Japońskie doświadczenia w reagowaniu na trzęsienia ziemi

Japonia – kraj, który często nawiedzają potężne trzęsienia ziemi, stworzyła własny zestaw przepisów budowlanych i skal, które w praktyce okazały się skuteczne.

Kinh nghiệm ứng phó động đất của người Nhật

Mierzący 634 m wysokości Tokyo Skytree (po lewej) wykorzystuje konstrukcję redukującą wstrząsy wywołane trzęsieniami ziemi poprzez system kontroli drgań centralnych kolumn. Ma on cechy wspólne z pionowymi kolumnami centralnymi shinbashira, charakterystycznymi dla tradycyjnej japońskiej architektury pagód. (Źródło: japan.go.jp)

Japonia leży na Pacyficznym Pierścieniu Ognia, gdzie silna aktywność sejsmiczna rozciąga się na całą Azję Południowo-Wschodnią i basen Pacyfiku, co sprawia, że jest to jeden z najbardziej aktywnych sejsmicznie krajów na świecie.

Sekretem, który pomaga Japończykom minimalizować szkody wyrządzane przez trzęsienia ziemi, jest stosowanie technologii ostrzegania i technik budowlanych mających na celu redukcję wstrząsów.

W ciągu ostatniej dekady Japonia ucierpiała z powodu około 20% światowych trzęsień ziemi o magnitudzie 6 lub większej. Najgorszą katastrofą było trzęsienie ziemi w regionie Tohoku w 2011 roku, które wywołało tsunami, niszcząc elektrownię jądrową w Fukushimie i zabijając około 15 000 osób.

Rząd Japonii zainwestował znaczne środki w łagodzenie skutków katastrof, w tym w udoskonalanie technik sejsmicznych i wdrażanie postępów w dziedzinie sztucznej inteligencji (AI), aby ograniczyć szkody spowodowane trzęsieniami ziemi. Inżynierowie i architekci nieustannie badają nowe rozwiązania mające na celu zmniejszenie amortyzacji wstrząsów, pomagając budynkom wytrzymać silne trzęsienia ziemi.

W Japonii trzęsienia ziemi nie są mierzone magnitudą (skalą Richtera), lecz siłą wstrząsów gruntu. Japońska Skala Intensywności Sejsmicznej (JMA) jest mierzona w jednostkach Shindo (wstrząsy), w skali od 1 do 7. Podczas trzęsienia ziemi w Ishikawie siła wstrząsów osiągnęła maksymalną wartość 7.

JMA, która obsługuje 180 sejsmometrów i 627 sejsmometrów, na bieżąco informuje media i Internet o trzęsieniach ziemi.

Aby wytrzymać siłę trzęsienia ziemi, budynki muszą być w stanie pochłonąć jak najwięcej energii sejsmicznej. Zdolność ta wynika z technik „izolacji sejsmicznej”, a mianowicie fundamenty budynków w Japonii wyposażone są w hydrauliczny system amortyzatorów. Japońscy inżynierowie projektują złożony system amortyzatorów, który działa jak pompka rowerowa w budynkach, aby zwiększyć odporność na trzęsienia ziemi.

„Wysoki budynek może przesunąć się nawet o 1,5 metra pod wpływem drgań, ale jeśli zastosuje się system amortyzujący od drugiego do najwyższego piętra, ruch ten można ograniczyć do minimum, zapobiegając uszkodzeniom wyższych pięter” – powiedział Ziggy Lubkowski, sejsmolog z University of London (Wielka Brytania).

W przypadku nowych inwestycji niektóre firmy eksperymentują z bardziej innowacyjnymi metodami i materiałami, takimi jak konstrukcje kratowe, które zapobiegają wyboczeniu budynków i pomagają rozproszyć energię pochłanianą podczas trzęsień ziemi. W Tokio firma Maeda Construction wykorzystuje stalowo-drewnianą konstrukcję szkieletową do budowy 13-piętrowego biurowca.

„Drewno rzadko jest stosowane jako materiał odporny na trzęsienia ziemi w budynkach o konstrukcji stalowej. Jednak stal wytrzymuje siły rozciągające, a drewno siły ściskające, więc te dwa materiały wzajemnie się uzupełniają” – wyjaśnił Yoshitaka Watanabe, główny inżynier Maeda Group.

Dowodem skuteczności tych technik jest fakt, że gdy w 2011 roku Tokio nawiedziło trzęsienie ziemi o magnitudzie 9,0, siła wstrząsów w mieście osiągnęła poziom 5. Ogromne wieżowce się zatrzęsły, okna pękały, ale żaden duży budynek nie zawalił się.

Źródło