Ontwerp en structuur van een aardbevingsbestendig magazijn

Een aardbevingsbestendig magazijn is een opslagstructuur die bestand is tegen eventuele aardbevingen.

In dit artikel worden de kenmerken van magazijnstellingen in aardbevingsgevoelige gebieden besproken, alsmede het specifieke ontwerp ervan voor het opvangen van de door een aardbeving opgewekte seismische krachten.

Seismische systemen in de voornaamste aardbevingsgebieden ter wereld

Magazijnen in seismische risicogebieden kunnen worden blootgesteld aan een aardbeving. Daarom moeten de magazijnstellingen worden uitgerust met een versterkte constructie die aardbevingen kan opvangen.

Gebieden die het meest gevoelig zijn voor aardbevingen, liggen vaak dicht bij de grenzen van de tektonische platen. In het geval van Europa zijn bijvoorbeeld Italië, Griekenland, Turkije, Cyprus en IJsland het meest blootgesteld aan seismische bewegingen. De "Pacifische Ring van Vuur" is de regio in de wereld met het hoogste seismische risico, en betreft landen als Argentinië, Chili, Peru, Ecuador en Colombia, maar ook Rusland, Japan, Taiwan, Indonesië en Singapore.

Volgens het National Earthquake Information Center (NEIC), een Amerikaans instituut dat gegevens over aardbevingen verzamelt en deel uitmaakt van de United States Geological Survey, vinden er wereldwijd jaarlijks ongeveer 20.000 aardbevingen plaats, dat wil zeggen ongeveer 55 per dag.

Wat zijn de gevolgen van een aardbeving voor een logistiek centrum?

Een aardbeving is een natuurlijke trilling van de grond, meestal van korte duur en met een wisselende intensiteit, ontstaan door het plotseling vrijkomen van energie. De trillingen worden als seismische golven in alle richtingen doorgegeven en kunnen vooral in een logistiek centrum grote schade veroorzaken:

• Materiële schade: Verlies van of schade aan goederen, evenals aantasting van magazijnstructuren en apparatuur, kunnen het moeilijk maken om aan de vraag van klanten tegemoet te komen.
• Economische verliezen: het verlies van goederen en materiële schade vormen bijkomende economische lasten voor een onderneming. In de huidige flexibele en geïntegreerde logistiek kan dit risico op onderbrekingen ook leiden tot conjuncturele achteruitgang in alle schakels van de toeleveringsketen.
• Menselijke schade: een aardbeving kan helaas aanzienlijke lichamelijke letsels en verliezen met zich meebrengen. Een magazijn beschikt over verschillende laadeenheden, van uiteenlopend gewicht, die in geval van een aardbeving een werkelijk gevaar vormen voor de fysieke veiligheid van de magazijnmedewerkers.

Een aardbevingsbestendig magazijn: de voorwaarden voor een goed ontwerp

Magazijnstellingen worden beschouwd als een relatief lichte constructie in verhouding tot het gewicht van de laadeenheden die ze bevatten. Voor het ontwerpen van een aardbevingsbestendig magazijn dat gebruikt kan worden in risicovolle gebieden, moeten specifieke criteria worden aangehouden. De prioriteit in deze gebieden is dat aardbevingsbestendige opslagsystemen aan de volgende drie basisvereisten voldoen:

• Vereiste van het niet instorten: de constructie moet zodanig worden ontworpen dat deze bestand is tegen aardbevingen en volledig intact blijft. Daartoe moet worden berekend welke krachten de onderdelen van de magazijnstellingen kunnen weerstaan, en moet worden nagegaan of seismische bewegingen kunnen worden opgevangen.
• Voorkomen van verschuivingen laadeenheden: door seismische trillingen kunnen laadeenheden verschuiven over de liggers en zouden naar beneden kunnen vallen. Dit risico kan worden vermeden door kruisschoren en doorvalbeveiligingen op de liggers te monteren.
• Beperken van de schade: Hoewel de magazijnstellingen ontworpen zijn om aardbevingen te weerstaan, is het, voordat deze na een aardbeving opnieuw in gebruik kan worden genomen, verplicht de omvang van de schade aan de installatie vast te stellen en de nodige maatregelen te nemen.

Ontwerp van een aardbevingsbestendig gebouw

Het ontwerp van een aardbevingsbestendig gebouw bestaat uit twee fasen: ten eerste moet men bepalen wat de dynamiek van de installaties is, dat wil zeggen hoe het reageert op trillingen, en ten tweede moet men berekenen wat de gevolgen zijn van een aardbeving op de structuur van het gebouw.

Eerste fase

De eerste studie bestaat uit het observeren van de natuurlijke dynamiek van de installaties, dat wil zeggen de reacties van de magazijnstellingen op trillingen.

De natuurlijke bewegingen van de magazijnstellingen of de structuur hangen af van de verhouding tussen massa en stijfheid. De massa wordt weergegeven door het aantal laadeenheden in de magazijnstellingen en het eigen gewicht, terwijl de stijfheid betrekking heeft op de weerstand van de structuur tegen horizontale verplaatsingen.

Met behulp van deze analyse kunnen ingenieurs de impact van een aardbeving op de structuur van de magazijnstellingen bepalen.

Tweede fase

De tweede analyse betreft de vraag wat de gevolgen van een aardbeving op de structuur van het gebouw zijn. De seismische activiteit in een gebied wordt gedefinieerd door de maximale trillingsversnelling van de grond of, met andere woorden, de snelheid waarmee de ondergrond kan worden verplaatst, rekening houdend met het type bodem, of de geologische formatie: rotsen, zeer dichte zandafzettingen, zachte bodems of losse bodems.

De seismische activiteit wordt gedefinieerd aan de hand van de studie van het gebied en de evaluatie van eerdere aardbevingen die daar hebben plaatsgevonden. Deze informatie is vastgelegd in de regelgeving die in elk land van kracht is. Een aardbeving kan gevaarlijker zijn voor een bepaalde installatie naargelang de specifieke kenmerken; zoals wanneer er risico's zijn voor de bevolking, bijvoorbeeld wanneer het een infrastructuur betreft die het publiek ontvangt. Of wanneer het gaat om bepaalde soorten goederen die zijn opgeslagen, zoals bijvoorbeeld gevaarlijke vloeistoffen. Of wanneer het gaat om speciale omgevingsfactoren in het magazijn, zoals vriescellen.

Voorbeelden van een aardbevingsbestendig gebouw

Mecalux heeft uitgebreide ervaring met het ontwerpen van magazijnstellingen die bestand zijn tegen aardbevingen in seismisch actieve gebieden. Dit zijn enkele projecten waarbij Mecalux specifieke magazijnstellingen en gebouwen heeft gerealiseerd die bestand zijn tegen aardbevingen:

Brivio & Viganò in Italië

Mecalux heeft voor Brivio & Viganò, een logistiek bedrijf gespecialiseerd in voedingsmiddelen, een magazijn bestaande uit zeven vriescellen, uitgerust met conventionele palletstellingen en Pushback stellingen.

De uitdaging bij dit project was de ligging van het logistieke centrum, namelijk in het seismisch actieve gebied van Pozzuolo Martesana in Italië. Beide opslagsystemen zijn niet alleen ontworpen om een zo groot mogelijke opslagcapaciteit te bieden, maar ook om de krachten van eventuele seismische bewegingen op te kunnen vangen.

Volgens Stefano Brivio, medebeheerder van het bedrijf, zijn de voorgestelde opslagoplossingen aangepast aan de behoeften van het bedrijf, omdat "ze de juiste seismische weerstand hebben en ons in staat hebben gesteld de opslagcapaciteit van het magazijn te optimaliseren".

Iron Mountain in Chili

In februari 2010 werd Chili opgeschrikt door een aardbeving met een kracht van 8,8 op de schaal van Richter. Vijf maanden eerder was Mecalux begonnen met de bouw van een magazijn voor het toonaangevende archiefbeheer- en opslagbedrijf Iron Mountain.

Na de aardbeving verloor het bedrijf zeven warehouses, maar alleen het magazijn dat door Mecalux was gebouwd, hield stand. Als gevolg daarvan vroeg Iron Mountain aan Mecalux om de verschillende magazijnen opnieuw op te bouwen, alsmede twee nieuwe magazijnen met vergelijkbare eigenschappen te installeren.

Hayat Kimya in Turkije

In Izmit, Turkije, heeft de producent van consumptiegoederen Hayat Kimya een automatisch hoogbouwmagazijn met indrukwekkende afmetingen: 120 m lang, 105 m breed en 46 m hoog.

Turkije ligt in één van de meest aardbevingsgevoelige gebieden ter wereld. Daarom zijn de magazijnstellingen speciaal ontworpen en vervaardigd om seismische krachten op te kunnen vangen Mecalux gebruikte 10.000 ton staal, inclusief 2.000 ton voor extra wapening bij aardbevingen, en bevestigingsankers.

Magazijnstellingen in aardbevingsgebieden: het geheim zit in het ontwerp

Het installeren van een magazijn in een aardbevingsgevoelig gebied, is een logistieke uitdaging die een goed ontwerp van de opslagsystemen vereist om de door een aardbeving veroorzaakte krachten op te kunnen vangen.

Mecalux is 's werelds grootste fabrikant van opslagoplossingen, die zich onderscheidt door de kwaliteit en de veiligheidsnormen. Om de magazijnstellingen te ontwerpen wordt gebruik gemaakt van ultramoderne software en worden materialen van de hoogste kwaliteit gebruikt die voldoen aan de geldende aardbevingsvoorschriften in het betreffende land. Aarzel niet om contact met ons op te nemen als u een aardbevingsbestendige magazijnstellingen wilt installeren om de veiligheid van uw logistieke faciliteit, de opgeslagen producten en vooral van uw medewerkers te garanderen.