Како је Јапан провео више од једног века одолевајући земљотресима

Напомена уредника: Дизајн за утицај То је серијал који истиче архитектонска решења за заједнице расељене због климатске кризе, природних катастрофа и других хуманитарних ванредних ситуација.

ЦНН
—

Сцене зграда претворених у рушевине емитоване су ове недеље широм света након земљотреса Земљотрес јачине 7,5 степени Рихтерове скале Тајфун је у понедељак погодио префектуру Ишикава на западној обали Јапана.

Потпуни обим штете остаје непознат. Власти су саопштиле да је најмање 270 кућа у тој области уништено, иако ће коначна бројка вероватно бити много већа. Ова бројка не укључује, на пример, Сузу или Ваџиму, град са више од 27.000 људи који се налази само 20 миља (32 километра) од епицентра где се налазе званичници ватрогасне службе. Рекао је Јапанска радиодифузна корпорација (НХК) известила је да је изгорело око 200 зграда.

Ови извештаји говоре о личним трагедијама које су доживели многи становници региона. Али док се два сеизмичка догађаја не могу директно упоредити, земљотреси сличне магнитуде у другим деловима света — као што је земљотрес јачине 7,6 степени Рихтерове скале који је изазвао колапс Више од 30.000 зграда У Кашмиру је 2005. године, на пример, често изазивала много већа разарања.

Насупрот томе, Ишикава се можда лако извукао, каже Роберт Геллер, професор емеритус сеизмологије на Универзитету у Токију.

„Чини се да модерне зграде раде веома добро“, рекао је он за Си-Ен-Ен дан након земљотреса у Јапану, напомињући да се чини да су старије куће „са тешким крововима од глиненог цријепа“ најгоре.

„Већина породичних кућа, чак и ако су оштећене, није се потпуно срушила“, рекао је он.

Изрека у сеизмичком дизајну је да земљотреси не убијају људе – Зграде раде. У једној од земаља на свету најсклонијих земљотресима, архитекте, инжењери и урбанисти већ дуго покушавају да градове отпорне на катастрофе од великих потреса кроз комбинацију древне мудрости, модерних иновација и грађевинских прописа који се стално развијају.

„велике величине“Дамперс„, који се љуља попут клатна унутар небодера, до система опруга или кугличних лежајева који омогућавају зградама да се њишу независно од својих темеља. Технологија је драматично напредовала од Великог земљотреса у Кантоу који је уништио велике делове Токија и Јокохаме пре нешто више од 100 година.

Али иновације се углавном фокусирају на једноставну, дуго схваћену идеју: да отпорност даје структурама највећу шансу за опстанак.

„Наћи ћете много зграда, посебно болница и критично важних структура, на овим гуменим (лежајима) тако да се сама зграда може љуљати“, рекао је Михо Мазерио, ванредни професор архитектуре и урбанизма на МИТ-у. (Масацхусеттс Институте оф Тецхнологи), која истражује јапанску културу спремности у својој надолазећој књизи „Дизајн пре катастрофе.“

„У теорији, све се враћа на идеју да уместо да се опирете кретању тла, можете пустити зграду да се креће са Он она.“

Овај принцип се у Јапану користи вековима. На пример, многи традиционални дрвени храмови у земљи преживели су земљотресе (и вероватно подлегли пожару или рату), чак и када модерне структуре то не могу. Узмите пагоду Тоји храма високу 180 стопа (55 метара), изграђену у 17. веку у близини Кјота—чувено је настала нетакнута од Великог земљотреса Ханшин 1995. године, познатог и као земљотрес у Кобеу, док су се многе друге срушиле. У близини зградама.

Јапанска традиционална архитектура има много заједничког са својом колегом у суседној Кореји и Кини, иако се разликују на начине који одражавају високу учесталост земљотреса у земљи.

Конкретно, изузетна стопа преживљавања пагода дуго се приписује „шинбашири“ – централним стубовима направљеним од стабала дрвећа које су јапанске архитекте користиле најмање 1.400 година.

Било да су усидрени за земљу, ослоњени на греду или обешени одозго, ови стубови се савијају и савијају док се појединачни спратови зграде крећу у супротном смеру од својих суседа. Резултирајући светлуцави покрет – који се често упоређује са покретом змије која клизи – помаже да се супротстави сили подрхтавања и потпомогнут је међусобно повезаним спојевима, лабавим луковима и широким кровним вијенцима.

Зграде у Јапану данас можда не подсећају на будистичке храмове, али небодери свакако.

Иако је земља наметнула стриктно ограничење висине од 31 метар (102 стопе) до 1960-их, због ризика које представљају природне катастрофе, архитектама је од тада дозвољено да граде више. Данас Јапан има више од 270 зграда виших од 150 метара (492 стопа), петих по величини на свету, према Подаци Из Савета за високе зграде и урбана станишта.

Користећи челичне оквире који додају флексибилност веома тврдом бетону, дизајнери високих зграда су се охрабрили развојем великих противтега и система „изолације базе“ (као што су гумени лежајеви поменути горе) који делују као амортизери.

Компанија за некретнине која стоји иза Новог Јапана највиша зграда, Која је отворена у пројекту Азабудаи Хиллс у Токију прошлог јула, Захтеви Његове карактеристике дизајна отпорне на земљотрес – укључујући широкопојасне амортизере – ће „омогућити предузећима да наставе са радом“ у случају снажног сеизмичког догађаја као што је рекордни земљотрес у Тохокуу јачине 9,1 степена Рихтерове скале који се догодио 2011. године.

Али за многа места у Јапану без небодера, као што је Вајима, отпорност на земљотрес се више односила на заштиту свакодневних зграда — домова, школа, библиотека и продавница. У том погледу, успех Јапана био је подједнако питање политике колико и технологије.

На пример, школе архитектуре у Јапану – можда због историје природних катастрофа у земљи – осигурале су да се ученици ослањају на оба дизајна И Инжењеринг, рекао је Мазерио, који такође води МИТ-ову лабораторију за урбани ризик, истраживачку организацију која проучава сеизмичке и климатске ризике са којима се градови суочавају.

„За разлику од већине земаља, јапанске архитектонске школе комбинују архитектуру и грађевинарство“, рекла је она, додајући да су у Јапану те две дисциплине „увек повезане једна са другом“.

Јапански званичници су такође, током година, настојали да уче из сваког већег земљотреса са којим се земља суочила, а истраживачи су спроводили детаљна истраживања и ажурирали системе зграда у складу са тим.

Овај процес сеже најмање у 19. век, рекао је Мазерио, објашњавајући како је широко распрострањено уништавање нових зграда од цигле и камена у европском стилу у земљотресу Мино-Овари 1891. и земљотресу у Великом Канту 1923. довело до нових закона о планирању градова и урбанизма. зградама.

Постепени развој грађевинских система настављен је током двадесетог века. Али закон уведен 1981. познат као Шин Тајшин, или Нови стандардни амандман за зграде отпорне на земљотресе – директан одговор на земљотрес на мору у Мијагију три године раније – био је преломни тренутак.

Постављањем виших захтева за носивост нових зграда и захтевањем већег „прогиба пода“ (количина спратова који се могу померати један у односу на други), између осталог, нови стандарди су се показали толико ефикасним да куће изграђене тако да пре 1981. (познат као „К-таисхин“ или „отпорност пре земљотреса“) могао би бити Значајно Теже за продају и скупље за осигурање.

Први прави тест прописа стигао је 1995. године када је велики земљотрес у Ханшину изазвао широку девастацију у јужном делу префектуре Хјого. Резултати су били страшни: 97% зграда се срушило Изграђен је пре 1981. године, према Глобалном фонду за смањење и опоравак од катастрофа.

Иновација и припрема

Земљотрес 1995. године покренуо је националну кампању за реконструкцију старијих зграда према стандардима из 1981. године – процес који су градски званичници подстицали путем субвенција. Иновације су се наставиле у деценијама које су уследиле, а јапанске архитекте су често предњачиле када је у питању сеизмички дизајн.

На пример, један од најпознатијих архитеката у земљи, Кенго Кума, сарађивао је са текстилном компанијом Коматсу Матери 2016. године на развоју завесе од хиљада завеса. Шипке плетене од карбонских влакана То причвршћује седиште компаније – само 85 миља од епицентра земљотреса у понедељак – за земљу као шатор (на слици изнад). Недавно је учествовао у пројектовању зграде обданишта у јужној префектури Кочи, која има зграду отпорну на земљотрес. Зид у стилу шаховнице Систем.

На другим местима, велики јапански архитекти као што су Шигеру Бан и… Тоио Ито Компанија је била пионир у употреби умреженог дрвета (ЦЛТ), нове врсте пројектованог дрвета за коју заговорници верују да би могла да промени начин на који се граде високе зграде. (Први у великом обиму Тест симулације земљотреса Конструисана дрвена кула пуштена је у рад у УЦ Сан Диего прошлог пролећа, иако планови за изградњу торња од 1.148 стопа остају на чекању. ЦЛТ Товер Друга је ствар да ли Токио, који је предложила јапанска компанија Сумитомо Форестри, може испунити строге јапанске грађевинске прописе.)

Напредно компјутерско моделирање такође омогућава дизајнерима да симулирају услове земљотреса и граде у складу са тим. Међутим, границе већине зграда отпорних на катастрофе, на срећу, никада нису тестиране.

„Имате много високих зграда и много труда је уложено у њихово пројектовање да буду безбедне, али ти дизајни су углавном засновани на компјутерским симулацијама“, рекао је Гелер са Универзитета у Токију. „Можда нећемо знати да ли су ове симулације тачне или не (све док) не дође до великог земљотреса. Ако се чак и једна од ових високих зграда сруши, могло би бити много штете.“

Као такво, питање које дуго мучи инжењере и сеизмологе у Јапану је: Шта ако велики земљотрес директно погоди град попут Токија, нешто на шта су званичници у јапанској престоници упозорили да ће се догодити? 70% шансе У наредних тридесет година?

„Токио је вероватно прилично безбедан“, додао је он. „Али не постоји начин да се са сигурношћу зна до следећег великог земљотреса.“

Ериц Цхеунг са ЦНН-а и Саки Тои допринели су овом извештају.