Itt van egy olyan adat, amit sajnos másutt nem közölnek: VÉGRE VALAHÁRA NORMÁLIS SKÁLÁVAL ADJÁK MEG A FÖLDRENGÉS ERŐSSÉGÉT
Én már sokat szitkozódtam különféle fórumokon a teljesen használhatatlan, agyalágyult Richter-skála állandó erőszakolása és az ehhez képest rendkívül informatív és a gyakorlatban hasznos Sieberg-Mercalli skála teljes mellőzése miatt.
A Richter-skála használhatatlanságának ecstelése helyett most hiánypótlóként leírnám az 1975-ben kiadott Technika Kisenciklopédia Sieberg-Mercalli skáláját.
Előrebocsátásul annyit, hogy ez a skála az emberek (és műszaki létesítményeink) számára érzékelhető földfelszíni gyorsulás értékeket adja meg.
A skála 12 fokozatú, a fokozatok között körülbelül 2-2,5-szeres növekmény van.
1.fokozat. Gyorsulás 0,25 cm/s2 Csak műszerekkel érzékelhető.
2.fokozat. Gyorsulás 0,25 - 0,5 cm/s2 Csak egyesek érzik a házon belül, főleg a felső emeleteken.
3.fokozat. 0,5 - 1 cm/s2 A házon belül levőknek csak kisebb része érzékeli.Legtöbbször tocahaladó jármű hatásához hasonló.
4.fokozat. 1 - 2,5 cm/s2 Nappal házon belül sokan, házon kívül kevesen észlelik. Éjszaka egyesek felébrednek rá. Ablakok, ajtók zörögnek, falak recsegnek. Nehezebb teherautók épületrázó hatásához hasonló.
5.fokozat. 2,5 - 5 cm/s2 Csaknem mindenki észreveszi, sokan felébrednek rá. ablak és ajtó üvegek összetörhetnek. Egyes tárgyak felborulnak, függő tárgyak lengésbe jönnek.
6.fokozat. 5 - 10 cm/s2 Erős, mindenki észreveszi. Nehéz bútorok is elcsúszhatnak, kémények ledőlhetnek.
7.fokozat. 10 - 25 cm/s2 (Áttérünk a m/s2 gyorsulásegységre: 0,1 - 0,25 m/s2)
A kevésbé jól megépített épületekben komolyabb károk is keletkezhetnek. Sok kémény ledől. Autóvezetés közben is érzékelhető.
8.fokozat. 0,25 -0,5 m/s2 Ez már eléggé pusztító. A házak 25%-a súlyos károkat szenved (gondolom, nem Japánban, hanem itthon), sok lakhatatlanná válik. A kémények ledőlnek, a nedves földből iszapos víz nyomódik ki. Az autóvezetést zavarja.
9.fokozat. 0,5 - 1 m/s2 A lakóházak 50%-a súlyosan megsérül(gondolom, nem Japánban, hanem itthon), sok lakhatatlanná válik. Tekintélyes repedések keletkezhetnek a földben. A földalatti kábelek elszakadhatnak.
10.fokozat. 1 - 2,5 m/s2 Az épületek 75%-ában súlyos károk keletkeznek, sok összeomlik. Földcsuszamlások, nagy repedések keletkeznek.
11.fokozat. 2,5 - 5 m/s2 (azaz fél "g"-ig, ahol g a nehézségi gyorsulás. Ez tényleg tekintélyes) Minden kőépület összeomlik, hidak leszakadnak, távvezetékek használhatatlanná válnak, sínek elgörbülnek.
12.fokozat. 5 - 10 m/s2 Ez katasztrofális. Minden emberi létesítmény tönkremegy. A rezgéshullámok a felszínen láthatóak. Egyes tárgyak a földről felrepülhetnek.
A fent idézett Wikipédiás cikkbeli adatot az előbbi fokozatokkal összevetve az látható, hogy ez a rengés a 10-es fokozatú lehetett a Sieberg-Mercalli skálán ott, Fukusimában.
Érdekes kérdés, hogy egy épület kb. mekkora gyorsulásokat bír ki? Erre egy kis saccolást csinálhatunk. Képzeljünk el egy 10mx10m alapterületű, egyszintes épületet, 30 cm vastag téglafalakkal. A födém + tető legyen 40cm vastag tömör betonnal egyenértékű. (Ennek a födémnek a tömege ekkor 100m2 * 0,4m * 2,5 tonna/m3 = 100tonna.)
A 10m oldalú négyzetnek az oldalai legyenek ablak és ajtó nélküli téglafalak.
Tegyük fel, hogy a felszíni gyorsulás vízszintes irányú.
Egy téglafal a hosszirányú (elcsúsztató) erőt jól bírja, viszont a síkjára merőleges (eldöntő irányú) erővel szemben nulla ellenállást tételezünk fel. (ez nem jár messze az igazságtól)
A négyzet alaprajzú épületnek tehát két fala fog az erőnek ellenállni: az a kettő (egymással szemközti), amely a gyorsulás erővel párhuzamos. Ekkor a téglák közötti malter nyírószilárdságát 1 kp/cm2 (100ezer N/m2)-ben tételezzük fel. A valóságban a malter ennél szilárdabb, de a földrengés nem egyszeri, hanem sokszori (rezgés) igénybevételt okoz, ezért tételezzük fel ezt az értéket.
A könnyebb magunk elé képzelhetőség érdekében nem ragaszkodnék a szigorú fizikai egységekhez, a 100 ezer N erőt nemes egyszreűséggel mostantól 10 tonnának fogom nevezni.
A két fal alapterülete tehát 2 * 10m * 0,3m = 6m2. Tehát ez a két fal 60 tonna vízszintes irányú erőt bír el.
Mivel a födém (ld fentebb) 100 tonna, ez azt jelenti, hogy az épület 0,6g-t azaz 6m/s gyorsulást tud elviselni.
Természetesen az ajtók és ablakok megjelenése a falakban ezt az adatok jelentősen gyengíteni fogja, főleg az ismétlődő igénybevétel (fárasztás) miatt.
Ami miatt ezt leírtam (egyebek mellett): sok házat terveznek úgy, hogy a világosság és egyéb belsőépítészeti okokból NEM 4 db egymásra meőleges falból áll a ház, hanem van kettő, egymással párhuzamos fal, a rájuk merőleges falak helyett pedig hatalmas ajtóablakok a kert felé.
Egy ilyen ház -- ezt hiába magyaráztam egyszer egy tervezőnek -- már egészen gyenge földrengés hatására is bizonyatlan sorsú, mondhatni félelmetes.
Egy vasbeton falú épület (mint pl. a paksi reaktorépület) károsodás nélkül elviseli a Wikinél említett kb. 1,25m/s2 gyorsulást. Ugyanakkor egy acélvázra ráerősített betonlapokból épített fal (pl. a paksi turbinacsarnok) hát, aziránt lennének kétségek. Bár Fukusimában -- ha jól értelmeztem a híreket -- egy ilyen betonlapokból vasvázra szerelt falat csak a hidrogén vetett szét, és nem a földrengés.