menu close Teknologiens Mediehus
person Konto arrow_drop_down
De seneste jordskælv, der har ramt Tyrkiet og Syrien, er et skræmmeeksempel på, hvor stor effekt jordskælvssikring af bygninger eller manglen på samme kan have.
En stor del af de mere end 50.000 døde har endt deres dage under de hundredtusinder af kollapsede ejendomme, der, selvom de var forholdsvis nye, ikke levede op til sikkerhedsstandarderne.
I kontrast til dette kunne antallet af kollapsede bygninger tælles i hundreder, da et af de kraftigste jordskælv i nyere tid ramte det sydøstlige Japan i 2011.
Inden for jordskælvssikring er Japan da også et af de lande, der sætter standarden, lyder det fra flere kilder.
Men hvad består effektiv jordskælvssikring af?
Det giver flere konstruktionsingeniører, som Ingeniøren har talt med, et bud på:
Sammensætningen af jorden under bygningen har stor betydning.
Dels fordi den påvirker, hvor meget af energien fra jordskælvet, der rammer konstruktionen, dels fordi en blød og vandmættet jord med meget findelt materiale såsom silt kan være en risiko i sig selv.
»Der er eksempler på, at bygninger simpelthen er sunket flere meter ned eller faldet sammen under jordskælv, fordi de er bygget på jord, hvor der tidligere har været for eksempel søer eller andre former for bløde aflejringer,« siger projektleder i Sweco Ole Bellen, der har arbejdet adskillige år i udlandet med jordskælvssikring.
Der er forskellige metoder til at afbøde effekten af en usikker jordbund.
»Man kan for eksempel styrke jorden – også for eksisterende byggeri, hvis man finder ud af, at man har bygget på jord med dårlige egenskaber. I nogle tilfælde kan man også lave tiltag til at dræne jorden, så der ikke opstår det, vi kalder liquefaction under et jordskælv, hvor jorden mister sin styrke og stivhed og udvikler sig til kviksand,« siger professor Michael Havbro Faber fra Aalborg Universitet, der er ansat i Forskningsgruppen for Risiko, Resiliens, Sikkerhed og Bæredygtige Systemer.
Liquefaction blev udpeget som årsagen til, at Indonesien blev ramt af mange bygningskollaps i byen Palu, da et jordskælv svarende til 7,5 på Richtersskalaen ramte landet i 2018.
I flere lande er det en del af byggeloven, at der skal jordskælvssikres i områder, hvor kraftige jordskælv er en uundgåelig del af tilværelsen.
På baggrund af data fra historiske jordskælv fra et givent område vurderer seismologer karakteren af de jordskælv, man med en vis sandsynlighed kan forvente vil ramme.
Disse rapporteringer kobles med jordbundsanalysen til en vurdering af, hvilken belastning de kraftigste jordskælv med en vis sandsynlighed vil kunne påføre en bygning af en bestemt type på en konkret lokalitet.
»Når man kender intensitet og frekvens på de jordskælv, der vurderes at kunne ramme området, så designer man konstruktionen, så den er i stand til at optage de dynamiske laster fra jordskælvet uden at pådrage sig uhensigtsmæssige skader,« siger Michael Havbro Faber.
»Geometrien af bygningen og fordelingen af stivhed er i den henseende meget afgørende.«
Stivhed er et udtryk for, hvor meget et materiale eller byggeelement bøjer eller trykkes sammen, når det påføres last.
Geometrisk er symmetriske konstruktioner at foretrække.
Det samme er en stor og ligeligt fordelt stivhed, fordi formålet er, at lasten så vidt muligt skal fordeles jævnt.
For nogle bygninger, for eksempel enfamiliehuse, vil tiltag til jordskælvssikring være begrænsede.
I andre tilfælde kan det være nødvendigt at optimere konstruktionen.
Men det vil ikke altid være muligt at optimere selve konstruktionen tilstrækkeligt, og så kan det blive aktuelt at tilføre særlige hjælpemidler designet til jordskælvssikring.
Et effektivt, men kostbart tiltag er at afkoble bygningen fra fundamentet og dermed undgå, at bygningen skal optage så meget af energien fra jordskælvet.
»Det handler om at opsuge den energi, der kommer fra et jordskælv. Én mulighed er at indsætte dæmpere under bygningen, hvilket man bl.a. gør med højhuse i udsatte jordskælvsområder,« siger professor John Dalsgaard Sørensen fra Aalborg Universitet, der er leder af Forskningsgruppen for Risiko, Resiliens, Sikkerhed og Bæredygtige Systemer.
Det kan foregå med baseisolation, der kan være en form for friktionslejer, som bygningen hviler på.
De findes i forskellige varianter og størrelser. For eksempel som to stålplader med et søjleformet materiale mellem, der tillader forskydning.
»De tilfører en aktiv afkobling mellem bygning og fundament og sørger for, at bygningen kan glide og ikke optager den fulde mængde energi, som jordskælvet afleverer til konstruktionen,« siger Ole Bellen.
Dæmpningssystemer i forskellige varianter kan anvendes længere oppe i bygningen til at absorbere energien fra jordskælv og dermed reducere svingninger og vibrationer.
»Der er grænser for, hvor meget bevægelse en bygning kan tåle at blive udsat for, og det betyder meget, hvis man kan reducere svingningen i toppen fra en meter til en halv meter i højhuse,« siger Ole Bellen.
Jordskælv afgiver seismiske bølger, som hvis de rammer bygningen med en frekvens tilsvarende bygningens egenfrekvens, kan få bygningen til at svinge kraftigere.
En dæmpende foranstaltning kan være store ophængte penduler eller kugler, der også svinger, når bygningen begynder at svinge.
»Men de svinger i modsat retning, og på den måde kan de afdæmpe bygningens bevægelser,« siger han.
Michael Havbro Faber tilføjer, at et svømmebassin langt oppe i bygningen kan reducere bygningens dynamiske respons både gennem påvirkningen af konstruktionens egenfrekvenser, fordi bassinet tilfører ekstra masse, og gennem dæmpningseffekter fra vandet.
Men ét er, hvad der fungerer. Noget andet, hvad der er realistisk.
»Man ved godt, hvad der virker i jordskælvsudsatte områder, men det er langtfra gratis,« siger John Dalsgaard Sørensen.
»I nogle områder kan det bedre svare sig for samfundet at acceptere et lidt lavere sikkerhedsniveau over for jordskælv, fordi pengene er brugt bedre på andre ting som skoler og hospitaler.«
Samme pointe kommer Ole Bellen og Michael Havbro Faber med. Sidstnævnte får spørgsmålet, om der da ikke er lavthængende frugter for fattige lande, der gerne vil øge beskyttelsen mod jordskælv.
»Det billigste og mest effektive vil være at ændre kulturen omkring byggeriet, komme korruption til livs og sikre, at bygningerne bliver kontrolleret efter reglerne. Det er ikke den nemmeste opgave. Og desværre er det noget, der tager en del tid at implementere.«
