Пирамида Трансамерика и еще 4 сейсмостойких сооружения мира, которые смогут выдержать самые мощные землетрясения

Хотя этой всепоглощающей силе человечество научилось противостоять и все благодаря умам инженеров, проектирующим фантастические сооружения, которым не страшны даже самые жестокие сейсмические нагрузки. О чем свидетельствуют 5 уникальных объектов, равным которым нет в этом мире.

1. Международный аэропорт Sabiha Gökçen в Стамбуле (Турция)

Терминал Международного аэропорта им. Сабихи Гёкчен в Стамбуле является одним из самых сейсмостойких сооружений мира (Турция).

Международный аэропорт Sabiha Gökçen (Сабихи Гёкчен) в Стамбуле считается одним из самых сейсмостойких зданий в мире неспроста. Это обусловлено его месторасположением, ведь крупнейший аэропорт Турции находится в исторической части города, недалеко от Северо-Анатолийского разлома. Такая сейсмонеустойчивая местность вынуждает инженеров проводить невероятные расчеты и внедрять ультрасовременные конструкции, чтобы удержать крупномасштабные сооружения без повреждений во время серьезных подземных толчков и колебаний земной поверхности.

Sabiha Gökçen International Airport был спроектирован инженерной компанией Ove Arup. Специалисты компании посчитали необходимым внедрить 292 тройных изоляционных базовых маятниковых изоляторных систем, которые могут выдержать землетрясение мощностью около 8,0 МВт (моментальная магнитуда рассчитывается по шкале Рихтера). Проектированием конструкции аэропорта, с учетом всех сейсмических факторов, руководил инженер-проектировщик Атил Зекиоглу из компании Arup.

Справка: Сейсмические базовые изоляторы – это системы, состоящие из свинцово-резиновых подшипников или колодок, которые закреплены так, чтобы во время землетрясения они могли двигаться по фундаменту, но при этом сама конструкция здания расположенная над ними оставалась неподвижной.

Большое количество базовых изоляторов позволяют снизить боковые сейсмические нагрузки на 80%, такие высокие показатели обусловлены тем, что использовались «маятниковые устройства тройного трения» производства Earthquake Protection Systems, Inc. Именно это внедрение сделало здание аэропорта одним из крупнейших сейсмически изолированных сооружений в мире. Компании понадобилось всего 12 месяцев, чтобы построить самый надежный терминал в мире, хотя площадь его более чем внушительная – 200 тыс. кв. м.

2. Пирамида «Transamerica» в Сан-Франциско (США)

Пирамида Трансамерики действительно может принимать удар природных сил и выстоять во время землетрясений (Сан-Франциско, США).

Пирамида Трансамерики (The Transamerica Pyramid) – это культовое сооружение 70-х годов прошлого века, расположенное в калифорнийском городе Сан-Франциско. Это сейсмически безопасное с оригинальным дизайном 260-метровое здание, разделенное на 48 этажей, спроектировал архитектор Уильям Перейра. Главная задача во время проектирования состояла в том, чтобы учесть все риски, связанные с его месторасположением, ведь сам город находится рядом с разломами Сан-Андреас и Хейворд.

Все сложности во время проектирования и возведения были окуплены всего лишь единственным событием, произошедшим в 1989 году. Тогда, в этом районе было зафиксировано землетрясение магнитудой 6,9 МВт, в результате которого верхний этаж здания раскачивался почти на 30 см из стороны в сторону в течение более 1 минуты, но при этом башня осталась неповрежденной.

Этот подвиг сейсмостойкости можно приписать 15,8-метровому фундаменту, созданному из стали и бетона, который проектировался с учетом движений почвы и повышенных сейсмических нагрузок. Вертикальные и горизонтальные нагрузки поддерживаются уникальной системой пространственных каркасных ферм над первым уровнем сооружения, с внутренними рамами, достигающими 45-го уровня. Сложное сочетание этих конструктивных систем сделало здание устойчивым к вращательным движениям и позволяет поглощать большие горизонтальные силы сдвига его основания.

3. Небоскреб Бурдж-Халифа в Дубай (ОАЭ)

Небоскреб Бурдж-Халифа в Дубай построен по всем правилам сейсмостойкости высотных зданий

Это уникальное во всех отношениях строение не нуждается в представлении. Помимо того, что оно является самым крутым высотным зданием мира, Burj Khalifa входит и в пятерку самых сейсмостойких объектов. 828-метровое здание, являющееся настоящим вертикальным городом, в котором одновременно может находиться практически 35 тыс. человек, разработал американский архитектор Эдриан Смит, а его идеи воплотили в жизнь коллектив высококлассных специалистов из архитектурных бюро Skidmore, Owings and Merrill.

Сложность расчетов сверхвысотного здания в большей мере заключалась в том, что оно расположено в пустынной местности, что само собой подразумевает рыхлость почвы. Вдобавок к этому и сильные ветры внесли свои коррективы в проект здания.

Для того, чтобы удержать в вертикальном положении огромную конструкцию, а также повысить сейсмоустойчивость здания, пришлось использовать висячие сваи-колонны (200 штук) длиной 45 м и диаметром 1,5 м, каждая из которых выдерживает нагрузку в 0,5 млн тонн. Плюс ко всему были созданы механические полы, в которых выносные опорные стенки соединяют колонны по периметру с внутренней стеной. Благодаря этому колонны периметра удерживают боковое сопротивление гигантской конструкции, причем их строгая вертикальность помогает выдерживать и гравитационные нагрузки.

Такому результату предшествовала грандиозная подготовительная работа и проведение масштабных сейсмических и геотехнических исследований, которые и помогли организовать сложную систему фундаментов и опор. Конструктивные сочетания сразу нескольких систем устойчивости наделяют небоскреб Бурдж-Халифа исключительной жесткостью как в поперечном, так и во вращательном направлениях.

4. Гигантский небоскреб Тайбэй 101 в Тайване

Тайбэй 101 – гигантский небоскреб в Тайване.

Тайбэй 101– это, пожалуй, один из самых завораживающих небоскребов в мире, который сложно не заметить, и не только потому, что его высота достигает 509 м. Учитывая, что самая первая супервысотная башня нашей планеты находится в сейсмоактивной зоне, в которой преобладают сильнейшие ветры, то архитектору С.Y. Lee и команде инженеров пришлось приложить немало усилий, чтобы здание получилось «упругим и гибким», при этом максимально жестким.

Даже если не обращать внимание на высотность и уникальный дизайн сооружения, Тайбэй 101 может похвастаться еще одним умопомрачительным фактом. Оказывается, уникальность его конструкции заключается в том, что внутри нее находится самый большой настроенный массовый демпфер (TMD) в мире! Это гигантский металлический шар, который противодействует большим переходным нагрузкам, таким как ветер и землетрясения, чтобы уменьшить раскачивание башни supertall.

TMD поддерживается гидравлическими демпфирующими рычагами и бамперными системами, которые функционируют так же, как амортизатор автомобиля. Когда мощные силы действуют на башню, TMD качается в противоположном направлении, тем самым уравновешивает конструкцию всего здания, демпфируя (смягчая) переходные силы за счет массы шара.

5. Многофункциональный стадион Philippine Arena в Булакане (Филиппины)

Многофункциональный стадион Philippine Arena – главная арена для проведения спортивных, музыкальных и церковных мероприятий (Филиппины).

Многофункциональный стадион Philippine Arena в Булакане – самая большая в мире купольная арена, представляющая собой удивительное сейсмостойкое сооружение. Этот гигантский церковно-туристический объект принадлежит христианской группе Iglesia Ni Cristo (INC), которая является одной из самых многочисленных конфессий Филиппин.

Генеральным подрядчиком строительства мегасооружения стала корейская фирма Hanwha Engineering and Construction, которая в сотрудничестве с проектным бюро Buro Happold реализовала фантастический по дизайну и по инженерно-техническому оснащению проект. Строительство усложнялось тем, что город находится вдоль так называемого Тихоокеанского огненного кольца – самой печально известной и активной цепи линий разломов землетрясений в мире. Как правило, землетрясения в стране достигают магнитуды целых 8,2 МВт и уносит тысячи жизней, причем такая сейсмическая активность провоцирует извержения вулканов и возникновение цунами в этом регионе.

Поэтому не стало удивлением, что арену, рассчитанную на единовременное пребывание 55 тыс. человек, возводили по всем правилам сейсмостойкости и максимальной безопасности. Для того чтобы обезопасить и людей, и конструкцию самого стадиона, огромную крышу длиной 170 м, расположенную на высоте 65 м спроектировали так, чтобы она могла выдерживать сильные временные нагрузки, возникающие во время землетрясения, тайфунов или сильного ветра.

Также специалисты компании Buro Happold спроектировали независимую конструкцию основания для всего сооружения Арены. Благодаря этому главный структурный модуль стадиона изолирован и от его основания, и от фундамента. Зазор между основной конструкцией и базовой системой фундамента состоит из свинцово-резиновых подшипников (LRB), которые обладают уникальными свойствами рассеивать и смягчать энергию. Это позволяет основанию и фундаменту свободно перемещаться во время толчков, в то время как основная часть сооружения остается неподвижной.