Что же, это не так уж мало, и думается, что читатель согласится с нами, вспомнив первые главы книги. Он ведь уже знает, что при почти равной магнитуде последствия землетрясений бывают далеко не одинаковые. Вспомним, что в Сан-Франциско было только 700 убитых, а материальный ущерб оказался совсем ничтожным, тогда как в Мессине и в Японии число человеческих жертв превысило 100 тысяч и почти все строения оказались разрушенными. Задуматься над причиной подобных контрастов полезно, но нужно поставить перед собой более практическую задачу: как свести последствия землетрясений до того уровня, какой мы наблюдали в Калифорнии?

Короче, теперь мы хотим выяснить, почему же при одном землетрясении больше жертв, чем при другом, почему сооружения в одном случае пострадали сильнее, чем в другом. Итальянские власти после землетрясений 1783 и 1908 годов пытались дать населению сейсмических районов советы, как спастись самим и как уберечь сооружения. Мы последуем их примеру. Скажем сразу же, что число человеческих жертв во многих случаях зависит от прочности строений и что чаще всего смерть несут обломки зданий и пожары, особенно когда пожарные команды бессильны что-либо предпринять, ибо нечем наполнить шланги.

Один ответ на вопросы, которые мы ставим в этой главе, уже напрашивается: если исключить пожар, то свыше 90 процентов человеческих жертв и больше 50 процентов материального ущерба причиняются разрушением строений из-за недостаточной их прочности. Чем же объясняется хрупкость строений? Да тем, что они часто сооружаются из материала низкого качества и без учета требований сейсмостойкости.

Вспомним о широком разнообразии используемых строительных материалов или о хижинах отставших в своем развитии народов и даже о традиционных японских домиках из бамбука и бумаги. Такие домики не рушатся при землетрясениях, а просто распадаются. Опасность возникала, только если хозяин имел неосторожность покрыть свой домик тяжелой крышей: ее обвала приходилось бояться.

Далее вспомним суррогаты камня, которые так широко применяются при строительстве, например совсем необожженный или обожженный только солнцем кирпич, используемый в Южной Америке и даже на юго-западе США; глинобитные хижины Ближнего Востока. А сколько еще других не подходящих для строительства материалов! Лед в Гренландии, ил на Тайване, лёсс в Китае. При первом подземном толчке все это рушится или оседает, погребая людей.

В памяти возникают и массивные сооружения античного мира — храмы, дворцы. Их строили из тяжелых каменных глыб, и они обязаны своей прочностью не столько скрепляющему известковому раствору, сколько самой тяжести материала. Масса позволяет таким строениям выдержать колебания небольшой амплитуды, но берегитесь трещин в стене и молниеносного обвала при сильном толчке!

Впрочем, оставим эти уходящие в прошлое способы строительства и ограничимся поведением при землетрясении современных зданий. Здесь немало примеров дают нам катастрофы в Сан-Франциско, Мессине и Японии. Строения там сооружались из камня, скрепленного известковым раствором, но мы уже говорили, что причиной чудовищных разрушений было низкое качество работ и плохие строительные материалы. Добавим к этому и мертвую хватку традиций: жители некоторых областей Италии даже в 1930 году строили новые дома по способу, который Малле считал преступным еще в 1857 году. Рихтер пишет: «В Калифорнии часто использовали настолько слабый раствор, что после нескольких разрушительных землетрясений оказалось выгодным собирать кирпичи разрушенных зданий, смывать с них остатки старого раствора и вновь продавать»[67].

Разумеется, размеры ущерба зависят главным образом от интенсивности сотрясений, а последняя в свою очередь от строения поверхности. Строить жилища близко от разлома — это поистине искушать судьбу! Нет сомнения, что рантье, которому пришло бы в голову построить взлелеянную в мечтах виллу на краю разлома Сан-Андреас, недолго наслаждался бы ею. И вряд ли нашлась бы компания, которая согласилась бы ее застраховать.

Земля не везде одинаково прочна, даже если в ней нет трещин. Ее прочность зависит от слагающих пород. Если рельеф сложен компактными и стойкими породами, например гранитами, то поверхность вибрирует, подвижки происходят целыми глыбами, которые не деформируются… Чтобы построенные на таком грунте дома сразу же обрушились, нужен внезапный и достаточно интенсивный толчок. Наоборот, на рыхлом грунте, скажем на песчаном или глинистом, сопротивляемость толчкам не везде одинакова, и, следовательно, деформация тоже оказывается неодинаковой в разных местах. Достаточно небольшого толчка, чтобы разрушить дома, построенные на таком грунте: они деформируются неравномерно и испытывают воздействие сил, нажимающих на них в разных направлениях. Положение становится особенно угрожающим на стыке жестких пород с наносами: даже слабого толчка достаточно, чтобы все превратить в развалины.

Как будто единственная возможность избежать разрушения зданий, воздвигнутых в таких местах или на любом другом рыхлом грунте, — это строить жилища легкими и эластичными, чтобы они плотно примыкали к грунту и могли приспособиться к его деформациям. Именно так уже издавна строят в Японии. Вспомним описания старого Токио с его жилищами из раскрашенной бумаги, которые послушно изгибались при землетрясении, а затем так же легко принимали первоначальную форму. Тростник победил дуб и на этот раз!

Потребовалось землетрясение 1923 года, чтобы обнаружить, что тростник подвел.

Уже землетрясение 1906 года в Сан-Франциско заставило призадуматься инженеров и архитекторов. Оно показало, что обычные каменные строения разрушались, причиняя гибель, деревянные домишки тоже разваливались, правда не нанося такого вреда, и только высокие здания с металлическим каркасом победоносно выдержали натиск. События 1923 года в Токио и Иокогаме подтвердили превосходство массивных строений над легкими. После катастрофы тяжелые монолиты из бетона, непоколебимые и невоспламеняющиеся, возвышались среди развалин, красноречиво доказывая, что подземные толчки не имеют над ними власти.

После этого строители впервые призадумались, не пора ли заняться исследованием проблем сейсмостойкости архитектурных сооружений не эмпирически, а теоретически. Первый сигнал тревоги дал американский инженер Фримен, о котором мы уже упоминали.

«Как в нашей стране, страдающей от землетрясений, архитекторы смеют заниматься строительством, не учитывая возможности сейсмических возмущений! — негодовал этот поборник сейсмостойкой архитектуры. — Сейсмология остается теоретической наукой, и никто не пытается сделать из нее практические выводы! Возмутительно, что курсы лекций, читаемых в высших школах, и техническая литература не отводят ни одной строки сейсмическим явлениям и не учат будущих инженеров, как бороться с ними».

Когда Фримен бросил первый камень в болото косности, когда он начал кричать, бушевать, требовать пересмотра учебных программ, конструирования измерительных приборов, сбора статистических данных, проведения экспериментов, только тогда зашевелились власти в его стране. Проблема была поставлена на обсуждение конгресса, который проголосовал за выделение соответствующих ассигнований. Измерительные приборы, которых требовал Фримен, были изобретены, сконструированы и распределены по сейсмическим районам США. Тогда идея об усилении жесткости конструкций получила всеобщую поддержку. Стало очевидным, что, если здание состоит из нескольких слабо связанных частей, землетрясение может отразиться на каждой из них по-разному, так что каждая линия контакта станет неизбежно линией разрыва. В частности, на рыхлом грунте рекомендовалось возводить только монолитные здания, и те, кто последовал этому совету, добились поразительных результатов.