Najboljša stavba, odporna na cunami

Arhitekti in inženirji lahko oblikujejo zgradbe, ki bodo postajale visoke tudi med najtežjimi potresi. Vendar pa je cunami (izgovoren soo-NAH-mee), niz nihanj v vodnem telesu, ki ga pogosto povzroči potres, lahko izpere cele vasi. Medtem ko nobena stavba ni odporna proti cunamiju, je mogoče nekatere zgradbe zasnovati tako, da se upirajo močnim valom. Izziv arhitekta je oblikovati dogodek IN oblikovati za lepoto - enak izziv, s katerim se soočajo varna zasnova sobe.

Cunami ponavadi nastanejo močni potresi pod velikimi vodnimi telesi. Potresni dogodek ustvarja podzemni val, ki je bolj zapleten kot takrat, ko veter preprosto odpihne vodno gladino. Val lahko prevozi stotine kilometrov na uro, dokler ne doseže plitke vode in obrežja. Japonska beseda za pristanišče je tsu in nami pomeni val. Ker je Japonska močno naseljena, obdana z vodo in je na območju velike potresne dejavnosti, je cunami pogosto povezan s to azijsko državo. Pojavljajo pa se po vsem svetu. Zgodovinsko cunami v ZDA najbolj prevladujejo na zahodni obali, vključno s Kalifornijo, Oregonom, Washingtonom, Aljasko in seveda Havaji.

Val cunamija se bo obnašal drugače, odvisno od podvodnega terena, ki obdaja obrežje (tj. Kako globoka ali plitva je voda od obale). Včasih bo val podoben "plimovalni vrtini" ali prenapetosti, nekateri cunamiji se na obalo sploh ne zrušijo kot bolj znan val, ki ga poganja veter. Namesto tega se lahko raven vode zelo, zelo hitro dvigne v tipu, ki se imenuje "zalet valov", kot da je plima prišla naenkrat - kot padec plimovanja v višini 100 čevljev. Poplava cunamija lahko potuje v notranjost več kot 1000 čevljev, "zastoj" pa ustvarja nenehno škodo, saj se voda hitro umakne nazaj v morje.

Strukture običajno uničuje cunami zaradi petih splošnih vzrokov. Najprej je sila vodnega toka in visoke hitrosti vode. Stacionarni predmeti (kot so hiše) na poti vala se bodo upirali sili in, odvisno od tega, kako je zgradba zgrajena, bo voda šla skozi ali okoli nje.

Drugič, plimni val bo umazan in vpliv naplavin, ki jih prenaša silna voda, je lahko tisto, kar uniči steno, streho ali plošče. Tretjič, ta plavajoči naplavin je lahko vžgan, ki se nato razširi med gorljivimi materiali.

Četrtič, cunami, ki se mudi na kopno in se nato umika nazaj morju, ustvarja nepričakovano erozijo in pretres temeljev. Medtem ko je erozija splošno obrabljenost tal, je nadloga bolj lokalizirana - vrsta nošenja, ki jo opazite okoli pomolov in kolišč, ko voda teče okoli nepremičnih predmetov. Tako erozija kot škoda ogrožata temelj strukture.

Peti vzrok škode je posledica vetrnih sil valov.

Na splošno lahko poplavne obremenitve izračunamo kot za katero koli drugo zgradbo, vendar lestvica intenzivnosti cunamija zaplete stavbo. Hitrosti poplave cunamija naj bi bile "zelo zapletene in specifične za območje." Zaradi edinstvene narave Ameriška zvezna agencija za upravljanje v nujnih primerih (FEMA) je zgradila strukturo, odporno na cunami objavljena objava Smernice za načrtovanje konstrukcij za navpično evakuacijo iz cunamija.

Sistemi zgodnjega opozarjanja in horizontalna evakuacija so že vrsto let glavna strategija. Vendar je sedanje razmišljanje oblikovanje stavb z njimi vertikalna evakuacijska območja: Namesto da bi poskušali zapustiti območje, se prebivalci povzpnejo navzgor na varne ravni.

"... stavba ali zemeljski nasip, ki ima dovolj višine, da lahko evakuirane dvigne nad nivo cunamija vdihovanje in je zasnovan in zgrajen z močjo in prožnostjo, potrebnimi za odpor proti vplivom cunamija valovi... "

Posamezni lastniki stanovanj in skupnosti lahko sprejmejo ta pristop. Navpična evakuacijska območja so lahko del zasnove večnadstropne stavbe ali pa so skromnejša samostojna konstrukcija z enim samim namenom. Obstoječe strukture, kot so dobro zgrajene parkirne garaže, bi lahko označile navpična območja evakuacije.

Natančen inženiring v kombinaciji s hitrim in učinkovitim sistemom opozarjanja lahko reši na tisoče življenj. Inženirji in drugi strokovnjaki predlagajo naslednje strategije za gradnjo, odporno na cunami:

1. Gradite konstrukcije z armiranim betonom namesto lesa, čeprav je lesena konstrukcija bolj odporna na potrese. Konstrukcije iz armiranega betona ali jekla so priporočljive za vertikalne evakuacijske konstrukcije.
2. Ublaži odpornost. Oblikujte konstrukcije, s katerimi lahko voda teče skozi. Zgradite večnadstropne strukture, pri čemer je prvo nadstropje odprto (ali na hodnikih) ali lomljivo, da se lahko glavna sila vode premika skozi. Naraščajoča voda bo naredila manj škode, če lahko teče pod konstrukcijo. Arhitekt Daniel A. Nelson in dizajni severozahodnih arhitektov pogosto uporabljajo ta pristop v rezidencah, ki jih gradijo na Washingtonski obali. Ponovno je ta zasnova v nasprotju s potresnimi praksami, zaradi česar je to priporočilo zapleteno in mesto specifično.
3. Konstruirajte globoke temelje, podstavljene na podnožju. Moč cunamija lahko obrne sicer trdno, betonsko zgradbo popolnoma na svojo stran, bistveni globoki temelji pa lahko to premagajo.
4. Oblikujte z odvečnostjo, tako da lahko struktura doživi delni zlom (npr. Uničen post) brez progresivnega propada.
5. Kolikor je mogoče, pustite vegetacijo in grebene nedotaknjene. Ne bodo ustavili valov cunamija, vendar lahko delujejo kot naravni blažilnik in jih upočasnijo.
6. Usmerite stavbo pod kotom proti obali. Stene, ki so neposredno obrnjene proti oceanu, bodo utrpele večjo škodo.
7. Uporabite neprekinjeno jekleno uokvirjanje, ki je dovolj močno, da se upira vročinskim silam.
8. Oblikujte strukturne priključke, ki lahko absorbirajo stres.

FEMA ocenjuje, da "je zgradba, odporna proti cunamiju, vključno s konstrukcijsko odpornimi in progresivno odpornimi na propad, bi imeli približno 10 do 20-odstotno povečanje skupnih stroškov gradnje v primerjavi z zneskom, potrebnim za normalno rabo stavbe. "

Ta članek na kratko opisuje taktike oblikovanja, ki se uporabljajo za zgradbe na obalnih črtah, nagnjenih k cunamiju. Za podrobnosti o teh in drugih gradbenih tehnikah preučite primarne vire.

• Ameriški sistem za opozarjanje na cunami, NOAA / nacionalna vremenska služba, http://www.tsunami.gov/
• Oblikovanje erozije, pilinga in temeljev, FEMA, januar 2009, PDF na https://www.fema.gov/media-library-data/20130726-1644-20490-8177/757_apd_5_erosionscour.pdf
• Priročnik za obalno gradnjo, letnik II FEMA, 4. izdaja, avgust 2011, str. 8-15, 8-47, PDF na https://www.fema.gov/media-library-data/20130726-1510-20490-1986/fema55_volii_combined_rev.pdf
• Smernice za načrtovanje konstrukcij za vertikalno evakuacijo iz cunamija, 2. izdaja, FEMA P646, 1. april 2012, str. 1, 16, 35, 55, 111, PDF na https://www.fema.gov/media-library-data/1426211456953-f02dffee4679d659f62f414639afa806/FEMAP-646_508.pdf
• Dokazilo za cunami Danbee Kim, http://web.mit.edu/12.000/www/m2009/teams/2/danbee.htm, 2009 [dostopano 13. avgusta 2016]
• Tehnologija, s katero so zgradbe povzročile potres - in cunami avtor: Andrew Moseman, Priljubljena mehanika, 11. marec 2011
• Kako narediti zgradbe varnejše v cunamiju avtor Rollo Reid, Reid Steel