Der 634 m hohe Tokyo Skytree (links) verfügt über eine Struktur, die durch Erdbeben verursachte Erschütterungen durch ein Schwingungskontrollsystem der Kernsäulen reduziert und Merkmale mit den vertikalen Shinbashira-Kernsäulen der traditionellen japanischen Pagodenarchitektur gemeinsam hat. (Quelle: japan.go.jp) |
Japan liegt am Pazifischen Feuerring, wo sich starke seismische Aktivitäten über Südostasien und das Pazifikbecken erstrecken, und ist damit eines der seismisch aktivsten Länder der Welt.
Der Einsatz von Warntechnologien und Bautechniken zur Reduzierung von Erschütterungen sind die Geheimnisse, die den Japanern dabei helfen, durch Erdbeben verursachte Schäden zu minimieren.
Im letzten Jahrzehnt ereigneten sich in Japan etwa 20 % aller Erdbeben der Stärke 6 oder höher weltweit. Die schlimmste Katastrophe war das Tohoku-Erdbeben im Jahr 2011, das einen Tsunami auslöste, der das Kernkraftwerk Fukushima beschädigte und schätzungsweise 15.000 Menschen tötete.
Die japanische Regierung hat erheblich in den Katastrophenschutz investiert, unter anderem in die Verbesserung seismischer Techniken und die Einführung von Fortschritten im Bereich der künstlichen Intelligenz (KI), um Erdbebenschäden zu begrenzen. Ingenieure und Architekten forschen ständig an neuen Konstruktionen zur Reduzierung von Schwingungen in Bauwerken, damit die Gebäude auch bei starken Erdbeben standfest bleiben.
In Japan werden Erdbeben nicht nach ihrer Stärke (Richterskala) gezählt, sondern nach der Bodenerschütterung. Die japanische Erdbebenintensitätsskala (JMA) wird in Shindo-Einheiten (Erschütterungsgraden) von 1 bis 7 gemessen. Beim Erdbeben von Ishikawa erreichte die Erschütterung die maximale Stärke 7.
Die JMA besteht aus 180 Seismometern und 627 Seismikintensitätsmessern und meldet Erdbeben in Echtzeit an die Medien und das Internet.
Um der Kraft eines Erdbebens standzuhalten, müssen Gebäude in der Lage sein, möglichst viel seismische Energie zu absorbieren. Diese Fähigkeit ist auf die Technik der „seismischen Isolierung“ zurückzuführen. Insbesondere verfügen die Fundamente japanischer Gebäude über ein hydraulisches Stoßdämpfersystem. Japanische Ingenieure entwickeln ein komplexes Stoßdämpfersystem, das wie eine Fahrradpumpe in Gebäuden funktioniert, um die Erdbebensicherheit zu verbessern.
„Ein Hochhaus kann sich aufgrund von Vibrationen bis zu 1,5 Meter bewegen. Wenn jedoch vom zweiten bis zum obersten Stockwerk ein Dämpfungssystem vorhanden ist, können seine Bewegungen auf ein Minimum reduziert und Schäden in den oberen Stockwerken verhindert werden“, sagte Ziggy Lubkowski, Seismologe an der Universität London (Großbritannien).
Bei Neubauten experimentieren manche Unternehmen mit innovativeren Methoden und Materialien, wie etwa der Gitterarchitektur, die ein Einknicken von Gebäuden verhindert und bei Erdbeben zur Verteilung der absorbierten Energie beiträgt. In Tokio baut der Baukonzern Maeda ein 13-stöckiges Bürogebäude in Stahl- und Holzrahmenbauweise.
„Holz wird in Stahlrahmengebäuden selten als erdbebensicheres Material verwendet. Stahl hält jedoch Zugkräften stand, während Holz Druckkräften standhält. Daher ergänzen sich die beiden Materialien“, erklärt Yoshitaka Watanabe, Chefingenieur der Maeda Group.
Ein Beleg für den Erfolg dieser Techniken ist die Tatsache, dass die Erschütterungen in Tokio bei einem Erdbeben der Stärke 9,0 im Jahr 2011 eine Stärke von 5 erreichten. Riesige Wolkenkratzer erzitterten, Fenster zerbarsten, doch keine größeren Gebäude stürzten ein.
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