Duizenden liters olie vliegen er door 10 kilometer pijpleiding als de grootste triltafel ter wereld de aardbeving van Kobe nog eens overdoet. Het gevaarte heeft er geen moeite mee. „Als het moet, kunnen we een beving met een kracht van 1,5 keer die van Kobe simuleren.”
Zonder de aardbeving in Kobe op 17 januari 1995 was de grootste triltafel ter wereld er nooit gekomen. „Iedereen dacht dat een nieuwe brug in de havenstad wel aardbevingsbestendig zou zijn”, zegt prof. Tsuneo Katayama, hoofd van het Japanse onderzoeksinstituut National research Institute for Earth science and Disaster prevention (NIED), de initiatiefnemer van de triltafel. „Dat viel tegen, de brug bezweek. De richtlijnen aan de hand waarvan de brug was geconstrueerd, bleken in de praktijk niet te voldoen.”
De triltafel van 15 bij 20 meter moet dit soort constructiefouten voorkomen. Samen met een netwerk van universiteiten in de Verenigde Staten gaat het NIED in Miki, een stad even buiten Kobe, gebouwen testen en richtlijnen voor aardbevingsbestendig bouwen opzetten. „Tot nu toe moeten we altijd wachten op een grote aardbeving om te testen of een bouwcode voldoet”, zegt Katayama. Na ingebruikname dit jaar kan volgens hem elk type aardbeving gesimuleerd worden en kunnen de onderzoekers bekijken hoe een gebouw met een gewicht van maximaal 1200 ton op driedimensionale aardbewegingen reageert.
De experts laten een compleet gebouw niet in puin vallen. De hal, die 43 meter boven het maaiveld uitsteekt en een grondoppervlak van 5200 vierkante meter beslaat, is er groot genoeg voor. „We laten een gebouw altijd gecontroleerd bezwijken”, zegt Katayama. „Het gaat ons om het opsporen van de zwakke plekken; in een puinhoop zijn die moeilijk terug te vinden.”
In totaal 24 cilinders -tien op twee zijkanten van de tafel, veertien in een 18 meter diepe kuil eronder- zijn met een soort schoudergewrichten aan de 775 ton zware triltafel verbonden, zodat het plateau alle kanten op kan bewegen. De cilinders moeten een lading van bijna 2000 ton 2 meter kunnen verplaatsen, waarbij de versnellingen hoog oplopen. „Ook wat deze bewegingen betreft is dit de grootste ter wereld”, zegt Katayama.
Vier gasturbines in een aparte hal van 4400 vierkante meter stuwen 4000 liter olie richting de triltafel. „De motoren verbruiken in een uur net zo veel energie als een gemiddeld Japans huishouden in tien maanden”, berekent Yamamoto van Mitsubishi Heavy Industries, dat de triltafel en het controlesysteem ontwikkelde. „De olie kan niet regelrecht naar de cilinders omdat deze een constante druk nodig hebben. Tussen de motoren en de cilinders hebben we daarom zogenaamde accumulators aangebracht. Op deze manier kunnen we een proef elke tien minuten herhalen.”
Verplicht
„Het unieke van de triltafel is de capaciteit”, zegt Yamamoto. „Elk type trilling kunnen we simuleren. Het kan zijn dat we de Kobe-aardbeving invoeren in het aansturingssysteem. Een netwerk van meetpunten over heel Japan geeft ons genoeg data. Een kunstmatige aardbeving is ook mogelijk.”
Het eerste onderzoek waarvoor de tafel gebruikt wordt, betreft het testen van een gebouw op ware grootte van gewapend beton. „Dat kan zo’n zes verdiepingen hoog zijn”, zegt onderzoeksleider dr. Masayoshi Sato. Bouwvakkers zetten de constructie in een naburige hal in elkaar en plaatsen het complete gebouw in één keer op de testtafel.
„Bij een een-op-eenmodel zijn de resultaten van een proef het betrouwbaarst”, zegt Sato. „Op schaal heb je altijd last van het schalingseffect: wanneer je dan een gebouw bijvoorbeeld drie keer zo klein maakt maar hetzelfde materiaal gebruikt, is het experiment niet realistisch.”
Een tweede onderzoek richt zich op het gedrag van gebouwen die op een zachte ondergrond staan, zoals natte zandgronden. „Dit onderzoek voeren we wel op schaal uit, omdat het niet anders kan”, zegt Sato. Veel gebouwen kantelden of zakten tijdens een beving weg omdat de grond onder de fundering ’vloeibaar’ werd.
Het derde experiment, een onderzoek naar typisch Japanse houten gebouwen, is weer een-op-een. „Dit onderzoek is belangrijk, omdat houtbouw in Japan veel voorkomt”, stelt de onderzoeksleider. „Bij de Kobe-aardbeving vielen meer dan 6000 slachtoffers, veelal door bezwijkende gebouwen. We zijn het aan de samenleving verplicht om dat te voorkomen.”
