Многие помнят фотографии из Центральной Италии после смертоносного землетрясения 2016 года, на которых запечатлена часовая башня в Аматриче, дерзко возвышающаяся среди разрушенного города. Она была построена в XIII веке и пережила не одно землетрясение за последние 800 лет.
Что удивительно, такие случаи — не редкость. Высокие и хрупкие на вид древние сооружения выживают в землетрясениях, тогда как современные и устойчивые на вид здания становятся руинами. Похожая ситуация сложилась и во время землетярсения 19 сентября 2016 года в Мексике — рушились в основном низкие здания.
В городе Сан-Джиминьяно, в 200 км от центра землетрясения в Аматриче, 14 башен XII века пережили множество больших и маленьких землетрясений.
Подобные башни можно увидеть в Альбе в Северной Италии.
Легендарное фото Измитского землетрясения, которое произошло в Турции в 1999 году, — одинокая мечеть Гельджюк среди развалин.
Фотографии землетрясения 1906 года в Сан-Франциско демонстрируют ряд дымоходов на фоне того, что осталось от города.
Землетрясение магнитудой 6,8, которое сотрясло Мьянму в 2016 году, повредило много исторических храмов в долине Иравади, но ни один из них не разрушился.
Почему башни не рушатся?
Секрет уцелевших зданий не только в мастерстве древних строителей. Давайте разберемся, как волны землетрясения взаимодействуют со зданиями.
Землетрясения генерируют сейсмические волны, которые проходят через землю. Как и океанские волны, они имеют гребни и впадины. Частота волны связана с ее периодом, временем, необходимым для прохождения одной волны.
Здания имеют различную резонансную частоту и разный естественный период колебаний. Представьте ребенка на качелях — качели с короткими веревками завершат один цикл гораздо быстрее, чем с длинными. То же верно зданий различной высоты. Здание — это перевернутый маятник и более высокие имеют более длинные периоды колебаний. Кроме того, на период влияет также грунт, на котором построено здание: более короткий — на мягком грунте и длинный — на каменном.
Высокочастотные (с коротким периодом) волны землетрясения, следовательно, усиливаются в каменных породах и вызываются умеренными и слабыми землетрясениями.
Низкочастотные (с большим периодом) волны усиливаются в осадочных породах и образуются во время крупных землетрясений, таких как печально известное землетрясение 2011 года в Японии и землетрясение в Непале, повалившее башню Дхарахара в 2015 году.
Когда резонансная частота грунта совпадает с резонансной частотой здания, оно претерпевает наибольшие возможные колебания и получает наибольший ущерб. Жесткость и распределение массы по высоте здания также имеют большое влияние на вероятность разрушения.
На видеозаписи представлен наглядный пример взаимодействия зданий и сейсмических волн:
Источник:
Ценные древние здания необходимо модернизировать и делать более устойчивыми к землетрясениям. Нельзя забывать и про накопительный эффект — пережившие многие подземные толчки башни и храмы могут копить в себе напряжение и рухнуть после слабого сейсмособытия.
Источник:
- Эта акула может прожить до 500 лет
- Другие гиены: не все знают про существование этих видов!
- Чертово городище: стена или чудо природы?
- Вот так фикусы, или Убийцы в мире растений
- Стеклянная губка: сады призраков на дне бездны
Армянскому радио задали вопрос: Что будет если на Ленинград упадет атомная бомба?
Армянское радио ответило: Ленинград развалится, а Петербург останется!
сейчас строят с максимальной экономией материалов, рассчитывая все солидворксом каким-нить. то есть запас прочности минимально достаточный. строители тоже экономят, в результате имеем недостаточный запас прочности. и концов не найдешь.
До появления железобетона, башни, трубы и другие высокие постройки делали из кирпича. В связи с тем, что с увеличением высоты увеличивается нагрузка на фундамент и на стены конструкции, а усилить стены возможности не было, все эти башни и трубы имеют фундаменты значительно более развитые, чем сами здания вокруг, а стены в разы толще, чем у самих зданий. Так же у подобных конструкций гораздо выше пространственная жесткость (если взять тонкую трубку из стали 1мм и большой квадратный венткороб из той же стали, сразу становится понятно у какой конструкции пространственная жесткость будет выше.