Noen av de raskest voksende byene i verden sitte i høy-risiko jordskjelv soner. Det er derfor forskere prøver å finne ut hvordan å bygge høye bygninger ved hjelp av et materiale som ikke bare er rikelig og fornybar, men enda mer motstandsdyktig mot jordskjelv enn konvensjonelle bygg materialer.
Det 7. Århundre Japansk Utbyggere Visste
Det perfekte eksempel på tømmer evne til å ri ut store skjelv dateres tilbake nesten tusen år til før-moderne Japan, hvor utbyggere begynte å stable flere parkett nivåer for å skape høy-rise templer som nådde hundrevis av meter opp i luften.
Kyoto Pagoda Toji av Kalexander2010 på Flickr/CC.
Disse strukturene brukt flere ulike metoder for å tåle ekstreme risting, inkludert løsere forbindelser mellom strukturelle medlemmer som tillot noen svaiende. Vekten av strukturen er distribuert og koblet mellom etasjer med løs ledd, som the Economist forklart i 1997: “Hva ledd det er mellom etasjene er løst montering av parkett braketter som gjør at hver etasjes å skli rundt.”
En annen fascinerende element i utformingen av disse pagoder? Alle de svaiende etasjer ble støttet av noe som kalles en shinbashira, en bemerkelsesverdig tidlig versjon av den enorme stål masse dempere du finner i de høyeste bygningene i verden i dag. The Economist utdyper:
Sponset
Hva tidlig håndverkere hadde funnet ved prøving og feiling var at, gitt en heftig sidelengs dytte en pagoda er løs stabel av individuelle etasjer kan gjøres for å skli sidelengs til og fra uavhengige av hverandre. Sett fra siden, pagoda syntes å være å gjøre en slange dans—med hver påfølgende gulvet beveger seg i motsatt retning i forhold til de umiddelbart ovenfor og nedenfor. Men hvis en stor feit shinbashira løp opp gjennom et hull i sentrum av bygningen som en svært løst strammet bolt, hver etasjes vil da være begrenset fra å svinge for langt i noen retning ved å hamre internt mot dette sentrale innslag. Bedre fremdeles, hver gang en etasjes kolliderte internt med shinbashira, det ville dumpe noe av sin energi inn i den massive sentral pilar, som kan deretter spre den på en sikker måte i bakken.
Som et resultat, kan mange av disse templene har stått massive jordskjelv og bli stående til denne dag.
Kyoto Pagoda Toji av Victor Lee på Flickr/CC.
Materialet for Fremtiden Er Materialet av Fortiden
Over det siste tiåret, forskning på høyt tre bygninger har intensivert. Den AMERIKANSKE regjeringen har strømmet pengene inn i det, å fremme tømmer som en fornybar ressurs som kan brukes til å bygge høy, takket være nye produksjonsprosesser.
Siste år, det Hvite Hus lansert en konkurranse som belønnet designere for å utvikle høy bygning design som brukt en ny type tre som kalles ” Cross Laminert Tømmer, eller CLT. “Av noen estimater, i nærheten sikt bruk av CLT og andre fremvoksende tre teknologier i bygninger 7-15 historier kunne ha samme utslipp kontroll påvirke som tar mer enn 2 millioner biler av veien for ett år,” skrev arrangørene.
De Tre Innovasjon og Design Sentrum, en seks-etasjers tømmerbygning i Vancouver som bruker Cross-Laminert Tømmer.
Det er en annen oversett aspekt av tømmer som er stadig mer klart, for: Noen typer av tre bygg er overraskende god på å tåle store jordskjelv, akkurat som de Japanske utbyggere visste–om å bygge teknologi har endret seg.
Ta den forskning som blir gjort av ingeniører ved University of Alabama, der en National Science Foundation-finansiert tilskuddet er å hjelpe et team ledet av Professor Thang N. Dao studere jordskjelv motstand av høye trebygninger. De er eksperimentere med å kombinere konvensjonelle lys treramme bygninger med en nyere trevirke–Korset Laminert Tømmer, eller CLT, som Global Bygging Gjennomgang av rapporter. Ved å kombinere disse to typer av tre i arkitektur, de tror de kan bygge høye bygninger som svarer til rystelser bedre enn vanlig stål seg.
CLT er akkurat hva det høres ut som: En tømmer bredde som er blitt skapt av sandwiching lag av tømmer med deres korn beveger seg i motsatt vinkel. Dette skaper et stykke tre som er sterkere enn summen av dens deler, takk til kryss og tvers retning av platene.
CLT blokker av Oregon Institutt for Skog på Flickr/CC
CLT brukes i høye tre bygninger kommer opp over hele verden, men ingeniørene i Alabama ønsker å studere hvor godt det tåler jordskjelv risting, en unik type strukturelle stress som fag bygninger til laterale, eller horisontale krefter. Deres hybrid tilnærming tar plater av denne super-sterke, tunge CLT tømmer og post-spenninger dem (forsterkende det med stålstenger som er strammet i ettertid), og kombinert det med standard trelast. Den CLT vil “self-center systemet,” og konvensjonelle lys tre rammer vil “spre energien opprettet under et jordskjelv.”
Denne hybrid mellom den tunge, stive CLT og løsere, lettere tre “bør sikre viktigste strukturelle deler av bygningen forblir elastisk under et jordskjelv med ingen skade, som gjør systemet spenstig,” sier de.
En annen riste test ved University of Alabama i August 2015, via Facebook.
Tilsvarende arbeid på post-spennt CLT blir gjort over hele landet–for eksempel ved University of San Diego–men laget i Alabama er å fokusere på high-rise trehusbebyggelsen i jordskjelv, som er en ganske romanen konsept. De vil bruke skolens Stor Skala Strukturer Lab, hvor en stor rist-tabell vil simulere store jordskjelv for å teste hvordan deres hybrid system vil fungere, litt som testen ovenfor.
Hva er det kuleste om prosjektet for å utvikle disse nye skyskrapere er at det grunnleggende konseptet er ikke så forskjellig fra hva som ble bygget med tre i den pre-moderne verden, som i Japan. Vi er egentlig bare gjenoppfinne samme tre hjul–og gjør det litt høyere.
Føre bilde: MK Førti Tower, dRMM Architects, Milton Keynes av Denna Jones på Flickr/CC
Ta kontakt med forfatteren på kelsey@Gizmodo.com.