Tåler jordskjelv

For høyhus går teknikken ut på å lage et stivt, meget solid reisverk av stål med like solide etasjeskillere, altså bjelkelag. For lavere hus kan reisverket lages av betong.

Koblingen mellom det vertikale reisverket og de horisontale bjelkelagene utføres for å ta maksimale skjærkrefter; skjelettet bygges helt stivt. Mellom etasjeskillerne monteres «mykere» bjelker, skråstag som skal ta opp de deformasjonene som oppstår på grunn av de store, horisontale bevegelsene i et jordskjelv.

Skrå demperstag

– Byggherren må etablere skrå demperstag mellom etasjene, sier doktor Toshikazu Takeda ved Obayashi Corp. Research Institute.

– For over tjue år siden lanserte blant annet professor Jerome Connor ved Massachusetts Institute of Technology (MIT) disse tankene. Demperstagene lages av stål med lavere styrke enn stålet i resten av bygningen.

Stagene er koblet via spesielle konstruksjonselement som overfører påkjenningene fra reisverk til dempestag. På grunn av geometrien; man bruker Y- eller K-form og varianter av disse to, og på grunn av at det «mykere» stålet gir seg først, tas de horisontale påkjeningene opp som deformasjon i stagene og deres innfesting.

Hovedskjelettet forblir i hovedsak uskadd. En fordel med teknikken er at den i viss grad også kan brukes til å skjelvsikre eksisterende, eldre bygninger.

Lang erfaring

Japan og USA har omtrent tjue års erfaring med å utvikle bygninger som i større grad kan motstå jordskjelv. Få andre tettbefolkede land har vært så hjemsøkt av store skjelv som Japan, noe som ikke forundrer når man studerer kart over seismisk aktivitet i jordskorpen. Landet ligger rett over jordskorpesoner der de store platene forsøker å klatre over eller skyve seg innunder hverandre. Det sammen gjør California og store deler av den øvrige amerikanske vestkysten.

Ifølge doktor Takeda tok det mange år før forskerne fullt ut forsto hvorfor det var så vanskelig å få bygninger til å bli stående under og etter jordskjelv. Faktisk måtte man vente helt til moderne datamaskiner kunne simulere ulike typer skjelvutvikling – basert på det som forelå av ganske enkle målinger. Først da kunne man finanalysere hva som skjer i et skjelv og lage brukbare analyser av måleverdiene.

– I et skjelv er problemet de horisontale påkjenningene som oppstår på grunn av sideveis bevegelse i grunnen. Bevegelsen kommer av at jordplater glir over og under hverandre.

Tradisjonelt ble alle høye bygninger i hovedsak laget for å bære vertikale masser og tolerere vindlaster. Men fordi jordskjelv nesten alltid innfører horisontal glidning og rotasjon, glir dårlig utførte og dårlig innfestede byggelementer ut, hvorpå konstruksjonen nok kollapser, forklarer doktor Takeda.