Впервые с этой загадкой древних зодчих столкнулись реставраторы мечети Ханако в Туркмении. Над самым фундаментом они обнаружили необычный слой из упругого материала, опоясывающий все строение. Материал не был похож ни на цемент, ни на гипс. Зато был он очень скользким. А когда образец материала отправили в лабораторию на анализ, оказалось, что это... тростник. Да, каким-то неведомым образом в древней кладке оказался слой из стеблей тростника. Откуда? Зачем?

[]

Кое о чем реставраторы догадались сами. Скажем, почему слой скользкий, сообразить нетрудно. Известно, что стебли тростника, подобно стеблям других растений, покрыты тонким слоем воска, резко снижающего трение. Кстати, еще в древности, если требовалось перетащить волоком что-либо массивное, путь устилали соломой.  Но почему «скользкий слой» понадобился здесь?

К разгадке подталкивало вот какое обстоятельство. Из всех памятников древней архитектуры, какие были в округе, мечеть Ханако сохранилась лучше всего. Землетрясения, которые особенно часты в этом районе, за многие столетия не смогли разрушить здание. Так, может быть, в загадочной тростниковой подушке и заключен секрет необыкновенной его долговечности, или, как сказал бы специалист, сейсмостойкости?

Проверить догадку взялись ученые Центрального научно-исследовательского института строительных конструкций имени В. А. Кучеренко. Здесь, в лаборатории сейсмостойких конструкций зданий, сконструировали особую стальную платформу, которая в считанные минуты способна воспроизвести «землетрясение» любой нужной силы. Кавычки поставлены потому, что, конечно же, землетрясение это искусственное, управляемое, и окружающие здания при этом остаются в полном покое. Под платформой установлено несколько мощных вибраторов, которые работают по заданной программе и заставляют платформу совершать возвратно-поступательное движение. В зависимости от амплитуды и частоты колебаний получается слабое или сильное землетрясение.

Вначале на эту платформу установили модель дома обычной сейсмостойкой конструкции — с более мощным железобетонным каркасом и фундаментом. Следить за всеми деформациями, которые возникнут в трехметровой железобетонной модели во время опыта, поручили тензодатчикам. Их наклеивают на поверхность модели, и они чутко реагируют на малейшие изгибы, растяжения конструкции. Сигналы от датчиков идут на осциллографы. Для большей наглядности эксперимента испытатели установили на крыше дома еще и сосуд с водой.

И вот заработали вибраторы. На экранах осциллографов забегали вверх-вниз «зайчики», зарябило на поверхности воды в сосуде. Амплитуда сигналов от тензодатчиков нарастает. Приборы показывают — толчки силой три балла, четыре, пять... Еще несколько секунд, и модель дома буквально заходила ходуном. В железобетонных блоках появились трещины, материал стал крошиться. Последовала команда «отбой». По результатам испытаний специалисты легко заключили, что конструкция нуждается в значительном совершенствовании.

Но опыт не был закончен. Мощный кран поднял над сейсмоплатформой модель дома. Под нее уложили тонкие фторопластовые пластинки, наподобие тех, которыми устилают на лето поверхность лыжных трамплинов. Фторопласт выбрали намеренно. Коэффициент трения у него почти такой же, как у воска. И современный материал, оказывается, весьма близок по «скользкости» к тростнику, который использовали строители древности.

Вновь заработали вибраторы, заметались импульсы на экранах осциллографов... Сила толчков уже приблизилась к десяти баллам, а модель лишь подрагивала от могучих вибраций. И никаких разрушений, даже трещин!

Вот как сработали тонкие пластмассовые пластинки. Они образовали своеобразный фильтр, который не пропускает разрушительные колебания к модели. Вибрирующая платформа попросту скользит туда-сюда под домом.

«Скользящий пояс» — так теперь называют специалисты элемент сейсмостойкой конструкции, идея которого явилась из глубокой древности. Первый дом на «скользящем поясе» построен во Фрунзе.

Тут может возникнуть вопрос: выходит, самый стойкий дом уже построен много веков назад, сегодняшним конструкторам и ученым осталось всего лишь разгадывать секреты его строительства по памятникам древнего зодчества? Ни в коем случае. Оказывается, нет и не может быть в этом важном и ответственном деле одного решения на все случаи жизни. (Кстати говоря, ученые в опытах на сейсмоплатформе установили, что «скользящий пояс» вовсе не универсален. Он все-таки пропускает небольшие колебания, от которых могут раскачаться, скажем, верхние этажи высотного здания, шпиль телебашни или метеовышки.) Сейсмические волны от землетрясений могут иметь разные амплитуды, частоты, скорости. Они могут приходить в один и тот же пункт в разное время по разным направлениям. И все это в каждом конкретном случае имеет важное значение. Можно, например, создать такую конструкцию, которая бы выдерживала очень сильные подземные толчки, но это не гарантирует, что она столь же хорошо будет противостоять слабым колебаниям. Поэтому для Средней Азии подойдет одно решение, а для района Байкало-Амурской магистрали или Крыма — совсем иное.

Взгляните на рисунки к нашему рассказу, и вы убедитесь, насколько разнообразны и подчас неожиданны предложения современных ученых и инженеров, занимающихся сейсмостойким строительством.

Вот, скажем, конструкция дома, у которого фундамент состоит из двух частей — верхней и нижней. А между этими частями в овальных вырезах — мощные чугунные шары. Легко догадаться, что подземный толчок заставит части фундамента качнуться друг относительно друга. Но после толчка фундамент в целости и сохранности вернется в свое равновесное положение. Такие дома были построены в Алма-Ате и Севастополе.

В Северобайкальске молодые строители БАМа поселились в доме с так называемыми выключающимися связями. Во время подземных толчков, если они превышают допустимую для дома силу, между фундаментом и каркасом разрушаются тарированные на определенную нагрузку бетонные стержни, а сам дом, как легко увидеть на рисунке, остается невредимым. Пройдут тревожные минуты, и связи-стержни восстановят, заменят новыми. Они опять будут на страже.

А вот в Ашхабаде построили многоэтажный дом, который не стоит, а... висит на фундаменте. Подвешен этот дом на мощных стальных пружинах, которые надежно гасят сейсмические волны.

Появились, как вы видите по рисункам, и совершенно необыкновенные проекты. Архитекторы, например, предлагают поставить дом на магнитную подушку. Для этого по периметру сооружения и на фундаменте устанавливают ряд мощных магнитов. Направленные навстречу друг другу одноименными полюсами, магниты оттолкнутся и приподнимут дом. Конечно, тут возникает немало проблем. Например, надо будет продумать защиту жителей от сильного магнитного поля. Предложен даже такой вариант сейсмостойкого здания — дом на воздушном шаре. А чтобы такой шар не улетел, его прикрепляют к земле стальными тросами. Такие дома будут спокойны даже при самом сильном землетрясении.

Как и много веков назад, когда был придуман «скользящий пояс», сегодня  у строителей  главным орудием для укрощения стихии остается, кроме новых методов исследования и сверхчутких приборов, изобретательность. И наверное, самый стойкий дом еще только предстоит изобрести, построить.

     http://umeha.3dn.ru/