wirklich eine erstaunliche Leistung der Erdbebeningenieure!

Das war's erstmal, Leute.

Wenn Sie also das nächste Mal eines dieser Bauwerke besuchen, nehmen Sie sich einen Moment Zeit, um nicht nur die architektonische Ästhetik, sondern auch die großartigen Ingenieurleistungen zu schätzen, die sie zu bieten haben.

Obwohl es keine Möglichkeit gibt, die gewaltige Kraft der Natur zu besiegen, können unsere Ingenieure mit den verfügbaren Werkzeugen herumbasteln, um zumindest zu versuchen, sie zu zähmenMenschen und das Können der Ingenieure hinter ihrer Konstruktion.