4 занимательные технологии, которые берегут человечество от стихийных бедствий

августа 21, 2023 22:06 / im / Технологии

Человечество всегда стремилось если не взять под контроль природу, то хотя бы обезопасить себя от её негативного влияния. Ведь во все времена от стихийных бедствий страдало огромное количество человек.

Но на современном этапе эти попытки особенно интересны, ведь гении инженерии придумывают просто невероятные концепты - от маятников для устойчивости небоскрёбов до «плавающего фундамента». Вашему вниманию «четвёрка» нетривиальных технологий, которые берегут человечество от стихийных бедствий.


1. Маятник в небоскребе



Маятник, который не даст небоскрёбу упасть от урагана или землетрясения.

Проблема устойчивости небоскрёбов в том, что чем он выше, тем больше будет амплитуда его колебаний от порывов сильного ветра или урагана, а также в случае подземных толчков, так как верхние этажи будут сильнее смещаться от своей оси. И вот чтобы нивелировать такие отклонения, необходимо создавать противовесы.

С этой целью инженеры устанавливают под куполом здания огромные настроенные амортизаторы масс (англ. tuned mass dampers, сокр. TMD). Причём вид последних зачастую подобен огромный бетонный либо стальной шар большого веса.

Его подвешивают на специальной системе пружин и поршней наверху здания, чтобы сохранить центр массы небоскреба. Работает это следующим образом: если в случае воздействия стихии начнёт меняться угол наклона здания, шар будет двигаться с аналогичной частотой, но в противоположном направлении.

Технология довольно распространённая, но, пожалуй, самым ярким примером является тайваньский небоскрёб «Тайбэй 101»: башня высотой в 509 метров была оборудована маятником массой в 728 тонн и диаметром в 5,5 метра, что позволяет ему погасить колебания небоскреба при скорости ветра вплоть до 250 км/ч.

2. Система своевременного оповещения о сейсмической угрозе



Возможность получить оповещение об опасности в любой момент - очень важно.

Страны, чья территория частично или полностью находится на территории Тихоокеанского огненного кольца из-за сейсмической активности - а она там значительная: по данным редакции Cxid.info, именно на этот регион пришлось 90% всех землетрясений на планете - уже давно ищут способы отделаться как можно меньшим ущербом от стихии, пока её обуздать не получается.

Рекордсменом по эффективности в этом отношении давно стали японцы, которые всё время разрабатывают разного рода системы минимизации потерь от землетрясений, прежде всего, человеческих.

Так, что совершенно недаром именно Токио считается наиболее подготовленным к подземным толчкам городом. Там не только постоянно мониторят сейсмическую ситуацию и систематически проверяют сооружения на устойчивость, но также регулярно проводят учения для граждан всех возрастов.

Но и внедрением технологий они в данном случае не пренебрегают: японцы разработали одну из самых эффективных в мире систем раннего оповещения о сейсмических угрозах.

Она представляет собой масштабную сеть со сейсмодатчиками по всей стране, которые автоматически формируют сигналы, принимающие экстренные меры: торможение скоростных поездов, отключение электростанций, запуск рассылки оповещений для граждан СМС-сообщениями и через Интернет.

3. Технология «плавающий фундамент»



Не менее продвинулись в защитной функции также различные архитектурные и инженерные технологии, которые позволяют застройке города стать более ударопрочным и устойчивым перед лицом буйства стихии.

Так, современные небоскрёбы зачастую строят по системе сейсмоизоляции: наличие подвижных опор под зданием позволяют гасить колебания. А одной из наиболее популярных, но и эффективных технологий — это «плавающий фундамент», когда между основанием и остальной частью сооружения закладывают свинцово-резиновую подушку.

С помощью такой прослойки фундамент здания как бы начинает «ходить» в случае сильных толчков, а сам небоскрёб остается в некотором роде в состоянии изоляции от стихийного воздействия, и его не втягивает вниз вслед за основанием. Но и эта технология модернизируется: сегодня в расцвете инженерной моды находится воздушная подушка, оснащённая сенсорами.

Они срабатывают при первых намеках на сейсмическую активность и дают сигнал компрессору поднять здание на несколько сантиметров, а после того, как всё успокоится, возвратить его на место.

4. Железобетонные колонны



Популярная технология для того, чтобы уберечь небоскрёбы.

В Латинской Америке, где тоже частенько страдают от неустойчивости земли, особенно на территории Мексики. Поэтому и там заботятся об устойчивости застройки.

Ярким примером в этом отношении является башня «Майор», которая была построена в 2004 году в Мехико. Самое поразительное, что 55-этажный небоскрёб был построен рядом с эпицентром землетрясения, которое произошло в 1985 года, когда толчки магнитудой в 8,1 балла стали причиной гибели 10 тысяч горожан.

Но это был совершенно оправданных шаг, потому что «Майор» был построен именно с расчетом на ещё более мощные подземные толчки, вплоть до 8,5—9 баллов по шкале Рихтера.

Для этого во время строительство было построено железобетонные колонны общей массой в 21,5 тонн, которые дотягиваются до тридцатого этажа, а выше здание удерживается стальными рамами. Кроме того, в конструкцию также включили 98 сейсмических демпферов, которые должны погасить смещение здания и рассеивать часть энергии во время землетрясения.

Интересно, что мексиканцы заимствовали эту технологию у американских военных, которые разработали и применяли её в целях защиты мест запуска реактивных снарядов от влияния ядерных ударов.

#Здания #Землетрясение #Наука #Строительство #Технологии

 

Материалы по теме