Александр Сазонов Опубликована 06.04.2018 в 22:00

Пережить землетрясение способна... избушка Бабы-Яги

Инженеры из Германии разработали уникальную конструкцию - здание, которое стоит на гидравлических опорах. По их расчетам, подобная технология защитит сооружения от разрушающих вибраций, возникающих во время сильных землетрясений. Гидроопоры можно использовать при строительстве мостов, небоскребов, стадионов, аквапарков и прочих массивных зданий.

Следует заметить, что идея сама по себе не нова - в похожем доме жила еще всем известная Баба-Яга (ибо избушка на курьих ножках является по сути аналогичной конструкцией). Однако вряд ли вышеупомянутому фольклорному персонажу приходилось сталкиваться с проблемой высоких нагрузок на здание. А она весьма и весьма актуальна - особенно сейчас, когда сейсмическая активность во многих районах планеты высока.

Большую часть своей жизни любое здание подвергается нагрузкам, не превышающим 10 процентов от его прочности. Именно поэтому архитекторы и строители, как правило, не предусматривают в современных домах конструкций, которые могут выдержать более сильные нагрузки. Это приводит к печальным результатам - если такой случай возникает, здание быстро рушится.

Несмотря на то, что современные дома обладают достаточно большим весом, они не могут противостоять динамичным нагрузкам. К таковым можно отнести не только землетрясение, ураганы и цунами, но и самый обычный резонанс. Все эти "потрясения" выламывают куски конструкций из зданий, не имеющих защиты от колебаний. Что самое печальное, чем более массивна постройка, тем больше у нее шансов рассыпаться на куски даже при слабых вибрациях, коих в городе всегда хватает.

Банальный пример - зимнее пучение грунтов, которое приподнимает один угол дома: чем тяжелее остальные его углы, тем сильнее они будут воздействовать на поднятый участок, что в конце концов приводит к возникновению трещин. Ну, а при землетрясении энергия, воздействующая на сооружение, и вовсе прямо пропорциональна его массе. Поэтому тяжелому зданию не выстоять - его вес начинает работать против него, усиливая общую вибрацию конструкции.

Возможно, именно поэтому немецкие инженеры из Университета Штутгарта (ФРГ) решили обратиться к строительному опыту вышеупомянутой Бабы-Яги. Недавно они представили уникальную разработку - здание, стоящее на гидравлических опорах, аналогичных тем, которые используются в башенных кранах и экскаваторах. Сооружение подобного типа, названное SmartShell, имеет четыре опоры, из которых лишь одна обычная, а остальные - гидроопоры, сделанные компанией Bosch.

Чем же они могут помочь при колебаниях земной поверхности? Каждая из них имеет встроенные контроллеры положения постройки в пространстве (этакий "вестибулярный аппарат") с несложной программой реакции на динамические нагрузки. При колебании контроллер определяет отклонение здания от нормального положения и дает команду опоре выровнять основу дома так, чтобы она была перпендикулярна поверхности.

Кстати, реагируют эти умные "куриные ножки" не только на землетрясения и подземные вибрации. Контроллер улавливает любое отклонение - например, когда на крышу ложится толстый слой снега, опоры прилагают большее удерживающее усилие именно в том углу, где его будет больше всего. Точно так же они выровняют дом при ураганном ветре или ливневом дожде, если вода скапливается на одном участке крыши.

Реагируют опоры на любой "катаклизм" очень быстро. Для выравнивания здания достаточно времени, измеряемого в миллисекундах. Подобная скорость позволяет эффективно реагировать даже на сильные колебания, которые бывают при семибалльном землетрясении. При этом люди, находящиеся в постройке, практически ничего не замечают - поверхность пола при сотрясениях останется практически неподвижной.

Экспериментальный образец конструкции, построенной с применением технологии SmartShell пока что представляет собой деревянный купол толщиной менее четырех сантиметров и площадью 100 квадратных метров. Сейчас он находится в кампусе на территории университета. Однако, по заявлению разработчиков, тот же подход может применяться к мостам, небоскребам, стадионам, аквапаркам и прочим массивным зданиям.

При этом немецкая "избушка на гидравлических ножках" выгодно отличается от похожей разработки, уже применяющейся в Японии. Дело в том, что инженеры из Страны восходящего солнца использовали для стабилизации фундамента воздушную подушку. Но она требует много электроэнергии, а недавнее землетрясение показало, что ее может вообще не быть, если электростанции выйдут из строя.

Правда, в японской разработке предусмотрено использование мощных литиевых аккумуляторов, однако и их может не хватить. Кроме того, воздушная подушка нуждается в постоянном техническом осмотре и требует частого профилактического ремонта. Гидроопоры же могут функционировать десятилетиями без капремонта и почти не требуют электричества.

Итак подобная конструкция имеет множество преимуществ перед обычными зданиями. Не исключено, что в ближайшем будущем дома на гидроопорах станут привычным для нас элементом реальности. Выходит, и у Бабы-Яги есть чему поучится...

Подписывайтесь на Экосевер

Читайте также

Исследование НовГУ: рацион с жирным мясом и картофелем в два раза повышает риск ожирения у детей сегодня в 8:09
Жирное мясо с картошкой оказалось опаснее сладостей: врачи шокированы результатами

Учёные НовГУ доказали, что жирное мясо с картошкой опаснее сладостей. Такая еда формирует ожирение уже в детстве и повышает риск гипертонии во взрослом возрасте.

Читать полностью »
В Новгородском университете разработали ИИ-систему для распознавания древнерусских текстов сегодня в 7:34
Искусственный интеллект заговорил языком предков: в Новгороде создали уникальную систему

Магистрант из Великого Новгорода создал нейросеть, которая за секунды расшифровывает древнерусские грамоты с точностью 98%. Теперь палеографы получают нового цифрового помощника.

Читать полностью »
Немка вернула Греции фрагмент древней колонны, вывезенный 60 лет назад сегодня в 6:11
История длиной в жизнь: то, что когда-то забрали из Олимпии, наконец вернулось домой

Через шесть десятилетий после экскурсии по Древней Олимпии немецкая туристка решилась вернуть домой древний артефакт — фрагмент колонны, вывезенный под видом сувенира.

Читать полностью »
Институт биофизики РАН представил систему расщепления лактозы на основе микрокапсул сегодня в 5:54
Молоко без лактозы — без потери вкуса: российские учёные нашли идеальное решение

Российские учёные нашли способ удалять лактозу из молока без изменения вкуса. Новый фермент в микрокапсулах работает быстро, безопасно и подходит для промышленного использования.

Читать полностью »
Исследователи Университета Юты обнаружили гриб, формирующий гидрогель для замены тканей сегодня в 4:07
Плесень, которая лечит: учёные нашли в грибах материал для заживления ран

Плесень, которую обычно считают вредной, может спасти жизни. Учёные обнаружили гриб, создающий материал, способный заменять кожу и мягкие ткани.

Читать полностью »
Немецкие учёные выяснили, что старение запускается после завершения роста организма сегодня в 3:32
Учёные раскрыли момент, когда тело впервые начинает стареть

Учёные выяснили, когда именно организм включает механизм старения. Исследование рДНК показало: этот процесс начинается не в зрелости, а гораздо раньше.

Читать полностью »
Синоптик Позднякова назвала декабрь самым холодным месяцем предстоящей зимы сегодня в 2:03
Зима удивит: холоднее всего будет тогда, когда её только ждут

Российские синоптики рассказали, какой месяц предстоящей зимы станет самым холодным. Но морозы затронут далеко не все регионы страны.

Читать полностью »
Физики открыли новую форму льда XXI при экспериментах на Европейском XFEL сегодня в 1:16
Учёные открыли лед, которого раньше не существовало: вода снова удивила мир

Физики открыли неизвестную ранее форму льда, полученную при сверхбыстром сжатии воды. Новая фаза XXI может изменить представления о поведении воды в недрах ледяных планет.

Читать полностью »

Новости

Учёные из Орхусского университета узнали, как летучие мыши ловят и поедают птиц в полёте
На Камчатке суд продлил арест обвиняемому в особо тяжком наркопреступлении до 17 ноября
В Госдуме предложили ввести единую транспортную карту для студентов с льготами на билеты
Эксперт по домашней кухне назвал макароны по-флотски символом уюта и простоты в холодный сезон
Фуд-блогеры считают фаршированные перцы с томатным соусом классикой домашней кухни осеннего сезона
Врачи предупредили: мода среди зумеров на психиатрический детокс может закончиться зависимостью
Товарооборот России и Китая за девять месяцев 2025 года снизился на 9,4% — данные КНР
Экологи предупредили об угрозе катастрофы из-за строительства мегаплотины в Тибете