Το αντισεισμικό μυστικό του ψηλότερου ουρανοξύστη της Ταϊβάν

Στην πρωτεύουσα Ταϊπέι, 130 χλμ. μακριά από το επίκεντρο, τα κτήρια κουνήθηκαν επίσης βίαια κατά τη διάρκεια του ισχυρότερου σεισμού στην Ταϊβάν τα τελευταία 25 χρόνια. Όμως, η σύγχρονη μηχανική θριάμβευσε στην περίπτωση του πανύψηλου κτηρίου Taipei 101, που υπήρξε για ένα διάστημα ο ψηλότερος ουρανοξύστης του κόσμου, και το οποίο βγήκε αλώβητο από τον σεισμό.

Πλάνα από τον σεισμό δείχνουν τον πύργο ύψους 508 μέτρων να ταλαντεύεται ελαφρά, με τη δομική του ευελιξία να βοηθά στην αντιμετώπιση της ισχυρής κίνησης του σεισμού. Μια δομική ευελιξία που οφείλεται κατ’ αρχάς στο υλικό από το οποίο είναι κατασκευασμένος: το οπλισμένο σκυρόδεμα.

Συνδυάζοντας τη θλιπτική δύναμη του σκυροδέματος με την εφελκυστική δύναμη του χάλυβα, το υλικό καθιστά το κτήριο αρκετά ευέλικτο ώστε να ταλαντεύεται, αλλά και αρκετά άκαμπτο ώστε να αντιστέκεται στους ισχυρούς ανέμους και τους τυφώνες που πλήττουν συχνά την Ταϊβάν. Άλλωστε, η αρχή ότι τα κτήρια μπορούν να αντέξουν τις σεισμικές δυνάμεις κινούμενα μαζί τους και όχι ενάντια σε αυτές, στηρίζει την παραδοσιακή αρχιτεκτονική στις σεισμογενείς χώρες της Ανατολικής Ασίας εδώ και αιώνες, από τις ιαπωνικές παγόδες μέχρι τα κινεζικά παλάτια.

Ψηλά στον πύργο, ωστόσο, μια άλλη τεχνολογική καινοτομία βοηθά στην προστασία του ουρανοξύστη των 101 ορόφων: μια τεράστια σφαίρα που είναι γνωστή ως συντονισμένος αποσβεστήρας μάζας.

Ένα γιγάντιο αντίβαρο

Η ατσάλινη σφαίρα που κρέμεται από 92 χοντρά καλώδια μεταξύ του 87ου και του 92ου ορόφου, μπορεί να κινηθεί περίπου 1,5 μέτρο, λειτουργώντας σαν εκκρεμές που αποσβένει τις κινήσεις ταλάντευσης.

«Είναι ουσιαστικά ένα πολύ μεγάλο αντίβαρο», εξηγεί στο CNNi ο Στέφαν Αλ, συγγραφέας του βιβλίου «Supertall: How the World's Tallest Buildings Are Reshaping Our Cities and Our Lives». «Στην περίπτωση του Taipei 101, είναι 660 τόνοι. Ακούγεται πολύ βαρύ, αλλά συγκριτικά με το συνολικό βάρος του κτηρίου είναι ένα μικρό κλάσμα».

«Όταν ένα κτήριο αρχίζει να κουνιέται, ο συντονισμένος αποσβεστήρας μάζας θα κινηθεί προς την αντίθετη κατεύθυνση. Στην περίπτωση του Taipei 101, είναι αιωρούμενος, οπότε θα μείνει πίσω καθώς ο πύργος ταλαντώνεται και θα απορροφήσει την κινητική ενέργεια κινούμενος προς την αντίθετη κατεύθυνση», λέει ο Αλ.

Υδραυλικοί κύλινδροι μεταξύ της σφαίρας και του κτηρίου μετατρέπουν αυτή την ενέργεια σε θερμότητα, η οποία στη συνέχεια διαχέεται.

Οι συντονισμένοι αποσβεστήρες μάζας χρησιμοποιούνται σε ουρανοξύστες σε όλο τον κόσμο, συμπεριλαμβανομένου του Πύργου Steinway στη Νέα Υόρκη και του Burj al-Arab του Ντουμπάι, το οποίο διαθέτει 11 από αυτούς.

Ονομάζονται έτσι γιατί είναι ρυθμισμένοι ώστε να συντονίζονται στην ίδια συχνότητα με το κτήριο, αλλά με μήκη κύματος που ξεκινούν νωρίτερα ή αργότερα, βοηθώντας στη διάχυση της δυνητικά καταστροφικής ενέργειας. Η σταθερότητα που παρέχουν μπορεί επίσης να μειώσει τη δυσάρεστη επίδραση που μπορεί να έχει η ταλάντευση στους ενοίκους ενός κτηρίου όταν φυσούν πολύ ισχυροί άνεμοι.

Σχεδιασμένο από την ταϊβανέζικη εταιρεία C.Y. Lee & Partners, το Taipei 101 ήταν το ψηλότερο κτήριο στον κόσμο από το 2004 έως το 2007, όταν το ξεπέρασε το Burj Khalifa στο Ντουμπάι. Ένα παρατηρητήριο με θέα στον πρωτοποριακό συντονισμένο αποσβεστήρα μάζας του, αποτελεί δημοφιλές αξιοθέατο για τους επισκέπτες, ειδικά όταν κινείται κατά τη διάρκεια ισχυρών ανέμων.

Γερά θεμέλια

Η γιγαντιαία σφαίρα δεν είναι, ωστόσο, το μόνο σχεδιαστικό χαρακτηριστικό που συμβάλλει στη σταθεροποίηση του κτηρίου. Ο ουρανοξύστης έχει εξαιρετικά γερά θεμέλια –380 πασσάλους από οπλισμένο σκυρόδεμα και χάλυβα που έχουν τοποθετηθεί στο υπέδαφος. Πάνω από αυτούς, ο πυρήνας του κτηρίου συνδέεται με μια σειρά από «μεγα-κολώνες», που βρίσκονται περιμετρικά του, μέσω τεράστιων χαλύβδινων δοκών.

Το κτήριο συμμορφώνεται με αυστηρούς αντισεισμικούς κανονισμούς, οι οποίοι είναι τόσο αυστηροί όσο θα περίμενε κανείς σε ένα νησί που βρίσκεται κατά μήκος του «Δακτυλιδιού της Φωτιάς του Ειρηνικού», το οποίο προκαλεί τεράστια σεισμική και ηφαιστειακή δραστηριότητα από την Ινδονησία έως τη Χιλή.

Με πληροφορίες από: How Taiwan’s tallest skyscraper withstands earthquakes by Oscar Holland, CNN