大災害に直面した際の建物の倒壊を防ぐ大胆なプロジェクトが紹介される

壊滅的な建物の倒壊は多大な損害をもたらし、人命と動物の両方の命が失われます。それらは構造内の特定の点での「初期故障」によって発生し、これによって故障の連鎖が始まり、ドミノ倒しのように建物全体に広がります。

現在の建築設計は、初期の小さな故障で倒壊が始まるのを防ぐことに重点を置いていますが、故障が大きくなるとシステムが機能せず、構造物が倒壊してしまいます。このため、これらのプロジェクトの有効性について懸念が生じています。

これを念頭に置いて、スペインのバレンシア工科大学の研究者らは、ある建物から別の建物への故障の伝播を防ぎ、壊滅的な倒壊を回避するための代替アプローチを発表しました。このプロジェクトは最近、 Nature誌の記事に掲載されました。

研究者たちは、現在の規制要件を満たし、災害後の建物の完全な倒壊を防ぐ新しい設計を開発しました。そしてそれ以上に、局所的な小さな初期故障の後に続く（いくつかの建物の）倒壊を防ぎます。

彼らは、「危険を感じるとトカゲが尻尾を失う」のと同じように、このプロジェクトに新しいアプローチを導入しました。著者の言葉を借りれば、「私たちは最初の崩壊を孤立させ、…「失われた」ものにしたのです。」

開発されたシステムの秘密は、建物をセグメント化することを可能にする構造ヒューズの実装にあります。つまり、構造の一部を失って残りの部分を保存することができます。大きな初期破壊が建物の残りの部分に伝播する場合、崩壊部分は隔離され、残りの部分は保護されます。

建物が立つために最も重要な要素は柱です。失敗すればすべてが崩れてしまいます。そのため、柱の連続破損を避けるために、梁とスラブの柱への接続は、残りの柱が連続して破損するのに十分な力が伝達される前に破損するように設計されました。

このプロジェクトは、実物大のプレハブコンクリート建物で 1 回の試行でテストされました。テストでは、このシステムが効果的であり、建設分野ですでに一般的に使用されている技術と要素を使用して、低コストで適用できることがわかりました。

以下のビデオで、構造物に対して行われた部分崩壊テストをご覧ください。

建っている建物の一部は軽微な被害しか受けていないため、安全な救助・避難活動が可能となり、極限状況が発生した場合でも人命を救うことができます。

研究者らによると、将来的には他の 2 つの建物でもこのプロジェクトをテストする予定です。1 つは敷地内に建設されたコンクリート構造で、もう 1 つは鉄骨構造です。さらに、日々のエンジニアリングや建築の実践での使用を容易にする、簡素化されたプロジェクトを開発することもできます。

ニュース参照:

Makoond, N. et al .崩壊隔離により建物内の故障の伝播を阻止します。自然、629、2024。