Roepende mensen links laten liggen en meteen onderzoek doen naar de gebouwen die na een aardbeving nog overeind staan: in het kort het werk waar sommige aardbevingsexperts in Japan zich na een beving mee bezighouden. Ze werken voor de volgende generatie.
Gewapend met gereedschap en meetinstrumenten stond de Japanse onderzoeker dr. Koichi Kusunoki daags na de aardbeving op 17 januari 1995 in Kobe. Niet om de mensen uit hun lijden te verlossen. „We moesten de toestand van 50.000 gebouwen onderzoeken in 20 dagen tijd. Dat werd nachtwerk.”
De trip was niet zonder resultaat. Kusunoki, verbonden aan het Building Research Institute (BRI), een Japanse instelling die zich bezighoudt met constructies van gebouwen, ontdekte dat verbindingen tussen constructiedelen veel belangrijker zijn dat de vorm ervan en het materiaal waar het uit bestaat. „Voor de Kobe-aardbeving dachten we juist het tegenovergestelde.” Die les verwerkt Kusunoki nu in de nieuwste bouwcode, waarin hij en zijn collega’s richtlijnen op papier zetten voor Japanse aannemers. „Niet onbelangrijk, want instortende gebouwen doodden in Kobe 90 procent van de slachtoffers.”
Opvallend na de aardbeving in Kobe was volgens Kusunoki dat bepaalde typen gebouwen vrijwel allemaal bezweken. „De nieuwere gebouwen stonden meestal nog netjes op hun plaats, maar de zogenaamde soft-first-story-gebouwen bleken niet bestand tegen de beving.”
Het kenmerkende van deze categorie bebouwing is de relatief zwak uitgevoerde begane grond. „Dit heeft te maken met de landschaarste in Japan”, legt Kusunoki uit. „Japan is een klein eiland waarop veel mensen wonen. Daarom willen wij het land zo effectief mogelijk gebruiken en maken we veel gebouwen met op de begane grond een winkel, een showroom of een parkeerplaats. Dit zijn over het algemeen open ruimten, met weinig versterkende tussenmuren. De hogere verdiepingen zijn vaak veel sterker.”
Laboratorium
Een eenvoudige manier om deze gebouwen aardbevingbestendiger te maken is simpelweg een paar muren extra plaatsen of de muren dikker maken, aldus Kusunoki. „Dit passen we ook toe bij schoolgebouwen. Het verdikken van de muren in bestaande gebouwen is snel voor elkaar en dat is belangrijk omdat de bouwvakkers daar alleen in de schoolvakanties kunnen werken.”
Bestaande gebouwen aardbevingbestendig maken hoeft dus helemaal niet duur te zijn. „Het universiteitsgebouw in Tokio is deels ingepakt in een sterke staalconstructie”, zegt Kusunoki. „Mooi is het niet, wel effectief. Een andere oplossing is het behangen van de muren met folie van koolstofvezel, zodat een scheur in de wand niet zo snel leidt tot een breuk. Als een bepaalde bouwlaag van het gebouw relatief zwak is, dan is de eenvoudigste oplossing om de verdiepingen boven de zwakke laag eraf te halen. Dat hebben we in Kobe ook verschillende keren gedaan.”
Maar niet elk gebouw leent zich voor een goedkope oplossing. „Als het om historische gebouwen gaat, kun je weinig doen aan de constructie omdat het uiterlijk van het gebouw onveranderd moet blijven”, zegt Kusunoki. „We gebruiken dan een dempingssysteem dat het hele gebouw seismisch isoleert van de ondergrond. De oude fundering halen we eronderuit en een complex van stalen dempers en rubberen kolommen plaatsen we terug.”
Een dempingssysteem onder een bestaand gebouw is volgens Kusunoki de meest geavanceerde en duurste techniek. „We passen dit bijvoorbeeld toe in het Western Art Museum in Tokio. Ook veel nieuwe gebouwen krijgen dit systeem.” Hij noemt het ”base isolation system”, zoals het dempingssysteem heet, een van de opvallendste ontwikkelingen in het aardbevingsbestendig bouwen.
Kusunoki houdt zich bij het BRI nu vooral bezig met het onderzoek naar gewapend beton. „Een diagonale breuk in een betonnen pilaar is levensgevaarlijk.” Om dat tegen te gaan ontwikkelde het instituut een nieuw soort gewapend beton: minuscule staaldraadjes die als spaghetti, kriskras door elkaar in het beton verweven zitten.
Of dit type beton het gewenste effect heeft, test Kusunoki in het laboratorium van het BRI. „Deze testruimte is wereldberoemd, hij doet al veertig jaar dienst.” Dikke betonnen zuilen, allemaal min of meer gebarsten, staan in rijen opgesteld. Grafieken geven aan wanneer een zuil bezweek en rode lijnen op het beton wijzen op de zwakke plekken.
Een metershoge constructie valt in het laboratorium direct in het oog. Zware cilinders drukken tegen de zij- en de bovenkant van een betonnen gebouw. „Met deze installatie testen we de invloed van een beving op een compleet onderdeel van een gebouw”, legt Kusunoki uit. „De cilinders simuleren de krachten van een aardbeving. Net als met een triltafel kunnen gehele gebouwen hierop worden getest. Dit is echter veel goedkoper dan een triltafel, waar een gebouw of deel daarvan in z’n geheel beweegt.
Een ander voordeel van dit testsysteem is dat we geen heel gebouw moeten neerzetten”, zegt Kusunoki. „Willen we bijvoorbeeld de eerste twee verdiepingen testen van een tien verdiepingen hoog gebouw, dan kunnen de actuatoren op het gebouw de aanwezigheid en invloed van de bovenste acht verdiepingen door middel van computerberekeningen simuleren.”
Carrière
Het BRI is uniek in de wereld, meent Kusunoki. „Het instituut doet hetzelfde als een universiteit: onderzoek, maar houdt zich ook bezig met de praktijk door het ontwikkelen van de bouwcodes. Die zijn in Japan het strengst, strenger nog dan in de VS. Daarnaast werken we ook voor private bedrijven, zoals grote bouwers.”
Ongeveer 25 jaar geleden verhuisde het BRI van Sjinjuku, een hoogbouwwijk in Tokio, naar Tsukuba Science City, dicht bij de Japanse hoofdstad. „Tsukuba is in die kwarteeuw gegroeid van niets tot een stad van 200.000 mensen nu”, zegt Kusunoki. „Vraag je aan de kinderen op school wat hun vaders doen, dan zal bijna 100 procent zeggen: hij is wetenschapper; 80 procent zal zeggen dat zijn of haar vader gepromoveerd is.”
Het Japanse onderzoeksinstituut houdt de kennis niet binnen de grenzen van het land van de rijzende zon. „Wij doen ook onderzoek voor andere landen, zoals Roemenië, Turkije, Peru en Indonesië. Deze landen hebben minder geld voor onderzoek naar aardbevingsbestendig bouwen. Daarom geven wij elk jaar cursussen aan buitenlandse experts en bouwers, jaarlijks zo’n twintig tot veertig man.”
„Dit jaar zullen we de bouwcode weer vernieuwen”, zegt Kusunoki. Net als bij de vorige bouwcode zal ook de nieuwe weer een rapport zijn dat voor een groot deel bestaat uit toepassingsvoorbeelden. „Gisteren zei een buitenlander tegen me: Die Japanse bouwregels zijn makkelijk te volgen. Aannemers kunnen eenvoudig de voorbeelden toepassen en hoeven zo niets te weten van de achterliggende theorie.”
Het ontwikkelen van de bouwcodes lijkt een race tegen de klok: Net als voor iedere Japanner is het voor Kusunoki vaak nachtwerk. „Maar dat heeft weinig met het ontwikkelen van de codes te maken”, zegt hij later in de auto op weg naar Tokio. „Tot laat doorwerken en daarna nog wat drinken met je collega’s is hier heel normaal. En onze vrouwen willen niet anders. Vroeg thuiskomen betekent in Japan dat je geen carrière maakt.”
Dit is het vijfde deel in een serie over aardbevingen. Vorige week dinsdag verscheen deel 4: ”Wachten op de grote klap”.
