कैसे एक 10-मंजिला लकड़ी की इमारत 100 से अधिक भूकंपों से बची

मॉकअप पहले ही 100 से अधिक भूकंपीय घटनाओं के अधीन हो चुका है

कैलिफोर्निया:

पिछले महीने की एक सुनहरी सुबह, भूकंप ने पूर्वोत्तर सैन डिएगो को झकझोर कर रख दिया। मिनट बाद, एक और भूकंप आया, जिससे लकड़ी की 10 मंजिला इमारत हिल गई।

हालाँकि, भूकंप एक कंप्यूटर द्वारा ट्रिगर किए गए थे और झटकों को 1,000 वर्ग फुट के प्लेटफॉर्म तक सीमित कर दिया गया था, जिस पर इमारत – एक पूर्ण आकार का परीक्षण मॉडल – खड़ा था।

संरचना दुनिया की सबसे बड़ी उच्च-प्रदर्शन “शेक टेबल” पर सिम्युलेटेड भूकंपों के अधीन अब तक की सबसे ऊंची संरचना है, जो भूकंपीय बल को दोहराने के लिए छह डिग्री की गति के माध्यम से स्टील प्लेटफॉर्म को जोर देने के लिए हाइड्रोलिक एक्ट्यूएटर्स का उपयोग करती है। सैन डिएगो सुविधा में कैलिफ़ोर्निया विश्वविद्यालय में शेक-टेबल परीक्षण टॉलवुड प्रोजेक्ट का हिस्सा हैं, जो बड़े पैमाने पर लकड़ी से बनी ऊंची इमारतों की भूकंपीय लचीलापन का परीक्षण करने की पहल है।

एक इंजीनियर लकड़ी निर्माण सामग्री, बड़े पैमाने पर लकड़ी कार्बन-गहन कंक्रीट और स्टील के अधिक टिकाऊ विकल्प के रूप में तेजी से लोकप्रिय है।

3.7 मिलियन डॉलर के प्रयोग के दौरान मॉकअप पहले ही 100 से अधिक भूकंपीय घटनाओं के अधीन हो चुका है, और अगस्त में परीक्षण अवधि समाप्त होने से पहले और अधिक होगा।

टॉलवुड संरचना को डिजाइन करने में मदद करने वाली फर्म, पोर्टलैंड, ओरेगॉन, लीवर आर्किटेक्चर के संस्थापक प्रिंसिपल थॉमस रॉबिन्सन कहते हैं, “आप भूकंप की संख्या के माध्यम से एक इमारत बना रहे हैं, जब तक कि यह लगभग 5,000 वर्षों तक अनुभव नहीं करेगा।”

यूएस में भवन संहिताओं में हाल ही में किए गए परिवर्तन 18 मंजिलों तक बड़े पैमाने पर इमारती लकड़ी की इमारतों की अनुमति देते हैं। लेकिन अब तक अज्ञात है कि कैलिफोर्निया जैसे दुनिया के भूकंप-प्रवण क्षेत्रों में इस तरह की ऊंची इमारतों का किराया कैसा होगा।

मई में परीक्षण के पहले दिन, कट्टर नफरत वाले आर्किटेक्ट, इंजीनियरों और शोधकर्ताओं की भीड़ के माध्यम से प्रत्याशा चलती है क्योंकि वे इमारत से एक सुरक्षित दूरी इकट्ठा करते हैं, जो शेक टेबल पर लिफ्टऑफ के लिए तैयार एक डिकंस्ट्रक्टेड रॉकेट की तरह खड़ा होता है। वीडियो कैमरों के एक बैंक को संरचना की ओर इशारा किया गया है और एक ड्रोन गुलजार है।

112 फुट ऊंची इमारत की पहली तीन मंजिलें चांदी और नारंगी रंग के पैनलों से ढकी हुई हैं, जो कांच की खिड़कियों को फ्रेम करती हैं। शेष इमारत खुली हवा में है, जिसमें भूकंप से संरचनात्मक क्षति को कम करने के लिए प्रत्येक मंजिल में चार “रॉकिंग दीवारें” हैं। इंजीनियरों ने आंतरिक दीवारें और सीढ़ियां भी बनाईं जो गंभीर झटकों से बचे रहने के लिए डिज़ाइन की गई थीं और पूरे भवन में सेंसर स्थापित किए गए थे।

दो पांच मंजिला, जंग के रंग का धातु “संरक्षण टॉवर” इमारत को एक तरफ झुकाते हैं और यदि परीक्षण के दौरान संरचना गिर जाती है तो इसके गिरने को तोड़ने के लिए केबल इसे विपरीत दिशा में जमीन पर बांध देते हैं।

आज सुबह, इंजीनियरों ने दो विनाशकारी भूकंपों को पुन: पेश करने के लिए शेक टेबल को प्रोग्राम किया है। पहला 6.7-तीव्रता वाला नॉर्थ्रिज भूकंप है जिसने 1994 में लॉस एंजिल्स को दहलाया था और 20 सेकंड में, इमारतों और फ्रीवे के ढह जाने से 40 बिलियन डॉलर से अधिक का नुकसान हुआ था, जिसमें 60 लोग मारे गए थे। दूसरी आपदा में 2,400 से अधिक लोगों की जान चली गई, 7.7-तीव्रता वाला ची ची भूकंप जिसने 1999 में ताइवान को मारा और कंक्रीट और स्टील की ऊंची इमारतों को तोड़ दिया।

लाउडस्पीकरों ने पहले भूकंप की उलटी गिनती प्रसारित की: “नॉर्थ्रिज। 3डी गति। नॉर्थ्रिज 3डी गति। पांच, चार, तीन, दो, एक।” मिनट-लंबे सिमुलेशन के दौरान इमारत एक तरफ से दूसरी ओर, चरमराती और कराहती हुई शुरू होती है। जब मिशन नियंत्रण “नॉर्थ्रिज पूर्ण” की घोषणा करता है तो तालियां गूँज उठती हैं और इमारत रुक जाती है।

छह मिनट बाद दूसरी उलटी गिनती शुरू होती है। कहीं अधिक शक्तिशाली ची ची भूकंप सिमुलेशन इमारत को एक तरफ से दूसरी तरफ हिलाता है। परीक्षण एक मिनट तक चलता है, वास्तविक भूकंप से दोगुना लंबा, जिसने 100,000 लोगों को बेघर कर दिया और 20 वीं शताब्दी में ताइवान पर हमला करने के लिए सबसे शक्तिशाली भूकंप के रूप में रैंक किया। यह विनाशकारी भूकंप का प्रकार है जिसे कैलिफ़ोर्नियावासी “द बिग वन” कहते हैं।

आधे घंटे के बाद, निरीक्षक इमारत में प्रवेश करने के लिए सुरक्षित मानते हैं। तीसरी मंजिल पर टॉलवुड प्रोजेक्ट के मुख्य अन्वेषक शिलिंग पेई दीवारों और फर्श की जांच करते हैं। “यह वही परिणाम है जिसकी हम तलाश कर रहे हैं, जो कि कोई संरचनात्मक क्षति नहीं है,” कोलोराडो स्कूल ऑफ माइन्स में सिविल और पर्यावरण इंजीनियरिंग के एक सहयोगी प्रोफेसर पेई कहते हैं। “इसका मतलब है कि इमारत को जल्दी से फिर से बनाया जा सकता है।”

रॉबिन्सन के अनुसार, महंगी संरचनात्मक मरम्मत से बचने और इमारतों को तेजी से सेवा में वापस लाने से भूकंप के आर्थिक और सामाजिक प्रभाव कम हो जाते हैं, जिन्होंने कहा कि टॉलवुड इमारत की बाहरी दीवारें तीव्र झटकों के बावजूद संरेखण में बनी हुई हैं। “यह आमतौर पर वहीं होता है जहां कोने मिलते हैं जहां आपको भारी नुकसान होता है,” वे कहते हैं।

तथ्य यह है कि पेई के अनुसार, इमारत के गैर-संरचनात्मक भागों, जैसे कि सीढ़ियां और अग्रभाग, पर न्यूनतम प्रभाव पड़ा, यह भी महत्वपूर्ण है। “आप देखते हैं कि गैर-संरचनात्मक प्रणाली थोड़ी खुल गई है,” वह कहते हैं, एक आंतरिक दीवार की ओर इशारा करते हुए। “लेकिन मरम्मत करना इतना महंगा नहीं होगा, बस ड्राईवॉल को पैच करना होगा।”

शोधकर्ता चार अलग-अलग इमारत के अग्रभागों का परीक्षण कर रहे हैं। तीन बाहरी खत्म के रूप में एल्यूमीनियम समग्र पैनलों के साथ ड्राईवॉल-कवर स्टील फ्रेम हैं, प्रत्येक इमारत को एक अलग तरीके से सुरक्षित किया गया है। चौथा मुखौटा एक कांच की पर्दे की दीवार है। भूकंपीय परीक्षणों के दौरान एल्यूमीनियम पैनलों में से एक बाहर निकल आया, लेकिन सभी अग्रभाग इमारत से जुड़े रहे।

टालवुड बिल्डिंग की एक के बाद एक सिम्युलेटेड भूकंपों का सामना करने की क्षमता लकड़ी के निर्माण के प्राकृतिक लचीलेपन और संरचना को मजबूत करने के लिए डिज़ाइन की गई वास्तु प्रणालियों, जैसे रॉकिंग दीवारों को बयां करती है। उत्तर-दक्षिण रॉकिंग दीवारों का निर्माण स्प्रूस, पाइन और देवदार से बने बड़े पैमाने पर प्लाईवुड पैनलों से किया गया है, जबकि पूर्व-पश्चिम की दीवारें डगलस फ़िर क्रॉस-लेमिनेटेड लकड़ी हैं। स्टील की छड़ें दीवारों को नींव से जोड़ती हैं। जब भूकंप आता है, तो भूकंपीय ऊर्जा को नष्ट करने के लिए दीवारें आगे-पीछे हिलती हैं और जब कंपन बंद हो जाता है, तो स्टील की छड़ें इमारत को वापस केंद्र में खींच लेती हैं।

संरचना में अधिकांश लकड़ी ओरेगॉन में Boise Cascade Co. के वृक्षारोपण से आई थी। लकड़ी उत्पाद कंपनी में इंजीनियरिंग के निदेशक डैनियल चेनी कहते हैं, “हाल ही में बिल्डिंग कोड में बदलाव के साथ, हम इसे एक महान बाजार के रूप में देखते हैं।” “उस समय तक, यह वाणिज्यिक भवनों के लिए अभी भी ठोस था। अब बहुत अधिक अवसर हैं।”

बस विशाल इमारती लकड़ी की विशाल इमारतों को देखने की अपेक्षा न करें। पेई और रॉबिन्सन का कहना है कि 18 मंजिलों के ऊपर, एक बड़े पैमाने पर लकड़ी की संरचना में हवाओं का सामना करने के लिए कठोरता की कमी होती है जो कि उच्च टावरों को बुफे करती है।

टॉलवुड (आधिकारिक तौर पर, नेचुरल हैजर्ड्स इंजीनियरिंग रिसर्च इन्फ्रास्ट्रक्चर टॉलवुड प्रोजेक्ट) विश्वविद्यालयों के एक संघ द्वारा चलाया जाता है और इसे नेशनल साइंस फाउंडेशन और यूएस फ़ॉरेस्ट सर्विस के साथ-साथ निजी भवन-उद्योग कंपनियों से धन प्राप्त हुआ है।

जब भूकंप परीक्षण पूरे हो जाते हैं, तो संरचना को ध्वस्त कर दिया जाएगा और इसके कुछ हिस्सों को अन्य परीक्षण भवनों के निर्माण के लिए पुनर्चक्रित किया जाएगा। शोधकर्ताओं का अनुमान है कि शेक परीक्षणों के परिणाम वास्तुकारों, बिल्डरों और सरकारी अधिकारियों को उनके स्थायित्व का आश्वासन देकर अधिक उच्च वृद्धि वाली लकड़ी की इमारतों के निर्माण को प्रोत्साहित करेंगे।

नेवादा विश्वविद्यालय, रेनो के एक इंजीनियरिंग प्रोफेसर केरी रयान कहते हैं, “मुझे लगता है कि बड़े पैमाने पर इमारती लकड़ी अर्थशास्त्र के लिए स्थिरता के लिए एक अच्छा समाधान है, जिसने टॉलवुड बिल्डिंग के गैर-संरचनात्मक भागों को विकसित करने वाली टीम का नेतृत्व किया। “तो मुझे आशा है कि यह वास्तव में लोगों को उत्साहित करने में मदद करता है कि हमारे पास एक लचीला द्रव्यमान लकड़ी प्रणाली है जो काम करती है।”