Wissenschaftler und Ingenieure erstellen und aktualisieren ständig Tragkonstruktionen für erdbebensichere Bauwerke auf der ganzen Welt, um Leben und Eigentum zu retten. Ein Gebäude, das einem Erdbeben standhält, kann mit der Schüttelbewegung schwanken oder auf Schiebern ruhen, um es von der Bewegung zu isolieren. Ingenieure entwerfen, testen und gestalten Strukturen in ihrer Arbeit, und Studenten können den Prozess in einem wissenschaftlichen Projekt im Klassenzimmer demonstrieren.
Rock'n'Roll
Für das Wissenschaftsprojekt Rock and Roll sammelt der Student Materialien, um ein erdbebensicheres Haus zu bauen, wie zum Beispiel:
- Karteikarten
- Büroklammern
- Holzstäbchen
- Band
- Karton
Unter Verwendung des Kartons als Gebäudegrundriss baut er aus den verfügbaren Vorräten ein Haus in einem beliebigen Stil. Ein Freiwilliger schüttelt dann den Kartonboden und simuliert ein Erdbeben, um zu sehen, wie sich das Haus hält. Der Schüler beobachtet und zeichnet alle Auswirkungen des Erdbebens auf die Struktur auf. Dann verstärkt er das Haus mit zusätzlichen Materialien, wie zum Beispiel zusätzlichen Holzstäben über dem Dach des Hauses oder mehr Klebeband, um das Haus an der Basis zu befestigen, um die Struktur zu verstärken. Der Freiwillige schüttelt das Haus erneut und spielt ein stärkeres Erdbeben nach, um die strukturelle Integrität des Hauses zu testen. Ein Tagebuch begleitet das Projekt, in dem alle verwendeten Materialien, die Bautechnik, notwendige Verbesserungen und alle während des Projekts gemachten Beobachtungen festgehalten werden.
Marshmallow-Haus
Um ein erdbebensicheres Haus zu bauen, setzt der Schüler Zahnstocher (ganz oder halbiert) und Miniatur-Marshmallows zu Würfeln und Dreiecken zusammen. Dann stapelt er die Würfel und Dreiecke zu einem Haus, das entweder breit und kurz oder schmal und hoch ist. Nachdem das Haus fertig ist, stellt der Schüler es auf eine Pfanne mit Gelatine. Ein Freiwilliger schüttelt die Pfanne hin und her, um ein Erdbeben zu simulieren, während der Schüler seine Beobachtungen aufzeichnet. Nach baulichen Veränderungen am Haus kann der Freiwillige die Gelatinepfanne erneut schütteln, um zu sehen, ob die Veränderungen die Struktur verbessert haben. Das begleitende Tagebuch sollte die Baumaterialien, Diagramme der Tragwerksplanung und alle Beobachtungen festhalten.
Schütteln, rasseln und rollen
Das Wissenschaftsprojekt Shake, Rattle and Roll fordert die Schüler auf, drei separate Hausbeispiele aus Karteikarten, Strohhalmen, Klebeband und Büroklammern zu bauen. Das erste Haus befasst sich mit Bauproblemen in stark belasteten Gebieten. Der Student baut ein kurzes und breites Haus für mehr Stabilität oder ein hohes Gebäude mit einer breiten Basis und einer schmalen Oberseite. Das zweite Haus ist ein Beispiel für ein Haus am Hang, das entweder mit einer breiten Basis oder mit Stützstrohhalmen gebaut wurde, die das Haus mit dem darunter liegenden Hügel verbinden. Ein drittes Hausbeispiel zeigt den Bau eines Hauses auf einer Gummiunterlage, die Erdbebenschockwellen absorbieren kann, um das Haus zu schützen. In dem Bericht, der den Häusern beiliegt, erklärt der Student die Gründe für jede Struktur in ihrer jeweiligen Umgebung und wie der Entwurf Erdbebenbewegungen standhalten kann.
Höchster Turm
Bauklötzer-Fans werden das Wissenschaftsprojekt „Tallest Tower“ genießen. Die Hauptidee besteht darin, die Stabilität hoher Bauwerke gegen die seitliche Erschütterungskraft zu testen, die während eines Erdbebens auftritt. Der Schüler baut verschiedene Türme in unterschiedlichen Höhen aus Bausteinen wie LEGOs, behält aber für jeden Turm die gleiche Grundgröße bei. Um einen Rütteltisch zu bauen, legt er vier Gummibälle zwischen zwei Kartons und hält sie mit zwei Gummibändern zusammen. Nachdem der Schüler eine LEGO-Basis durch die Gummibänder geschoben hat, montiert er eines seiner Gebäude an der Basis. Durch Ziehen an der obersten Schicht des Rütteltisches wird eine Erdbebenwirkung auf das Gebäude nachgestellt. Jeder Turm wird getestet. Ein begleitendes Tagebuch sollte jede Turmhöhe dokumentieren und ob sie das Erdbeben überstanden hat.