I terremoti sono una delle forze più distruttive della natura. Le strutture possono subire gravi danni quando un terremoto colpisce. Ecco perché, i carichi sismici devono essere presi in considerazione quando si progettano strutture, in particolare grattacieli.

Giriamo insieme per il mondo e scopriamo le prime 5 strutture antisismiche e impariamo come gli edifici possono essere progettati per resistere a carichi sismici estremi.

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Come si verificano i terremoti?,

Come ingegnere, per semplificare la risoluzione di un problema, è importante capire di cosa si tratta. Quindi, cos’è esattamente un terremoto e come si verificano?

Tutti conoscono l’esistenza delle placche tettoniche e come influenzano il movimento della crosta terrestre. I terremoti si verificano quando queste placche tettoniche si muovono o si scontrano tra loro e rilasciano grandi quantità di energia. Questo viene misurato utilizzando la scala Richter.,

Il movimento di queste placche tettoniche può essere generalmente attribuito alla convezione del mantello, un fenomeno in cui le correnti del mantello caldo trasportano piastre di litosfera come un nastro trasportatore. Può anche essere causato dal galleggiamento del mantello alle creste medio-oceaniche. In questo caso, la gravità fa sì che la piastra più alta sulla cresta spinga via la litosfera che si trova più lontano dalla cresta. Un’altra causa potrebbe essere la trazione della lastra; è un fenomeno in cui le piastre più vecchie e più fredde affondano nelle zone di subduzione., Successivamente, la piastra di raffreddamento affondamento tira il resto della piastra più calda lungo dietro di esso.

Il professor Iain Stewart, un geologo della Plymouth University, spiega come si verificano i terremoti e come influenzano le strutture in questa breve clip. Sapere che le onde si irradiano dalla base di una struttura in tutto il suo corpo è essenziale nella progettazione di edifici antisismici.,

Uno degli elementi principali di qualsiasi edificio resistente ai terremoti è l’isolamento di base. Diamo una rapida occhiata a cosa sia esattamente questo.

Che cos’è l’isolamento di base?

Il cosiddetto isolamento di base è una tecnica sviluppata dagli ingegneri per prevenire-o almeno minimizzare – i danni agli edifici quando esposti ai terremoti. Questi tipi di sistemi sono utilizzati in tutto il mondo e sono più diffusi in Nuova Zelanda, India, Giappone, Italia e Stati Uniti.

Le costruzioni più tradizionali, come gli edifici a base fissa, tendono ad essere costruite direttamente sul terreno., Mentre questa è una pratica sana per i luoghi che non sperimentano frequenti terremoti, è altamente sconsigliato se non.

Quando un terremoto colpisce, il terreno (e l’edificio ad esso collegato) si muove con il movimento del terremoto, causando danni enormi all’edificio. Per contrastare questo, la maggior parte degli edifici antisismici sono isolati da terra in qualche modo.

Questo di solito comporta l’uso di cuscinetti flessibili o pastiglie noti come isolatori di base., Questi tipi di sistemi si muovono durante un terremoto, ma si muovono per contrastare le forze generate dal movimento dell’edificio.

Gli isolatori di base funzionano in modo simile ai sistemi di sospensione per auto, che consentono a un veicolo di viaggiare su terreni accidentati isolando l’interno e assorbendo lo shock di un terreno irregolare, senza gettare i passeggeri all’interno.

Secondo il Science Learning Hub, “durante un terremoto, un edificio può muoversi intorno a 11 in (300 mm) o più rispetto al suolo., Pertanto, l’uso dell’isolamento di base significa anche che ci deve essere un modo per il movimento durante un terremoto per essere sistemato. Questo di solito significa che uno” spazio sonaglio “o” fossato ” deve essere messo in atto intorno all’edificio in modo che l’edificio non si schianti in qualcosa nelle vicinanze. I servizi di costruzione come acqua, fognature ed elettrici devono essere progettati per accogliere questo movimento senza essere danneggiati.”

Mentre l’isolamento della base può essere una grazia salvifica per molti edifici in mattoni o pietra di media altezza e può rinforzare quelli in cemento, non è adatto a tutti i tipi di strutture., Gli isolatori di base tendono ad avere una capacità limitata di far fronte alla tensione.

Ciò significa che gli edifici più alti hanno un rischio molto reale di ribaltarsi o rovesciarsi durante i terremoti se hanno isolatori di base installati. Per questi tipi di edifici, sono necessarie altre misure.

Anche gli isolatori di base non sono adatti per alcuni siti a causa di altri motivi geotecnici e geografici., Ad esempio, potrebbe non esserci abbastanza spazio per installarli.

Richiedono anche terreno duro, non terreno morbido, per funzionare al massimo dell’efficienza.

Quali sono i diversi tipi di terremoti?

Un fatto casuale sui terremoti: lo sapevate che ci sono circa milioni di terremoti ogni anno? Ma non preoccuparti, la maggior parte di questi sono molto piccoli e praticamente impercettibili.

Alcuni di loro, tuttavia, possono essere edifici incredibilmente distruttivi, fatiscenti e derubare le persone delle loro vite e dei loro mezzi di sostentamento.,

I terremoti generalmente rientrano in una delle poche categorie distinte. Questi sono:

• Terremoti tettonici.
• Terremoti vulcanici.
• Crollo terremoti.
• Terremoti di esplosione.

I terremoti tettonici si verificano ai confini tettonici delle placche. A volte, l’attrito tra le placche tettoniche li fa bloccare insieme e diventare incapaci di muoversi. Tuttavia, il resto della piastra continua a muoversi, il che porta ad una maggiore pressione sulla sezione bloccata., Alla fine, la sezione bloccata soccombe alla pressione e si frantuma, le piastre si muovono rapidamente, rilasciando energia e causando un terremoto.

I terremoti vulcanici sono terremoti che si verificano ogni volta che l’attività tettonica causa anche attività vulcanica.

I terremoti di collasso sono terremoti minori che si verificano ogni volta che crolla qualcosa come una miniera o una caverna sotterranea.

I terremoti esplosivi sono qualsiasi forma di terremoto causata da una massiccia esplosione, come una detonazione di armi nucleari. Come i terremoti di collasso, questi tendono ad essere molto minori.,

I terremoti sono talvolta causati anche da attività umane come l’iniezione di liquidi in pozzi profondi, lo scavo di miniere e il riempimento di grandi serbatoi.

La forza relativa di tutti i terremoti viene misurata utilizzando la scala Richter. Secondo la Michigan Tech, intervalli tipici di varie grandezze dei terremoti sono: –

Magnitudine	gli Effetti di Terremoto	Numero Stimato di Ogni Anno
2.5 o meno	di Solito non si sente, ma può essere registrato da un sismografo.,	900,000
da 2,5 a 5,4	Spesso sentito, ma provoca solo danni minori.	30.000
da 5,5 a 6,0	Lievi danni agli edifici e ad altre strutture.	500
da 6.1 a 6.9	Può causare molti danni in aree molto popolate.	100
7.0 a 7.9	Grande terremoto. Gravi danni.	20
8.0 o superiore	Grande terremoto. Può distruggere totalmente le comunità vicino all’epicentro.,	Uno ogni 5-10 anni

Se vuoi saperne di più su cosa sono i terremoti, l’articolo di Encyclopedia Britannica su questo argomento è abbastanza completo.

Quali sono alcuni dei migliori edifici antisismici del mondo?

E così, senza ulteriori indugi, ecco alcuni dei migliori edifici antisismici di tutto il mondo. Questo elenco è lungi dall’essere esaustivo e non è in ordine particolare.

1., L’aeroporto internazionale Sabiha Gökçen è uno degli edifici più antisismici al mondo

Uno dei principali aeroporti per servire la storica città di Istanbul, è anche uno degli edifici più antisismici del mondo. Chiamato Sabiha Gökçen, è uno dei due aeroporti internazionali di Istanbul, in Turchia, che si trova vicino alla faglia anatolica settentrionale.,

È stato progettato dalla società di ingegneria Ove Arup per avere 300 sistemi di isolatori di base in grado di resistere a un terremoto fino a un massimo di 8,0 Mw (magnitudo momento). Gli isolatori di base possono ridurre i carichi sismici laterali dell ‘ 80%, il che lo rende una delle più grandi strutture sismicamente isolate al mondo.

Una delle caratteristiche principali dell’aeroporto che lo rende così resistente ai terremoti è il suo cosiddetto “dispositivo a pendolo a triplo attrito”.,

Architects Journal spiega che “l’intero edificio del terminal si trova su una piattaforma che è, in misura elevata, isolata dal terreno sottostante. Ciò ha permesso al team di progettare il terminale quasi come se fosse situato in una posizione non sismica, e di includere caratteristiche come ampie campate perché i dispositivi della piattaforma e del pendolo significano che i violenti movimenti laterali del terreno lo influenzeranno a malapena.”

Il cuscinetto a pendolo a triplo attrito dell’aeroporto è stato prodotto da Earthquake Protection Systems (EPS)., Usano il principio di un pendolo di base per prolungare l’isolamento di una struttura durante gravi eventi sismici.

Quando un terremoto colpisce la struttura, le strutture antisismiche dell’aeroporto si muovono con piccoli movimenti del pendolo. Gli spostamenti indotti dal terremoto si verificano principalmente nei cuscinetti, quindi i carichi laterali e i movimenti trasmessi alla struttura sono notevolmente ridotti.,

La Transamerica Pyramid può davvero prendere una martellante e tenere in piedi

La Transamerica Pyramid è un’icona degli anni 1970, la struttura si trova nella città Californiana di San Francisco, che si trova stretto collaboratore di San Andreas e Hayward difetti. Nel 1989, il terremoto di Loma Prieta ha colpito l’area con una magnitudo di 6.,9 Mw che ha causato il piano superiore della struttura di oscillare di quasi un piede (30 cm) da un lato all’altro per più di un minuto, ma l’edificio era alto e intatto.

Questa impresa di resistenza ai terremoti può essere attribuita alla fondazione in acciaio e cemento profonda 52 piedi progettata per muoversi con carichi sismici. I carichi verticali ed orizzontali sono sostenuti da un sistema unico della capriata sopra il primo livello, con le strutture interne che si estendono fino al 45esimo livello., La complessa combinazione di questi sistemi strutturali rende l’edificio resistente ai movimenti torsionali e consente l’assorbimento di grandi forze di taglio orizzontali di base.

Il Burj Khalifa è anche appositamente progettato per resistere ai terremoti

Questo grattacielo in realtà non richiede alcuna introduzione. Il Burj Khalifa è semplicemente una delle strutture supertall più iconiche al mondo. Capita anche di essere un edificio antisismico!,

La struttura è composta da solai meccanici dove le pareti stabilizzatori collegano le colonne perimetrali alla muratura interna. In questo modo, le colonne perimetrali sono in grado di supportare la resistenza laterale della struttura. La verticalità delle colonne aiuta anche a trasportare i carichi gravitazionali.

Di conseguenza, il Burj Khalifa è eccezionalmente rigido in entrambe le direzioni laterali e torsionali. Un complesso sistema di progettazione di basi e fondazioni è stato derivato conducendo ampi studi sismici e geotecnici.,

Taipei 101 è un altro dei migliori edifici antisismici del mondo

Taipei 101 è forse uno dei grattacieli supertall più affascinanti del mondo. Il design esterno (di C. Y. Lee) è stato ispirato dalla frase “saliamo per vedere oltre”.

Mettendo da parte l’architettura, il fatto strabiliante di Taipei 101 è che ospita il più grande tuned mass damper (TMD) del mondo!, È fondamentalmente una gigantesca sfera di metallo che contrasta grandi carichi transitori come vento e terremoti per ridurre l’influenza della torre supertall.

Il TMD è supportato da bracci di smorzamento idraulici e sistemi di paraurti che funzionano allo stesso modo dell’ammortizzatore di un’auto. Quando grandi forze agiscono sulla torre, il TMD ondeggia nella direzione opposta, portando l’intero edificio in equilibrio smorzando le forze transitorie usando la massa della palla. Quanto è sorprendente?

Questo sistema di ammortizzatori sismici si trova tra l ‘ 87 ° piano e il 92 ° livello.

Philippine Arena è anche un edificio resistente ai terremoti

L’Arena filippina è la più grande arena a cupola del mondo ed è una straordinaria struttura antisismica., È di proprietà del gruppo cristiano Niesia Ni Cristo (INC) che ha commissionato questa arena da 55.000 posti a sedere per il loro 100 ° anniversario tre anni fa, il 27 luglio 2014.

È anche il fulcro della zona delle imprese turistiche chiamata Ciudad De Victoria a Bulacan, nelle Filippine. L’arena è stata progettata dallo studio di architettura australiano Populous e dalla società di ingegneria d’élite Buro Happold.

La placca filippina si trova lungo il cosiddetto Anello di Fuoco del Pacifico, sede della catena di faglie sismiche più nota e attiva del mondo., Precedenti terremoti nel paese hanno raggiunto fino a 8,2 Mw, e hanno causato migliaia di vite. Le attività sismiche sono state anche responsabili di eruzioni vulcaniche e tsunami nella regione.

Il vasto tetto dello stadio della Philippine Arena, che si estende per 170 m, è stato progettato per resistere a carichi transitori gravi come terremoti, venti e tifoni. Durante un terremoto, i carichi laterali che generano in tutta la struttura possono raggiungere fino al 40% della sua massa.,

Buro Happold ha risposto abilmente con un design di base indipendente per l’intera struttura, il che significa che il corpo strutturale principale dell’arena è isolato dalla sua base e fondazione. Il divario tra la struttura principale e il sistema di fondazione di base è composto da cuscinetti in gomma di piombo (LRB) che sono una disposizione flessibile di materiali con elevate proprietà di dissipazione di energia.

Ciò consente al sistema di base e fondazione di muoversi liberamente con la forza del terremoto, mentre la struttura superiore rimane stazionaria. Questa è davvero una straordinaria impresa di ingegneria sismica!,

Questo è tutto per ora folk.

Quindi, la prossima volta che visiterai una di queste strutture, prenditi un momento per apprezzare non solo l’estetica architettonica ma anche le magnifiche imprese ingegneristiche che hanno da offrire.

Mentre non c’è modo di sconfiggere il potere impressionante della natura, i nostri ingegneri possono armeggiare con gli strumenti a portata di mano per tentare almeno di domarla. Questi, e altri edifici antisismici in tutto il mondo, sono una testimonianza dell’ingegno dell’uomo e dell’abilità degli ingegneri dietro la loro costruzione.