Das alte Material, das verwendet wird, um erdbebensicher Wolkenkratzer zu entwickeln? Holz.


Einige der am schnellsten wachsenden Städte der Welt sitzen in risikoreiche Erdbebengebieten. Thats, warum Forscher versuchen herauszufinden, wie man bauen Hochhäuser mit einem Material, das nicht nur reichlich und erneuerbare, aber noch widerstandsfähiger gegen Erdbeben als konventionelle Baustoffe.

Welche 7. Jahrhundert kannten japanischen Bauherren

Das perfekte Beispiel für Holz Fähigkeit zu reiten fast tausend Jahre, vormodernen wo Bauer begann Stapeln Holz mehrstufig Japan um Hochhaus Tempel zu erstellen, die Hunderte von Füßen in der Luft erreicht, große Beben geht zurück.

Kyoto-Pagode von Kalexander2010 auf Flickr/CC Toji.

Diese Strukturen verwendet ein paar verschiedene Methoden um zu ertragen extreme schütteln, einschließlich lockerere Verbindungen zwischen Tragwerken, die einige schwanken darf. Das Gewicht der Struktur verteilt und verbunden zwischen den Stockwerken mit lockeren Gelenken wie der Ökonom 1997 erklärt: "welche Verbindungen gibt es zwischen den einzelnen Etagen aus Holz Klammern lose passend sind, die erlauben, jedes Stockwerk, um zu gleiten."

Ein weiteres faszinierendes Element des Designs der diese Pagoden? All jene, die schwankende Böden wurden unterstützt von etwas namens ein Shinbashira, eine bemerkenswerte frühe Version der riesigen Stahl Masse Dämpfer finden Sie in den höchsten Gebäuden der Welt heute. Der Ökonom erarbeitet:

Was die frühen Handwerker durch Versuch und Irrtum gefunden hatte, war, dass einen kräftigen seitlichen Schubs gegeben, eine Pagode losen Stapel der einzelnen Etagen erfolgen könnte, gleiten seitwärts zu und her unabhängig voneinander. Von der Seite gesehen, die Pagode schien einen Schlangentanz getan – mit jeder aufeinanderfolgenden Etage in die entgegengesetzte Richtung zu den sofort oben und unten bewegen. Aber wenn eine große fette Shinbashira durch ein Loch in der Mitte des Gebäudes wie eine sehr lose angezogenen Schraube lief, jedes Stockwerk würde dann schwingen zu weit in eine beliebige Richtung durch Hämmern intern gegen diese zentrale Lampe eingeschränkt werden. Besser noch, würde jedes Mal, wenn ein Geschoss intern mit Shinbashirakollidierte es etwas von seiner Energie in den massiven Mittelpfeiler dump die dann sicher in den Boden zerstreuen konnte.

Infolgedessen viele dieser Tempel massive Erdbeben standgehalten haben und bis zum heutigen Tag stehen bleiben.

Kyoto-Pagode von Victor Lee auf Flickr/CC Toji.

Das Material der Zukunft ist das Material der Vergangenheit

Im letzten Jahrzehnt hat Forschung in hohen Holzhäusern intensiviert. Die US-Regierung hat Geld in gegossen, Förderung von Holz als erneuerbare Ressource, die verwendet werden, um hohe dank neuer Fertigungsverfahren zu bauen.

Letztes Jahr startete das Weiße Haus einen Wettbewerb, der Designer für die Entwicklung von Hochhaus-Designs, die eine neue Art des Holzes als Brettsperrholz oder CLT verwendet belohnt. "Schätzungen zufolge in der Nähe von Nutzen der Begriff CLT und anderen Technologien Holz in Gebäuden, 7-15 Geschichten die gleichen Emissionskontrolle beeinflussen hätte wie die Einnahme von mehr als 2 Millionen Autos von der Straße für ein Jahr" schrieb die Organisatoren.

Die Holz-Innovation und Design Centre, eine sechsstöckige Holzhaus in Prince George, das Cross-Laminated Holz verwendet.

Gibt es eine weitere übersehener Aspekt des Holzes, die auch immer deutlicher, wächst: einige Arten von Holzbau sind überraschend gut bei starken Erdbeben standhalten, wie die japanischen Bauherren wussten – obwohl die Gebäudetechnik geändert hat.

Nehmen Sie die Forschung, die von den Ingenieuren bei University of Alabama, wo ein National Science Foundation finanzierte Stipendium ein Team unter der Leitung von Professor Thang N. Dao Studie hilft die Erdbebensicherheit von Hochhäusern aus Holz. Sie experimentieren mit der Kombination von konventionellen leichten Holzrahmen Gebäude mit einem neueren Holz Material – the Cross Laminated Timber oder CLT, wie Global Bau Review berichtet. Durch die Kombination dieser beiden Arten von Holz-Architektur, denken sie, dass sie Hochhäuser bauen können, die Antworten zu schütteln besser als herkömmlicher Stahl.

CLT ist genau das, was es klingt: einen Holz-Balken, die mit ihrem Getreide bewegt sich in gegenüberliegenden Winkeln durch sandwichartig Schichten des Holzes entsteht. Dadurch entsteht ein Stück Holz, die stärker ist als die Summe seiner Teile, durch die Kreuz und quer-Richtung der Platten.

CLT-Blöcke von Oregon Department of Forestry auf Flickr/CC

CLT dient in Holz Hochhäuser hinauf auf der ganzen Welt, aber die Ingenieure von Alabama will untersuchen, wie gut es widersteht Erdbeben schüttelt, eine einzigartige Art der strukturellen betonen, dass Themen Gebäude, seitliche oder Horizontalkräfte. Ihre Hybrid-Ansatz nimmt Platten dieses super-starke, schwere CLT-Holzes und Post-spannt sie (Verstärkung es mit Stahlstäben, die nach der Tat gespannt sind) und mit standard Holz kombiniert. Das CLT "selbst zentriert das System", und die herkömmlichen leichten Holzrahmen wird "abführen, die Energie, die während eines Erdbebens."

Diese Hybride zwischen der schwere, starre CLT und lockerer, leichter Holz "sollten sicherstellen, dass wesentliche Bauteile des Gebäudes bei einem Erdbeben ohne Schaden, so dass das System stabil, elastisch bleiben", sagt man.

Ein anderer Shake testen an Universität von Alabama, im August 2015 über Facebook.

Ähnliche Arbeit auf Post-tensioned CLT geschieht über das Land – beispielsweise an University of San Diego – aber das Team in Alabama mit Schwerpunkt auf Holz-Hochhäuser in Erdbeben, das ist ein ziemlich neuartiges Konzept. Sie verwenden der Schule große Scale-Strukturen-Lab, wo eine riesige Rütteltisch Haupterdbeben zu testen, wie ihre Hybrid-System funktionieren wird, ein bisschen wie der Test über simuliert wird.

Über das Projekt zur Entwicklung dieser neuen Wolkenkratzer coolsten ist, dass das grundlegende Konzept ist nicht alles, was anders als was mit Holz in der vormodernen Welt, wie in Japan gebaut wurde. Wir sind wirklich nur die gleichen hölzernen Rad neu erfinden – und ein wenig größer zu machen.

Lead-Bild: MK 40 Tower, dRMM Architekten, Milton Keynes von Denna Jones auf Flickr/CC

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