Најбоље од зграде отпорне на цунами

Архитекти и инжењери могу да пројектују зграде које ће бити високе током чак и најјачих земљотреса. Међутим, цунами (изговара се со-НАХ-мее), низ низа у воденом тијелу које је често узроковано земљотресом, има моћ испрати читава села. Иако ниједна зграда није отпорна на цунами, неке зграде могу бити дизајниране да се одупру снажним таласима. Изазов архитекта је да дизајнира за догађај И дизајн за лепоту - исти изазов са којим се суочава дизајн сигурне собе.

Цунами обично настају снажни земљотреси испод великих водних тијела. Сеизмички догађај ствара подземни талас који је сложенији него када ветар једноставно дува водену површину. Талас може да путује стотинама километара на сат док не досегне плитку воду и обалу. Јапанска реч за луку је тсу и нами значи талас. Пошто је Јапан веома насељен, окружен водом и у подручју велике сеизмичке активности, цунами су често повезани са овом азијском земљом. Јављају се, међутим, широм света. Историјски цунами у Сједињеним Државама најзаступљенији је на западној обали, укључујући Калифорнију, Орегон, Вашингтон, Аљаску и, наравно, Хаваје.

Вал цунамија понашат ће се другачије овисно о подводном терену који окружује обалу (тј. Колико је вода дубока или плитка од обале). Понекад ће талас бити попут „плимне бушице“ или налета, а неки цунами уопште се не сруше на обалу попут познатијег таласа који покреће ветар. Уместо тога, водостај може да порасте врло, врло брзо у ономе што се назива „талас таласа“, као да је плима дошла одједном - попут налета осеке високог 100 стопа. Поплава цунамија може путовати у унутрашњост већу од 1000 стопа, а "прелазак града" ствара сталну штету док се вода брзо повлачи натраг у море.

Структуре имају тенденцију да буду уништене цунамијем због пет општих узрока. Прво је сила воде и проток воде велике брзине. Стационарни предмети (попут кућа) на путу таласа ће се одупријети сили, а, зависно од тога како је грађевина изграђена, вода ће пролазити кроз или око ње.

Друго, плимни талас биће прљав, а удар крхотина које преноси снажна вода може бити оно што уништава зид, кров или накупину. Треће, та плутајућа крхотина може бити запаљена, а затим се шири међу запаљивим материјалима.

Четврто, тсунами који налети на копно и затим се повлачи натраг у море ствара неочекивану ерозију и бичевине темеља. Док је ерозија опште трошење земаљске површине, бич је више локализован - врста ношења коју видите око ступова и гомила док вода тече око стационарних објеката. И ерозија и пропадање компромитирају темељ структуре.

Пети узрок оштећења је од силе ветра таласа.

Опћенито, оптерећења од поплаве могу се израчунати као за било коју другу зграду, али размјера интензитета цунамија чини зграду сложенијом. За брзину поплаве цунамија каже се да је "врло сложен и специфичан за локацију". Због јединствене природе градећи структуру отпорну на цунами, америчка Федерална агенција за управљање у хитним ситуацијама (ФЕМА) има посебну публикација под називом Смернице за пројектовање конструкција за вертикалну евакуацију из цунамија.

Системи раног упозоравања и хоризонтална евакуација су главна стратегија већ дуги низ година. Међутим, садашње размишљање је дизајнирати зграде вертикална подручја евакуације: уместо да покушају да напусте неко подручје, становници се пењу према горе до сигурних нивоа.

"... зграда или земљани насип који има довољну висину да подигне евакуисане људе изнад нивоа цунамија инундација, а осмишљен је и конструиран снагом и отпорношћу потребном да се одупире ефектима цунамија таласи... "

Поједини власници кућа као и заједнице могу користити овај приступ. Подручја вертикалне евакуације могу бити део дизајна вишеспратнице, или могу бити скромнија, самосталнија структура са једном наменом. Постојеће грађевине попут добро изграђених паркинг гаража могу се означити окомитим подручјима евакуације.

Паметан инжењеринг у комбинацији са брзим, ефикасним системом упозоравања може да спаси хиљаде живота. Инжињери и други стручњаци предлажу ове стратегије за изградњу отпорне на цунами:

1. Изградите конструкције од армираног бетона уместо дрвета, иако је дрвена конструкција отпорнија на земљотресе. Конструкције од армираног бетона или челика препоручују се за вертикалне евакуационе конструкције.
2. Ублажити отпор. Дизајнирајте конструкцију да пустите да вода тече кроз. Изградите вишекатне структуре, при чему је први спрат отворен (или на прорезима) или провалија како би главна сила воде могла да се креће кроз њих. Подизање воде направиће мање штете ако може да тече испод грађевине. Архитекта Даниел А. Нелсон и дизајнирају архитекте северозапада често користе овај приступ у резиденцијама које граде на обали Вашингтона. Опет, овај дизајн је супротан сеизмичким праксама, што ову препоруку чини компликованом и специфичном за локацију.
3. Изградите дубоке темеље, ојачане на подножју. Снага цунамија може окренути иначе чврсту, бетонску зграду у потпуности на њену страну, а темељни дубоки темељи то могу превладати.
4. Дизајнирајте са редундантом, тако да структура може доживети делимични неуспех (нпр. Уништен пост) без прогресивног урушавања.
5. Колико је год могуће, вегетацију и гребене оставите нетакнуте. Неће зауставити валове цунамија, али могу дјеловати као природни пуфер и успорити их.
6. Усмјерите зграду под углом према обали. Зидови који су директно окренути океану претрпеће већу штету.
7. Употријебите непрекидни челични оквир који је довољно јак да се одупре вјетровима налик на урагане.
8. Дизајнирајте структурне прикључке који могу апсорбирати стрес.

ФЕМА процењује да "структура отпорна на цунами, укључујући конструкцијске карактеристике отпорне на сеизмичке и прогресивне урушавање, искусили би око 10 до 20% повећања укупних трошкова изградње више од оних потребних за нормално коришћење зграде. "

Овај чланак укратко описује тактике дизајна које се користе у зградама обалним линијама склоним цунамијима. За детаље о овим и другим техникама градње истражите примарне изворе.

• Амерички систем упозоравања на цунами, НОАА / Национална метеоролошка служба, http://www.tsunami.gov/
• Ерозија, Сцоур анд Фоундатион Десигн, ФЕМА, јануар 2009, ПДФ на https://www.fema.gov/media-library-data/20130726-1644-20490-8177/757_apd_5_erosionscour.pdf
• Приручник за обалну изградњу, свезак ИИ ФЕМА, 4. издање, август 2011., стр. 8-15, 8-47, ПДФ на https://www.fema.gov/media-library-data/20130726-1510-20490-1986/fema55_volii_combined_rev.pdf
• Смернице за пројектовање конструкција за вертикалну евакуацију из цунамија, Друго издање, ФЕМА П646, 1. априла 2012., стр. 1, 16, 35, 55, 111, ПДФ на https://www.fema.gov/media-library-data/1426211456953-f02dffee4679d659f62f414639afa806/FEMAP-646_508.pdf
• Зграда доказивања цунамија од Данбее Ким, http://web.mit.edu/12.000/www/m2009/teams/2/danbee.htm, 2009 [приступљено 13. августа 2016]
• Технологија која прави зграде земљотресом и цунамијем Аутор: Андрев Мосеман, Популар Мецханицс, 11. марта 2011
• Како учинити зграде сигурнијима у цунамију Ролло Реид, Реид Стеел