Зграда од дрво издржала симулирани земјотреси без оштетување на главната конструкција (ВИДЕО)

Во случај на силни земјотреси, основната цел на проектирањето е да се заштитат човечките животи и да се спречи целосно уривање. Меѓутоа, современото инженерство сè повеќе го разгледува и прашањето што се случува со зграда која формално ќе издржи земјотрес, но претрпува толку голема штета што нејзината санација станува долгорочна, скапа или неисплатлива.

Многу современи згради се така проектирани за да не дојде до колапс, но по сеизмичките удари честопати се потребни повеќегодишни поправки што можат да чинат милиони долари. Некои објекти, иако не биле блиску до уривање, на крајот морале да бидат урнати поради обемот на оштетување.

Истовремено, градежниот сектор е под притисок да го намали својот голем удел во глобалните емисии на стакленички гасови, поради што се бараат системи што истовремено придонесуваат и за отпорност и за намалување на јаглеродниот отпечаток.

Едно од решенијата што би можело да ги задоволи двете барања е базирано на современа градба од дрво.  Во целосно испитување спроведено минатиот месец на Нов Зеланд, проверена е модуларна технологија базирана на вкрстено ламинирано дрво, познато како CLT.

Иако дрвото често се поврзува со класични лесни монтажни куќи, современите системи од масивно дрво значително се разликуваат од традиционалната дрвена градба. CLT се создава со лепење слоеви од дрвени плочи поставени под прав агол, со што се добиваат големи конструктивни панели погодни за повеќекатни објекти.

Како обновлив материјал, дрвото го складира јаглеродот што го апсорбирал за време на растот и може да придонесе за намалување на вградените емисии во зградата. CLT е исто така погоден за префабрикација, бидејќи елементи или цели модули можат да се произведуваат вон градилиштето, а потоа да се испорачаат и монтираат на локацијата. Таквиот пристап може да го скрати времето на изградба, да ја намали количината на отпад и да го ограничи нарушувањето на животната средина за време на изградбата.

Додегашните истражувања покажале дека дрвените конструкции можат да се однесуваат многу добро при земјотреси. Сепак, помалку се знае како модуларните згради направени од масивно дрво поднесуваат меѓусебни поместувања на етажите за време на сеизмичко дејство.

Затоа е развиен систем на врски кој им овозможува на етажите контролирано релативно поместување за време на земјотрес, наместо целата зграда да се однесува како целосно крута целина. На овој начин, напрегањата во главната конструкција се намалуваат.

Кога тресењето ќе престане, системот ѝ помага на зградата да се врати во почетната положба, со што се ограничуваат трајните оштетувања и се зголемува можноста за брзо повторно користење на зградата.

За потребите на проверка изработен е модуларен CLT објект во полн размер, која потоа е испитан на симулатор на земјотреси, т.е. „shake table“ уред на Универзитетот во Окленд.

Во текот на испитувањето, моделот бил изложен на серија земјотресни оптоварувања со се полем интензитет. Симулирани се ефектите од одалечени потреси, но и настани чиј извор е поблиску до објектот, што подразбира значително поизискувачки услови за конструкцијата.

Резултатите покажале дека системот на врски овозможил контролирано поместување на поединечни етажи. Така, дел од енергијата од потресот е апсорбирана и дисперзирана, додека главната дрвена конструкција останала заштитена од оштетување.

Однесувањето на конструкцијата по престанокот на тресењето се смета за особено важно. Објектот се вратил во првобитната положба, без трајно навалување или поместување. Таквата карактеристика, позната како самоцентрирање, е клучна за објектите кои не се проектирани само да преживеат земјотрес, туку и по него да се вратат во редовна употреба што е можно поскоро.

Зградата физички имала два ката, но на покривот е поставено дополнително оптоварување за да се симулираат сили карактеристични за трикатен објект. Ваквите згради претставуваат една од најчестите форми на домување со средна густина на Нов Зеланд.

Во реални услови, ова однесување би можело да значи пониски трошоци за санација, помалку прекини во користењето на објектот и побрзо враќање на станарите или корисниците во зградата. Сепак, испитувањето не го опфатило однесувањето на неносечките елементи, како што се внатрешното облоги, инсталациите и завршните работи, кои често претрпуваат значителни оштетувања дури и кога основната конструкција останува зачувана.

Сепак, резултатите даваат охрабрувачки показатели дека модуларните згради од масивно дрво можат да бидат проектирани не само да издржат големи земјотреси, туку и да се опорават со минимална штета.

Следните чекори вподразбираат вклучување на оваа технологија во комплетни градежни системи, како и евалуација на долгорочните перформанси, практичната примена и комерцијалната оправданост.