Domy na resorach - StudentBuduje.pl

StudentBuduje.pl - Portal Studentów Budownictwa
Domy na resorach
Autor: Administrator
10.06.2011.
Wiemy dużo na temat budownictwa krajowego, znamy materiały budowlane, normy projektowe itd.,
pytanie jak są budowane budynki w innych krajach np. w Japonii...?
{mosgoogle} Budownictwo jak wiadomo jest szeroką dziedziną, w której każdy z nas w przyszłości
będzie realizował swoje plany zawodowe. Studia na naszym wydziale dostarczają nam po szczypcie
wiedzy z każdej szuflady tej dziedziny. Dzięki obustronnej współpracy nauczycieli akademickich i nas
studentów wiemy jak wygląda polskie budownictwo pod kątem konstrukcyjnym, technologicznym i
prawnym, natomiast mało wiemy o budownictwie zagranicznym. Czy normy projektowe są podobne do
polskich? Czy przepisy prawne pokrywają się z wyznacznikami polskimi? Trzęsienie ziemi, które
nastąpiło 11 marca 2011 skierowało nasze oczy w kierunku Japonii, kraju, który pod kątem rozwoju
techniki i technologii jest światowym liderem. Państwo to znajduje się na wyspach leżących w obszarze o
dużej aktywności sejsmicznej i wulkanicznej, podatność na wstrząsy sejsmiczne wymusiła na japońskich
inżynierach opracowanie ścisłych reguł projektowych. Wszystkie współczesne budynki są projektowane
pod kątem ewentualnych trzęsień ziemi, Japończycy posiadają surowe prawo budowlane, które ściśle
określa zasady budowy niskich, średnich i wysokich budynków. Nowe budynki do trzech pięter
wysokości muszą mieć wzmocnione ściany i fundamenty o określonej grubości. Budynki o wysokości do
30 m wymagają znacznie więcej pracy inżynierów, a wyższe korzystają z innowacyjnych, zapewniających
odporność na wstrząsy projektów, surowo weryfikowanych przez najlepszych inżynierów budownictwa w
kraju. W budownictwie wielokondygnacyjnym dominują dwa typy konstrukcji: wiotki i sztywny.
Pierwsza koncepcja zakłada zastosowanie elastycznego szkieletu, który podczas wstrząsów drga ruchem
sinusoidalnym, wężowym, tzn. gdy góra przesuwa się w prawo, środek przemieszcza się w lewo.
Elastycznie odchyla się od pionu, ale potem wraca do poprzedniej pozycji. Ściany i elementy
konstrukcyjne nie pękają, tylko poddają się wstrząsom. W praktyce wiotką konstrukcję mają niewielkie
budynki, takiego scenariusza nie da się zastosować przy budowie drapaczy chmur. Gdyby te najwyższe
budynki były zbyt giętkie, kołysałyby się w czasie silniejszych wiatrów i dlatego stosuje się sztywną
konstrukcję W pewnym momencie następuje zgranie częstotliwości drgań własnych konstrukcji budynku
z częstotliwością fal sejsmicznych. Powstaje pytanie jak uchronić budynek przed zjawiskiem rezonansu,
który ma niszczycielską moc? Otóż uzupełnieniem sztywnej konstrukcji są pływające fundamenty.
Japończycy posadawiają swoje budynki na specjalnych walcach, na których budynek przesuwa się w
trakcie trzęsienia ziemi. Budynki podczas drgań zaczynają poruszać się poziomo w stosunku do płyty
fundamentowej, która dodatkowo zakotwiczona jest palami w gruncie. Wszystko konstruowane jest tak,
aby siły nacisku działające na wysoki obiekt rozkładały się bardzo równomiernie. Inną metodą jest
mocowanie amortyzatorów sprężynowych lub elastomerowych, które oddzielają fundamenty od reszty
budynku, czasem są to suwnice. Średniej wysokości budynki (jak szpitale, czy laboratoria) w Japonii
oraz na zachodnim wybrzeżu Stanów Zjednoczonych są często położone na ogromnych, gumowych
amortyzatorach. Powstała poduszka amortyzuje wstrząsy, dzięki temu naziom budynku jest chroniony,
ponieważ częstotliwość drgań jest odpowiednio absorbowana i tłumiona przez zastosowany zestaw
amortyzatorów. Najważniejsze jest aby środek ciężkości obiektu zachował swoją pozycję. Dzięki tym
rozwiązaniom pionowe i poziome przemieszczenia, które są wynikiem ruchów tektonicznych, w
mniejszym stopniu oddziałują na górną część budynku. Dodatkowo w celu zminimalizowania
odkształceń umieszcza się na dachach budynków wieżowców odpowiedni ciężar, którym ze względów
praktycznych jest najczęściej zbiornik z wodą np. basen. Falująca w nim woda pochłania energię
wstrząsu. Gdy budynek odchyla się w lewo, woda w basenie przepływa w prawo. W efekcie wieżowiec
jako całość jest nieruchomy. Falująca na najwyższych piętrach woda przejmuje energię wstrząsów i nie
pozwala budynkowi nadmiernie się wychylić. Niekiedy w nowatorskich rozwiązaniach funkcję tę może
pełnić betonowa, kamienna lub wykonana z innego materiału kula pracująca na zasadzie wahadła.
Umieszczana jest ona w najwyższych kondygnacjach obiektu. Element ten poza wyżej opisaną funkcją
stanowi wtedy nieszablonowy element urozmaicenia wnętrza budynku. Ciężar znajdujący się na szczycie
budynku ma za zadanie wyhamować ruch sinusoidalny budynku wywołany drganiami sejsmicznymi.
Oczywiście projekty muszą brać pod uwagę maksymalny stopień wychylenia lub przesunięcia, aby
budynek nie uderzał w sąsiednie obiekty. Najlepszą oceną pod kątem sejsmicznym opracowanego
projektu konstrukcyjnego jest przeprowadzenie symulacji. Japończycy budują sztuczne symulatory
sejsmiczne, w których występują przemieszczenia pionowe i poziome. W takim urządzeniu umieszczany
jest model budynku często w skali 1:1! Nie są to wieżowce ale wielokroć budynki kilkukondygnacyjne, po
uruchomieniu symulatora badane są odkształcenia konstrukcji. Tak zaawansowane technologie
http://studentbuduje.pl
Kreator PDF
Utworzono 2 March, 2017, 20:59
StudentBuduje.pl - Portal Studentów Budownictwa
wpływają na koszty realizacji obiektu. Szacuje się, że są one dwu a nawet trzy krotnie większe od
kosztów wybudowania tego samego obiektu na gruntach nieaktywnych sejsmicznie. Nieustające
zagrożenie dużymi trzęsieniami ziemi sprawiło, że odporne na wstrząsy biurowce stały się atrakcyjne dla
najemców i pozwalają pobierać wyższe opłaty za najem ich powierzchni. W celu uzmysłowienia sobie na
jakie obciążenia projektowane są konstrukcje żelbetowe warto przytoczyć przykład polskiej ambasady w
Tokio. Ze względu na niewielką skalę tego budynku (dwie kondygnacje podziemne, trzy nadziemne)
przyjęto sztywny układ konstrukcyjny. Stwierdzono że gdyby ten budynek powstawał w naszym rejonie
konstrukcja żelbetowa miałaby słupy rzędu 30x30 cm, natomiast wzniesiony obiekt w Japonii
skonstruowany jest ze słupów od 90x90 cm do 100x100cm. Dzięki temu obiekt jest bardzo mocnym i
sztywnym pudełkiem. Pytanie jak konstruowane są budynki odpowiadające funkcją naszym domom
jednorodzinnym? Należy na samym początku podkreślić, że są to przede wszystkim konstrukcje lżejsze
od budynków spotykanych w Europie, przez co mieszkania powyżej dziesięciu lat traktowane są już jako
stare. Domy jednorodzinne są zwykle lekkiej konstrukcji drewnianej, ponieważ zastosowane drewno jest
najtańszym materiałem, który przeniesie drgania. Dom jednorodzinny kojarzony jest bardziej z
biedniejszą częścią społeczeństwa japońskiego (np. studenci, młode małżeństwa), tak więc technologie
stosowane w tym budownictwie nie są zaawansowane, a raczej są najprostsze i najtańsze. Nie ma
używanego u nas przepysznie żelbetu i podobnych materiałów (ceramiki, keramzytobetonu, gazobetonu,
etc.), które dają nam poczucie solidności i bezpieczeństwa konstrukcji. Japoński dom jednorodzinny ma
za zadanie być łatwym w budowie i ewentualnej odbudowie. Ustatkowani Japończycy wolą mieszkać w
budynkach wielokondygnacyjnych budowanych w wyżej opisanych technologiach dających poczucie
bezpieczeństwa w przypadku kataklizmu.
Trzeba jednak szczerze sobie powiedzieć, że siła
niszczycielskiego żywiołu jest tak naprawdę nieprzewidywalna, aby pokonać falę tsunami, która
nawiedziła wyspy Japonii, należałoby budować budynki o konstrukcji falochronu. Jednak do tej pory
opracowane przez Japończyków rozwiązania konstrukcyjne pozwalają zminimalizować skutki kataklizmu,
a koncepcję konstrukcji szkieletów wieżowców są wykorzystywane w wyścigu o najwyższy budynek
świata na kontynentach o mniejszej aktywności sejsmicznej. Autor: inż. Marcin Gąsiorek,Student
Wydziału Budownictwa i Inżynierii Środowiska Politechniki Białostockiej Literatura: www.biznes.onet.pl
www.budownictwo.babia-gora.pl www.goscniedzielny.pl www.rp.pl www.wiadomosci24.pl
http://studentbuduje.pl
Kreator PDF
Utworzono 2 March, 2017, 20:59