Einige der am schnellsten wachsenden Städte der Welt sitzen in der high-risk-Erdbeben-Zonen. Deshalb versuchen Forscher herauszufinden, wie zu bauen, hohe Gebäude mit einem material, das nicht nur reichlich und erneuerbaren, aber auch widerstandsfähiger gegen Erdbeben als herkömmliche Baustoffe.
Was im 7. Jahrhundert japanische Bauherren Wusste
Das perfekte Beispiel von Holz die Fähigkeit zu Reiten großen Beben stammt fast tausend Jahre vor-modernen Japan, wo Bauherren begann, indem mehrere Holz-levels zu erstellen, high-rise-Tempel erreicht, dass Hunderte von Metern in die Luft.
Kyoto-Pagode Toji von Kalexander2010 auf Flickr/CC.
Diese Strukturen verwendet verschiedene Methoden, die zu ertragen extreme zittern, einschließlich lockerer verbindungen zwischen Bauteilen, die erlaubt, dass einige schwankend. Das Gewicht der Struktur verteilt wird und die Verbindung zwischen den Etagen mit lose verbindungen, wie der Ökonom erklärt 1997: “Was die Gelenke gibt es zwischen den Böden sind lose sitzende Holz-Klammern, die es ermöglichen, die einzelnen Etagen zu schlittern.”
Ein weiteres faszinierendes element der Gestaltung dieser Pagoden? Alle diejenigen, die sich wiegenden Etagen wurden unterstützt von so genannten shinbashira, eine Bemerkenswerte frühen version des riesigen Stahl-Masse-Dämpfer finden Sie in den höchsten Gebäuden der Welt von heute. Der Ökonom erarbeitet:
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Was die frühen Handwerker mussten durch Versuch und Irrtum gefunden wurde, dass angesichts einer heftigen seitlich schieben, eine Pagode losen Stapel der einzelnen Stockwerke gemacht werden könnten, slither seitwärts hin und her, unabhängig von einander. Von der Seite gesehen, die Pagode erschien zu tun, eine Schlange tanzen—mit konsekutiven Boden bewegt sich in die entgegengesetzte Richtung, um diejenigen, die sofort oben und unten. Aber wenn eine große, Fette shinbashira lief durch ein Loch in der Mitte des Gebäudes, wie sehr Locker angezogenen Schraube, jedes Stockwerk wäre dann eingeschränkt, von schwingen zu weit in eine Richtung durch hämmern intern gegen diese zentrale Halterung. Besser noch, jedes mal, wenn ein Geschoss prallte intern mit den shinbashira, es würde dump und seine Energie in die massive zentrale Säule, die dann verteilen Sie sicher in den Boden.
Als Ergebnis, viele dieser Tempel bestanden haben massive Erdbeben und stehen bleiben, bis auf diesen Tag.
Kyoto-Pagode Toji von Victor Lee auf Flickr/CC.
Der Werkstoff der Zukunft Ist das Material der Vergangenheit
In den vergangenen zehn Jahren Forschung in groß Holzhäuser hat sich intensiviert. Die US-Regierung hat gegossen Geld hinein, die Förderung von Holz als erneuerbare Ressource, die verwendet werden können, zu bauen, die groß durch neue Herstellungsverfahren.
Im letzten Jahr, das Weiße Haus einen Wettbewerb gestartet belohnt Designer für die Entwicklung von hohen Gebäude-designs, die eine neuartige Art von Holz als Cross Laminated Timber, oder MDT. “Nach einigen Schätzungen, die in der Nähe langfristige Nutzung von CLT und anderen schwellen-Holz-Technologien in Gebäuden 7-15 Geschichten hätte die gleichen Emissionen beeinflussen, wie die Einnahme von mehr als 2 Millionen Autos von der Straße für ein Jahr,” die Organisatoren schrieb.
Das Holz Innovation und Design-Zentrum, ein sechs-Geschichte Holzbau in Vancouver, die verwendet Cross-Brettschichtholz.
Es ist noch ein vernachlässigter Aspekt von Holz, die wächst zunehmend klar, auch: Einige Arten von Holz-Konstruktion sind überraschend gut standhalten großen Erdbeben, so wie die japanischen Bauherren wusste–obwohl das Gebäude Technik hat sich verändert.
Nehmen Sie die Forschung, die von Ingenieuren an der Universität von Alabama, wo ein National Science Foundation geförderten gewähren hilft ein team unter der Leitung von Professor Thang N. Dao Untersuchung der Erdbebensicherheit von großen hölzernen Gebäuden. Sie Experimentieren mit der Kombination von herkömmlichem Licht Holzrahmen Gebäude mit einer neueren material Holz–Cross Laminated Timber, oder CLT, als Globale Bau-Review-Berichte. Durch die Kombination dieser beiden Arten von Holz-Architektur, Sie denken, Sie können bauen, hohen Gebäuden, die Antworten zu schütteln besser als herkömmliche Stahl ersetzt.
CLT ist genau das, Wonach es klingt: Ein Holzbalken, wurde von Sandwich-Schichten von Holz mit Ihren Körner, der sich in entgegengesetzte Winkel. Dies schafft ein Stück Holz, das ist stärker als die Summe seiner Teile, Dank der criss-crossing Richtung der Platten.
CLT-Blöcke von der Oregon Department of Forestry auf Flickr/CC
CLT ist in hoch Holz Gebäuden hinauf, auf der ganzen Welt, aber die Ingenieure bei Alabama wollen untersuchen, wie gut es widersteht Erdbeben schüttelt, eine einzigartige Art von strukturellen betonen, dass die Probanden Gebäude nach lateral oder horizontale Kräfte. Ihre hybrid-Ansatz nimmt Platten von diesem super-starke, schwere CLT-Holz-und post-Spannungen (Verstärkung mit Stahl-Stäbe, die gespannt sind nach der Tat) und kombiniert es mit standard-Bauholz. Die CLT – “self-center das system”, und das konventionelle Licht Holz Rahmung “zu zerstreuen, die Energie, die während eines Erdbebens.”
Dieser hybrid zwischen der schwere, starre CLT und lockerer, leichter Holz “sollte sicherstellen wichtigsten strukturellen Teile des Gebäudes bleiben elastisch bei einem Erdbeben ohne Schaden, so dass das system belastbar”, sagen Sie.
Eine andere shake test an der Universität von Alabama, im August, 2015, via Facebook.
Ähnliche arbeiten auf vorgespannten CLT getan wird, über das Land–zum Beispiel an der Universität von San Diego–aber das team in Alabama mit Schwerpunkt auf high-rise Holz Gebäude bei Erdbeben, das ist ein ziemlich neues Konzept. Sie verwenden die Schule Große Skala Strukturen Labor, wo eine riesige shake-Tabelle wird die Simulation von großen Erdbeben zu testen, wie das hybrid-system arbeiten, ein bisschen wie der test über.
Was coolsten über das Projekt zu entwickeln, diese neue Wolkenkratzer ist, dass das grundlegende Konzept ist nicht alles, was anders war gebaut mit Holz in der vormodernen Welt, als in Japan. Wir sind wirklich nur die Neuerfindung der gleichen hölzernen Rad–und machen es ein wenig größer.
Lead-Bild: MK Vierzig Turm, dRMM Architekten, Milton Keynes von Denna Jones bei Flickr/CC
An den Autor wenden kelsey@Gizmodo.com.