Безбедни објекти, безбеден град

Земјотрес е природна појава каде се врши ослободување на енергија во внатрешноста на земјата. Жариштето на потресот е местото во внатрешноста на земјата од каде на сите страни се шират еластични бранови. Епицентарот е проекција на жариштето на земјината површина. Аспектите на земјотресите ги третира сеизмологијата како наука која се занимава со истражување на земјотресите и сите негови последици.

Токио, асеизмички објекти

Сеизмичноста односно сеизмичката активност подразбира просторна дистрибуција на потресите во зависност од нивната јачина. Земјата не е еднакво сеизмички активна, и потресите се случуваат долж определени линии кои ги означуваат линиите на границите на тектонските плочи. Подрачјата во кои се случуваат почести потреси се сеизмички активни подрачја. Најактивни подрачја и најсилни земјотреси се случуваат во две подрачја, и тоа во Пацифичкиот појас (со 77% од светската сеизмичност) и во Медитеранско-азискиот појас (со 18 % од светската сеизмичност, кој се протега од Канарските Острови, преку Средоземно Море кон Хималаи и се насочува кон југ преку Суматра и Јава до Тихиот Океан).

Дејство на земјотрес 

Епицентри на земјотреси во период од 1960 до 2000 година

Се издвојуваат некои земјотреси со најголеми катастрофи (земја, година и жртви од земјотресот): Иран (856 г., 200.000 жртви); Иран (893 г., 150.000 жртви); Сирија (1138 г., 230.000 жртви); Турција (1268 г., 60.000 жртви); Кина (1290 г., 100.000 жртви); Кина (1556 г., 830.000 жртви);  Кавказ (1667 г., 80.000 жртви); Сицилија (1693 г., 60.000) жртви; Иран (1727 г., 77.000 жртви);  Лисабон (1755 г., 70.000 жртви); Месина, Италија (1908 г., 90.000 жртви); Кина (1920 г., 200.000 жртви); Јапонија (1923 г., 140.000 жртви); Кина (1927 г., 200.000 жртви); Кина (1932 г., 70.000 жртви); Пакистан (1935 г., 50.000 жртви); Туркменистан (1948 г., 110.000 жртви); Перу (1970 г., 66.000 жртви); Кина (1976 г., 255.000 жртви); Иран (1990 г., 50.000 жртви); Суматра (26.12.2004 г., 280.000 жртви); Јапонија (11.03.2011 г., 11.500 жртви). (Извор: Зец Александар, Факултет техничких наука, Нови Сад, 2011, стр. 19).

(Земјотрес во Скопје, Црна Гора и во Сечуан, Кина)

Балканскиот полуостров (во кој припаѓа и Македонија) има најкомлицирани тектонски особини во Европа. Сеимичката активност доведува до разорни земјотреси. Прва историска документација во врска со земјотресите на Балканот датира од 6 век пр.н.е. Во регионот просечно се случуваат 6,3 потреси секоја година. Во текот на минатиот век на Балканот се случиле над 80 разорни земјотреси.

Сеизмичките појави – земјотресите се доминантни природни непогоди во Република Македонија, кои можат да имаат катастрофални последици врз човекот и природата. Присутни се низ вековите, на десет сеизмички жаришта. Земјотресите со умерени магнитуди (М до 6,0) можат да предизвикаат сериозни разурнувања, бидејќи традицинално градените објекти, особено во руралната средина, не можат да ги издржат овие потреси без значителни оштетувања. Пример за тоа е земјотресот во Гевгелија (1990 година) кој оштети 1.120 објекти и земјотресот во Битола (1994 година) кој оштети 4.300 објекти.

Од просторен аспект, подрачја изложени на најголеми сеизмички влијанија се подрачјата на Дебар, Скопје, Охрид, Берово, Кочани, Делчево, подрачјето меѓу Гевгелија и Демир Капија. Подрачја со изразито голема сеизмичка опасност се подрачјата на Валандово и Пехчево, во кои се случени најсилните земјотреси во Република Македонија со магнитуди 6,7 и 7,8. Се согледува дека најголемите градови, најголемиот број на населението, индустриските капацитети и најзначајните комункации, како што се коридорите север-југ и исток-запад, се лоцирани во зоните со најголема сеизмичност (интензитет од 8-10 степени на МСК-64). (ППРМ, 2004, стр. 105 и 106) .

По катастрофалниот земјотрес во Скопје од 1963 година, асеизмичката градба и сеизмичката заштита зазедоа приоритетно место во техничката регулатива за проектирање и изградба на објекти. Од аспект на заштита на просторот, животната средина, населението и создадените вредности, неопходно е потребна целосна ревизија на нормативните акти и дефинирање на современи критериуми за изградба во сеизмичките подрачја. (ППРМ, 2004, стр, 106)

Аспекти на безбедни објекти и безбеден град. Базна изолација.

 Конвенционална и базно изолирана конструкција

Во изминатите години, многу видови асеизмички конструктивни системи и технологии се развиле со единствена цел – да се ублажат ефектите од земјотресите. Еден можен концепт за безбедни објекти и безбеден град е сеизмичка изолација односно базна изолација, каде се инсталираат сет од елементи со кои се одвојува (се изолира) горната од долната (темелната) конструкција од неповолното дејство на земјотресите. Местоположбата на изолацискиот систем зависи од локациските и архитектонско функционалните решенија. Најчесто употребувана позиција на базната изолација е помеѓу темелната и горната конструкција на објектот.

ALSC систем во објект

Објектот на основното училиште „Ј.Х.Песталоци“ во Скопје, чиј проектант е проф. архитект Алфред Рот од ЕТХ Цирих, е проектиран и изведен со принципот на базна изолација со примена на гумени изолатори, што е прв објект од тој тип во Македонија и пошироко, а е изведен после земјотресот во Скопје од 1963 година, како помош од Швајцарската конфедерација. Тоа беше голем практичен позитивен чекор на планот на безбедни објекти и безбеден град, и се очекуваше дека такви примери ќе има уште многу и дека тоа е само позитивен почеток, со оглед на тоа што Скопје треба да се развива како сигурен град, но, за жал, тој светол пример остана единствен. Штета. Секако, може да ја поправиме таа неповолна ситуација со поинтензивни применувања на објекти со базна изолација.

ALSC систем како македонски придонес кон сигурен град од земјотреси

Системот ALSC е  резултат на истражување на тројца македонски иноватори кои придонесуваат за организирање посигурен град преку проектирање и градење на сигурни објекти, кои се заштитени од влијанијата на земјотресите. Истражувањето на тројцата автори – пронаоѓачи, дипл. инж. Антим Антимовски, проф. д-р Љубомир Ташков и д-р арх. Мирче Кокалевски, датира од 2000 година (што симболично се поврзува со визиите за 21 век). Следеше пријава на патент од 31.03.2000 год., а резултираше со Решение за патент бр. 09-2510/9 од 27.06.2002 год. од Министерството за економија, Биро за заштита на индустриска сопственост (патент бр. 900728).

Се работи за КОНЦЕПТ на речиси крената конструкција (ALSC – Almost Lifted Structure Concept). За разлика од други конструкции каде е применет принципот на базна изолација (на пример на ОУ Песталоци во Скопје), кај системот АЛСЦ е применет и додатен систем на подигнување на конструкцијата со користење на притисок на течност која се поставува помеѓу темелната и главната конструкција, со што се унапредува системот на базна изолација. Главната конструкција е одвоена од потпорната конструкција со материјал со мало триење, кој на главната конструкција ѝ дозволува да се лизга кога е изложена на дејство на сила (земјотрес). Силата на лизгање е контолирана со помош на систем на подигнување на главната конструкција,  кој работи врз принципот на хидрауличен притисок, кој се движи во границите од 0,1 до 1,0 бар, во зависност од архитектонскиот габарит и тежината на конструкцијата.

Системот ALSC е иновиран концепт на базна изолација кој досега не е применет ниту во Македонија, ниту во светот. Добитник е на сребрен медал на 50. Светска изложба за иновации, истражувања и нови технологии Брисел Еурека 2001.

Следуваше процес на презентација на системот пред стручната јавност и за таа цел системот ALSC е презентиран на бројни научни конференции од областа на асеизмичкото проектирање и градење, во различни делови на светот во текот на  неколку години, и добиена е потполна стручна и научна верификција, за што сведочат повеќе од 20 референци на различни меѓународни научни конференции (Комо – Италија, Минхен – Германија, Виена – Австрија, Ванкувер – Канада, Софија – Бугарија, Истанбул – Турција, Лисабон – Португалија и многу конференции во Македонија).

Беше потребен временски период за проверка на функционирање на системот ALSC на експериментални објекти кои се испитани на динамичната платформа на ИЗИИС во Скопје. Беа реализирани неколку лабораториски испитувања на објект и резервоар и се испитуваше реагирањето на системот во услови на дејство на различни земјотреси. При испитувањата се примени хармониска побуда во широк фреквентен дијапазон од 0,5 до 3.0 Hz (херци), како и симулација на најпознатите светски катастрофални земјотреси: El Centro, Kobe, Mexico, Northridge, Montenegro, Alma-Ata, Izmit и др. Сигурно и стабилно однесување ALSC системот покажа и при вертикални побуди во фреквентниот дијапазон од 0,5 до 30 Hz, како и при биаксијална симултана земјотресна побуда. Резултатите од испитувањата на моделите ја потврдија  ефикасноста на функционирање на системот ALSC во функција на заштита на објектите од дејство на земјотреси. (Подетално за ALSC на website www.alsc-system.ws).

Испитување на резервоар со ALSC систем, мерило 1/3, 2003 год.

Основната предност и оригиналност на системот се состои во обезбедување на контролирано намалување на силата на триење, односно контролирано редуциран пренос на енергијата од потпорната на главната конструкција на објектот, со што главната конструкција се доведува до состојба блиска до лебдечка. Моментите на свиткување и силите на смолкнување во главната кнструкција, и како последица на тоа – релативните катни поместувања, во овој случај се речиси елиминирани. Техничкото решение овозможува избор на варијабилна сила на триење, која е контролирана од силата на кревањето, а таа пак од височината на течниот столб во цевката.

Испитување на објект – црква со ALSC систем,  мерило 1/3,5. 2008 год.

Системот е еднакво применлив за сите видови објекти со различна намена, архитектонско решение, големина, локација, теренски услови. Ако системот ALSC се применува со проектирање и вградување според соодветните технички решенија, заштитата и сигурноста на луѓето и материјалните добра ќе биде на високо ниво, што овозможува живеење во сигурни објекти и во сигурни градови во кој било дел на светот.

Проект на куќа со ALSC систем

Во текот на 15-годишната ангажираност на авторите за развивање на системот ALSC, изостана соодветна поддршка од релевентни субјекти кои можат директно да придонесат за практична примена на системот, кој директно влијае за заштита на човечки животи и материјални добра. Базично хуманата идеја на авторите е во функција на нагласување на сигурноста и заштитата од земјотреси, што е основа за организирање сигурен простор за егзистенција и висок квалитет на живеење. Поминати се сите претходни фази на развојот на системот и следи негова примена во практиката и изведување сигурни објекти и сигурни домови како елементарно право на граѓаните. Треба поголема ангажираност на фирмите што се занимаваат со градење на објекти, да го практикуваат начинот на примена на базна изолација со системот ALSC и како македонски бренд, освен во Македонија, да може да се применува на подрачја кои се сеизмички активни, како на пример во Кина, Иран, Турција, Непал, Чиле и други локалитети кои имаат земјотреси. Предизвикот е присутен, Македонија има можност за примена на солиден систем за сигурност на објектите и да го промовира во странство, како земја која дава придонес во развој на сигурни градови.