DEBATT: Jordskjelvlaster

Meir robuste bygg i kvikkleireområde

Ingeniør Erik Solhjell stiller i Teknisk Ukeblad interessante spørsmål rundt robustheten til husa som vart tekne av kvikkleireraset i Gjerdrum.

Kanskje er det på tide å tenkje nytt for dei områda som er mest utstette for leirras og inkludere bygningsmessige krav? Dette må granskingsutvalget etter raset på Gjerdrum inkludera i sin vurdering, skriv forfattaren. Dronebilder frå skredområdet i Ask i Gjerdrum.
Kanskje er det på tide å tenkje nytt for dei områda som er mest utstette for leirras og inkludere bygningsmessige krav? Dette må granskingsutvalget etter raset på Gjerdrum inkludera i sin vurdering, skriv forfattaren. Dronebilder frå skredområdet i Ask i Gjerdrum. (Foto: Stian Lysberg Solum, NTB)

Ingeniør Erik Solhjell stiller i Teknisk Ukeblad interessante spørsmål rundt robustheten til husa som vart tekne av kvikkleireraset i Gjerdrum.

  • Debatt

Dette debattinnlegget gir uttrykk for skribentens meninger. Debattinnlegg kan sendes til nettdesk@tu.no

Kunne bygga vore konstruerte på ein meir robust måte slik at dei ikkje kollapsa gjennom seglturen nedover i skredløpet?  

Svaret på spørsmålet til Solhjell er ja, men ei utdjuping av svaret er nødvendig. Som Solhjell har observert er California kanskje det området i verda som har kome lengst med kunnskap om bygg som toler juling i form av vibrasjonar og forskyvingar som kan oppstå under ein naturkatastrofe.

Både kvikkleireras og jordskjelv gir ekstreme belastningar på byggverka. Eit anna likskapstrekk mellom leirras og jordskjelv er at hendingane er så sjeldne at opplevinga av risiko ikkje nødvendigvis vert ein del av «manns minne». Eit godt regelverk er då den einaste garantisten for eit konsistent sikkerheitsnivå.

Reglar med utspring frå California

Jordskjelvet i San Francisco i 1906 med 700 omkomne var starten på den moderne utviklinga av teknologi for jordskjelvsikre byggverk, ei utvikling som stadig held på. Dagens regelverk for jordskjelvsikre bygg «world wide» har i stor grad sitt utspring frå California.

San Francisco i 1906 vart rett nok gjenoppbygd med berre vindlast som horisontale lasteffekt, den etterfølgjande alvorlege bybrannen var kanskje lettare å forholda seg til som årsak enn jordskjelvet.

Jordskjelv oppstår med jamne mellomrom i California og utviklinga hang saman med desse katastrofane. Etter skjelvet i Santa Barbara i 1925 med 14 omkomne kom det første statlege initiativet til å studera korleis ein kan bygga jordskjelvsikre bygg og seismografen vart teken i bruk. Seinare kom jordskjelvet på Long Beach i 1933 som gjekk særleg hardt utover skular og murbygningar og 114 personar omkom. Det same året vedtok California dei første lovene for dimensjonering av bygg for jordskjelvlaster, Field act og Riley act. Innføring av desse lovene gav raskt forbetra robusthet for bygga, demonstrert ved seinare jordskjelv.

Tre faktorar er viktige

Utviklinga dei siste 90 åra har gradvis gitt betre teknologi for å konstruere bygg som toler jordskjelv, men hovudpoenget er framleis at robusthet mot «juling» i form av jordskjelv krev bygg som toler horisontale laster og samtidig er seige nok til å tole deformasjonane som oppstår.

Det er tre viktige faktorar som er avgjerande for å oppnå eit bygg som er robust for «juling» i form av jordskjelvlaster.

Deformasjonar på fundamentnivå gir raskt store tilleggskrefter i knutepunkt og søyler og dette kan utløysa total kollaps av bygget.

1) For å hindra at ei søyle eller ein vegg sklir ut og startar prematur kollapssituasjon vert eit felles fundament valt for jordskjelvsikre konstruksjonar.

Det neste grepet for å oppnå robusthet er å sørge for nok vegger eller avstivande kryss. Det er horisontale krefter som vanlegvis er kritisk for eit bygg ved jordskjelv.

2) Vegger eller kryss er nødvendig for å unngå ein «korthus-effekt».

Eit byggsystem som skal tola «juling» i form av jordskjelvkrefter kan samanliknast med karosseriet i ein bil som skal beskytta passasjerane. Karosseriet skal med sine bjelkar og knutepunkt tola store laster og samtidig absorbera energi gjennom kontrollert deformasjon.

3) For eit bygg vil det vera avgjerande at knutepunkta ikkje er svakare enn elementa som skjøtes.

Les også

Rimelegaste løysing vert valt

Attende til spørsmålet til Solhjell så er det fullt mogleg å konstruera byggverk med større robusthet mot kollaps, også i ein rassituasjon i leire. Men dagens regelverk for dimensjonering av bygg inkluderer ikkje leirras som eit lasttilfelle og ansvarleg konstruktør for bygget har ikkje ansvar for grunnen.

I dette ligg at tryggleik i grunnen mot ras er forvalta uavhengig av byggets beresystem. Byggmarknaden er prega av sterk konkurranse og prispress, difor vert og dei rimelegaste løysingane som tilfredsstiller regelverkets sikkerheitsnivå nær sagt alltid valt.

I evalueringa av raset på Gjerdrum er eit viktig spørsmål om dagens praksis der alle sikkerheitsfaktorar leggjast på grunnen er god nok, eller om det i tillegg bør stillast krav til sterkare beresystem i område med risiko for leirras.

Robuste beresystem vil spara liv

For byggeprosjekt som i dag vert planlagt i område med høg risiko for leirras vil val av robuste beresystem (eller bortvalg av dei minst robuste beresystema) over tid spara liv. For eksisterande bygg vil ein vurdering av robusthet avdekke om bygget vil kunna kollapse raskt og dersom det er tilfelle kan planlegging og gjennomføring av forsterkning utførast.

Kanskje er det på tide å tenkje nytt for dei områda som er mest utsette for leirras og inkludere bygningsmessige krav? Dette må granskingsutvalet etter raset på Gjerdrum inkludera i sin vurdering.

Innlegget vart først publisert i Teknisk Ukeblads månadsmagasin, 3/2021.

Les også

Kommentarer (1)

Kommentarer (1)

Eksklusivt for digitale abonnenter

På forsiden nå