De aarde

Schokdempers tegen aardbevingen
1. De aarde
Om achter te komen wat een aardbeving is moet je
eerst weten hoe de aarde in elkaar zit. Het hart van de
aarde de kern genoemd bestaat uit vloeibaar magma.
Om de kern ligt de mantel (gesteentemassa) dat
voortdurend in beweging is. Aan de buitenzijde heb je
de korst. De korst is niet heel. Deze bestaat uit naast
elkaar liggende platen. Langs de breuken tussen de
platen in de aardkorst vinden er regelmatig
verschuivingen voort. Deze breuken worden
tektonische breuken of breuklijnen genoemd.
2. Hoe ontstaan aardbevingen?
Aardbevingen ontstaan als de tektonische platen, waaruit de aarde bestaat tegen elkaar
aanschuren. Er bouwt zich een spanning op. Hierdoor springt het gesteente plotseling en
met kracht van elkaar los. Er komt energie vrij waardoor er schokken ontstaan. Deze
schokken veroorzaken trillingen waardoor de grond gaat bewegen. De trillingen dat ontstaan
zijn horizontale trillingen die van achteren naar voren bewegen.
Aardbevingen kunnen op vier manieren ontstaan door:
• plotselinge verschuivingen van gesteentelagen
• inslaan van meteorieten
• instorten van ondergrondse grotten binnen in de aarde
• vulkanische uitbarstingen
3. Geschiedenis Base Isolatoren
De geschiedenis van de Base Isolatoren begon midden de jaren zeventig in New Zeeland.
Midden in de jaren tachtig werd deze techniek geïntroduceerd in de Verenigde Staten.
Base Isolatoren is een techniek om seismische krachten te verkleinen. Deze techniek wordt
gebruik voor het bouwen van hoge gebouwen. Het doel van deze Base Isolatoren is om de
aardschokken bij een aardbeving te vangen zodat het gebouw minder trillingen opvangt.
Hierdoor vangt het gebouw minder schokken. Het gevolg is dat het gebouw minder schade
krijgt en niet in elkaar stort.
4. Base isolator systemen
Er zijn twee base isolator systemen verkrijgbaar.
Deze zijn:
• Elastomeer vering systeem
• “Sliders”
4.1 Elastomeer vering systeem
Dit systeem is wereldwijd de meest toegepaste systeem bij het bouwen van de zogenaamde
“sky buildings”. Dit systeem wordt gemaakt van varschillende materialen combinatie. Enige
combinaties zijn; roestvrij staal - rubber en Lood – rubber. De meest voorkomende vorm is
een meervoudige lagen met platen belegde kussen met alternatieve platen van rubber en
staal. De zorgen. Als de vering verticaal belast wordt zorgen de stevige staal platen voor de
zij opsluitingen van elk rubber laag. De staal platen sluiten de rubber lagen niet op als de
vering horizontaal belast worden. Hierdoor wordt er een veer verkregen dat heel sterk is in
de verticale richting en heel flexibel in de horizontale richting. Dit type base isolator is
bestendig tegen aardbevingen met krachten boven de 7.5 op de schaal van Richter. Als een
aardbeving de kracht 7.0 op de schaal van Richter heeft, is er 5% de kans dat het gebouw
2
schade krijgt. De base isolatoren hebben een uitwijking van maximaal 30 centimeter. Bij een
aardbeving bewegen de base isolatoren met de trillingen van de aardbeving mee. Het
gebouw zelf beweegt minder dan 30 centimeter.
Doorsnede Elastomeer vering systeem
4.2 Nieuwe technologie
Er is een nieuwe technologie in aanmaak. Men wil de staal platen vervangen door een sterke
fiber materiaal. Hierdoor zal de base isolatoren minder gaan kosten. Bovendien kost het
minder tijd om een fiber platen te maken dan staal platen. Verder zal de base isolatoren
minder wegen; dit is een grote voordeel voor het transport.
4.3 Sliders
Dit systeem wordt gemaakt van rubber en gevuld met een viskeuze vloeistof. Dit systeem
beweegt van links naar rechts of omgekeerd. Als er aardbevingen zijn gaat deze systeem
met de trillingen van de aardbevingen mee.
Gebouw zonder Base Isolator
Gebouw met Base Isolator tijdens
aardbeving
5. Kracht van aardbevingen
Hieronder tref je een Tabel met krachten van een aardbeving en de effecten die het kunt
veroorzaken.
Effecten
Kracht
Komen vaak voor, worden niet gevoeld door mensen
< 2.0
Worden geregistreerd, en amper gevoeld door mensen
2.0 - 3.5
Meestal gevoeld, maar amper schade
3.5 - 5.0
Gematigde aardbeving, lichte schade goede gebouwen, zware schade slechte
5.0 - 6.0
gebouwen
Zware aardbeving, zware schade aan gebouwen
6.0 - 7.0
Zeer zware aardbeving, verwoestend
7.0 - 8.0
Extreem zware aardbeving, verwoestend over grote gebieden
> 8.0
Interessant is om de kracht van een aardbeving te vergelijken met ontploffingen die mensen kunnen
veroorzaken:
kracht 2: grote mijn ontploffing
kracht 4: klein nucleair wapen
kracht 7: grootste thermonucleaire wapen ter wereld (de grootste klap die mensen kunnen veroorzaken)
3
6. Conclusie
In een gebouw dat een base isolator heeft is veiliger dan een gebouw zonder base
isolatoren. Door base isolatoren worden de gebouwen minder beschadigd tijdens een
aardbeving en is de kans op instorten minimaal. Het elastomeer vering systeem is het meest
gebruikte base isolator wereld wijd.
7. Eigen mening
Het is een heel leuk opdracht maar er is niet zoveel informatie te vinden over base
isolatoren. De meeste informatie dat je krijgt is van gebouwen die base isolatoren gebruiken
en reden dat ze deze gebruiken. Van de zogenaamd “Sliders” systeem is er heel weinig
informatie te vinden.
8. Bronnen
•
•
•
http://www.xi1.com/baseisolation/1.html 10 - 01 - 2004
www.euronet.nl/~gco_fvee/thema/aardbeving 10 - 01 - 2004
www.cmo.nl/pe/pe11/tectonischeplaten.jpg&imgrefurl 10 -01 - 2004
4