Необходимо разобраться, что представляет собой понятие «чрезвычайная ситуация» и как она влияет на методы строительства.
Итак, «Чрезвычайная ситуация» — это обстановка, сложившаяся на определенной территории или акватории в результате опасного природного явления, катастрофы, стихийного или иного бедствия, которая может повлечь или повлекла за собой человеческие жертвы, ущерб здоровью людей или окружающей природной среде, значительные материальные потери и нарушение условий жизнедеятельности людей. Давайте теперь на примере Японии посмотрим, как же происходит строительство в стране не только «восходящего солнца», но и в стране, где каждый день случается огромное множество землетрясений, а каждые несколько дней – сильные землетрясения, с магнитудой больше 5 баллов по шкале Рихтера.
Вдоль японских островов проходит стык двух больших тектонических пластов. Тихоокеанская плита как бы подныривает под евразийскую. Японцам не посчастливилось жить в одной из самых сейсмически опасных зон мира. Небольшие толчки здесь происходят постоянно, и производят впечатление только на туристов. Землетрясения и цунами в Японии воспринимаются как неизбежные опасности. Тринадцать миллионов токийцев живут в постоянном ожидании катастрофы.
Совсем недавно, а именно в 2011 году случилось одно из самых крупных в истории Японии землетрясение, разрушения зданий от толчков были сведены к минимуму, благодаря высокой сейсмостойкости конструкций. Самые крупные разрушения причинила огромная волна цунами, следующая за землетрясением, именно она стала причиной разрушения сотен тысяч домов.
Давайте теперь разберемся, что означает «сейсмостойкость конструкций». Но тут все просто - это способность зданий и сооружений противостоять сейсмическим воздействиям называется сейсмостойкостью. Однако, неужели в таких районах невозможно строить многоэтажные дома и небоскребы. Чаще всего да, но японцы смогли доказать обратное и 22 мая 2012 года состоялось открытие самой высокой телебашни в мире Tokyo Sky Tree (634 м), она долгое время была лидирующей конструкцией в мире по высоте, однако ей пришлось уступить лидерство небоскребу Бурдж Халиф в Дубаи. Землетрясения не создал особых проблем для установления такого рода рекордов в японском строительстве. Башня построена с помощью современных антисейсмических систем, которые, как заявляют инженеры, способны поглощать до 50% энергии землетрясения, и теоретически может противостоять землетрясениям силой в 7,0 баллов с эпицентром, который будет находиться непосредственно прямо фундаментом башни.
Какие же антисейсмические системы существуют? Первое, чему уделяют большое внимание японские строители так это прочность материала, из которого возводится здание. Наиболее распространенным и часто применяемым является так называемый «фибробетон», в котором в качестве арматуры используется множество небольших стальных проволочек, что делает этот материал в несколько раз прочнее обычного железобетона. Также широко используется подгрунтовка битумной эмульсией, что делает конструкции более долговечными, при этом повышается и прочность конструкции.
Стоит отметить, что требование к сейсмоустойчивости зданий в Японии закреплено на законодательном уровне и все строительные компании должны жестко следовать им в своей работе иначе у них могут крупные проблемы не только на стадии разработки проекта, но и с законом.
Интересным примером может послужить строительство 17-ти этажного жилого здания в Токио, во время которого были применены сейсмические амортизаторы на роликовых подшипниках. Также во время строительства зданий японцы активно используют различные демпферы (устройство для гашения (демпфирования) или предотвращения колебаний, возникающих в машинах, приборах, системах или сооружениях при их работе), призванные гасить инерционные колебания, возникающие при землетрясениях.
Сейсмостойкость зданий можно достичь с помощью маятников, пружинных амортизаторов, которые гасят колебания и стремятся вернуться в положение равновесия. Недавно в строительстве начали разрабатывать и испытывать новый способ повышения сейсмостойкости зданий, за счет использования резервуаров с большим объемом воды. Уже давно известно, что при взбалтывании вода быстро возвращается в состояние покоя, эта идея и стоит в основе защиты зданий во время сильных толчков.
Некоторые здания в Японии построены на рельсовой платформе, во время землетрясения они плавно ездят, а не раскачиваются что, также благоприятно влияет на их устойчивость. Хоть этот метод является сравнительно "молодым", но он уже неплохо себя зарекомендовал.
Бесспорно, одним из самых простых и наиболее распространенных методов используемых при строительстве высотных зданий это дополнительное использование стальных каркасов для повышения прочности стен. Самой хрупкой частью каждого здания являются стекла. В Японии существует нормативный стандарт, по которому количество окон не должно занимать определенную площадь, для каждого здания эта норма рассчитывается индивидуально. Также в Японии используют стекла, армированные тонкой стальной нитью внутри, благодаря которой, при разбитии стекла полностью исключается образование крупных осколков.
После реализации какой-либо новой идей по сейсмостойкости зданий обязательно проводят тестирование. Для этого существуют исследовательские лаборатории, в которых на специальных платформах возводят точные копии зданий, и за городом устраивают имитацию землетрясения (обычно магнитудой достигающей 8-9 баллов по шкале Рихтера), тем самым создается точная картина возможных разрушений, а также проверяется объект на прочность. Бесспорно, одну из главных ролей играет строительный контроль, во время работы которого производится точная оценка качества материалов, применяемых при строительстве, и соблюдение технологий возведения здания.
