Появление высокопроизводительных компьютеров в архитектуре и строительстве позволило выполнять расчеты, которые в прошлом были практически невозможны. Речь идет о расчете и проектировании конструкций, предназначенных для сейсмоопасных территорий. Применение этих суперкомпьютеров для выполнения таких вычислений ускоряет процесс, делает его более точным и облегчает исследование альтернатив. Но как осуществляется расчет конструкций зданий и мостов на устойчивость к воздействию землетрясений?
Первым шагом при проектировании сейсмостойкой конструкции является решение, какой уровень энергии она должна выдержать. Другими словами, проект должен представлять собой баланс между двумя крайностями: непомерными затратами, необходимыми для сопротивления постоянному сейсмическому воздействию, и недостаточностью устойчивости или неизбежным разрушением под действием небольших толчков земли. И, логично, что критерии проектирования больницы и роботизированного склада не будут одинаковыми.
Таким образом, мы приходим к концепции расчета производительности, который устанавливается в соответствии с желаемым поведением нашей конструкции при землетрясении. Например, очень гибкая конструкция устоит во время землетрясения, но ненесущие элементы будут серьезно повреждены, следовательно, здание будет непригодным для использования, даже если оно не рухнуло. Возможно, не так уж важно, чтобы дом потерял определенные функциональные возможности, пока он не обрушился на жильцов. С другой стороны, функциональные возможности имеют решающее значение для больницы, которая должна продолжать работать после землетрясения, когда ее услуги необходимы больше всего.
В частности, высокая вычислительная мощность компьютеров позволяет моделировать здания в трех измерениях и моделировать с большой точностью их движения во время землетрясения. С помощью этих моделей мы можем определить наиболее уязвимые точки, наиболее деформируемые и потенциальный уровень обрушения здания. Благодаря этому проектирование конструкций стратегически решает, какие части конструкции необходимо усилить или где допускать контролируемые деформации, чтобы данное здание отвечало функциональным требованиям в различных сейсмических сценариях.
Таким образом, команды инженеров-конструкторов оптимизируют экономические ресурсы, которые инвестируются в ключевые области, чтобы улучшить пригодность для проживания и безопасность зданий в случае землетрясений. При этом они не только защищают сооружения, но и уделяют первостепенное внимание их способности служить людям в критические моменты.
Хорхе Лагуна, руководитель подразделения конструкций Отдела архитектуры Amusement Logic
