Paras tsunami-kestävä rakennus

Arkkitehdit ja insinöörit voivat suunnitella rakennuksia, jotka seisovat korkeina jopa väkivaltaisimpien maanjäristysten aikana. Kuitenkin tsunami (lausutaan soo-NAH-mee), sarjan aallokkeita vesistössä, jotka usein johtuvat maanjäristyksestä, on voima pestä kokonaiset kylät. Vaikka yksikään rakennus ei ole tsunaminkestävä, jotkut rakennukset voidaan suunnitella kestämään voimakkaita aaltoja. Arkkitehdin haasteena on suunnitella tapahtumaa JA kauneussuunnittelua - saman haasteen edessä turvallisen huoneen suunnittelu.

tsunamit syntyy yleensä voimakkaiden maanjäristysten seurauksena suurten vesistöjen alla. Seisminen tapahtuma luo maanalaisen aallon, joka on monimutkaisempi kuin silloin, kun tuuli yksinkertaisesti puhaltaa veden pintaa. Aalto voi kulkea satoja mailia tunnissa, kunnes se saavuttaa matalan veden ja rantaviivan. Japanilainen sana satama on tsu ja Nami tarkoittaa aalto. Koska Japani on tiheästi asuttu, veden ympäröimä ja voimakkaan seismisen toiminnan alueella, tsunamit liittyvät usein tähän Aasian maahan. Niitä esiintyy kuitenkin kaikkialla maailmassa. Historiallisesti tsunamit ovat Yhdysvalloissa yleisimpiä länsirannikolla, mukaan lukien Kalifornia, Oregon, Washington, Alaska ja tietysti Havaiji.

Tsunami-aalto käyttäytyy eri tavalla rannikkoa ympäröivän vedenalaisen maaston mukaan (ts. Kuinka syvä tai matala vesi on rantaviivasta). Joskus aalto on kuin "vuorovesiporaus" tai aalto, ja jotkut tsunamit eivät törmää rantaviivalle ollenkaan kuin tutumpi, tuulen ohjaama aalto. Sen sijaan vedenpinta voi nousta hyvin, hyvin nopeasti niin sanotussa "aallon nousussa" kuin vuorovesi olisi tullut kerralla - kuten 100 jalkaa nousuveden nousua. Tsunamin tulvat voivat kulkea yli 1000 jalkaa sisämaahan, ja "rappeutunut" aiheuttaa jatkuvia vahinkoja, kun vesi vetäytyy nopeasti takaisin merelle.

Tsunamit yleensä tuhoavat rakenteita viiden yleisen syyn vuoksi. Ensimmäinen on veden voima ja nopean veden virtauksen. Kiinteät esineet (kuten talot) aallon tiellä vastustavat voimaa, ja riippuen rakenteen rakenteesta, vesi kulkee sen läpi tai ympärillä.

Toiseksi vuoroveden aalto on likainen, ja voimakkaan veden kuljettamat roskat saattavat tuhota seinän, katon tai paalutuksen. Kolmanneksi, tämä kelluva roska voi olla tulessa, joka sitten leviää palavien materiaalien kesken.

Neljänneksi tsunami, joka ryntää maan päälle ja sitten vetäytyy takaisin merelle, aiheuttaa odottamattoman eroosion ja perustapojen rappumisen. Eroosio on yleensä maanpinnan kulumista, mutta rasva on paikallisempaa - kulumismuoto, jota näet laiturien ja paalujen ympärillä, kun vesi virtaa kiinteiden esineiden ympärillä. Sekä eroosio että rasva vaarantavat rakenteen perustan.

Viides vaurioiden aiheuttaja on aaltojen tuulivoimat.

Tulvakuormat voidaan yleensä laskea kuten minkä tahansa muun rakennuksen kohdalla, mutta tsunamin voimakkuuden mittakaava tekee rakentamisesta monimutkaisemman. Tsunamin tulvanopeuden sanotaan olevan "erittäin monimutkainen ja aluekohtainen". Ainutlaatuisen luonteen vuoksi Tsunaminkestävän rakenteen rakentamisessa Yhdysvaltain liittovaltion hätätilannevirastolla (FEMA) on erityinen asia julkaisu nimeltään Ohjeet rakenteiden suunnitteluun vertikaalista evakuointia varten tsunamisista.

Varhaisvaroitusjärjestelmät ja vaakasuora evakuointi ovat olleet tärkein strategia monien vuosien ajan. Nykyinen ajatus on kuitenkin rakennusten suunnittelusta pystysuorat evakuointialueet: Sen sijaan, että yrittäisivät paeta alueelta, asukkaat kiipeävät ylöspäin turvalliselle tasolle.

"... rakennus tai savi, joka on riittävän korkea korostamaan evakuoituja tsunamin tason yläpuolella valta, ja se on suunniteltu ja rakennettu tarvittavalla voimalla ja kestävyydellä tsunamin vaikutusten vastustamiseksi aallot ..."

Yksittäiset asunnonomistajat ja yhteisöt voivat käyttää tätä lähestymistapaa. Pystysuorat evakuointialueet voivat olla osa monikerroksisen rakennuksen suunnittelua tai se voi olla vaatimattomampi, itsenäinen rakenne yhteen tarkoitukseen. Olemassa olevat rakenteet, kuten hyvin rakennetut pysäköintihallit, voitaisiin nimetä pystysuoriksi evakuointialueiksi.

Kääntyvä tekniikka yhdistettynä nopeaan, tehokkaaseen varoitusjärjestelmään voi pelastaa tuhansia ihmishenkiä. Insinöörit ja muut asiantuntijat ehdottavat näitä strategioita tsunaminkestävälle rakennukselle:

1. Rakenna rakenteita teräsbetonista puun sijasta, vaikka puurakentaminen kestää paremmin maanjäristyksiä. Rautabetoni- tai teräsrunkorakenteita suositellaan pystysuoriin evakuointirakenteisiin.
2. Lieventää vastarintaa. Suunnittele rakenteet, jotta vesi pääsee virtaamaan. Rakenna monikerroksisia rakenteita ensimmäisen kerroksen ollessa avoin (tai puukotilla) tai poistumassa, jotta veden suurin voima voi liikkua läpi. Nouseva vesi tekee vähemmän vaurioita, jos se voi valua rakenteen alle. Arkkitehti Daniel A. Nelson and Designs Northwest Arkkitehdit käyttävät usein tätä lähestymistapaa residensseissä, joita he rakentavat Washingtonin rannikolle. Tämä muotoilu on jälleen ristiriidassa seismisten käytäntöjen kanssa, mikä tekee tästä suosituksesta monimutkaisen ja aluekohtaisen.
3. Rakenna syvät perustukset, jotka on kiinnitetty jalkoihin. Tsunamin voima voi kääntää muuten vankan, betonisen rakennuksen täysin sivulleen, aineelliset syvät perustukset voivat voittaa sen.
4. Suunnittelu redundanssilla, niin että rakenne voi kokea osittaisen vian (esim. Tuhoutunut pylväs) ilman progressiivista romahtamista.
5. Jätä kasvillisuus ja riutat niin paljon kuin mahdollista. Ne eivät pysäytä tsunami-aaltoja, mutta ne voivat toimia luonnollisena puskurina ja hidastaa niitä.
6. Suunna rakennus kulmaan rantaviivaa vastaan. Suorat valtameret kohtaavat seinät kärsivät enemmän vaurioita.
7. Käytä jatkuvaa teräskehystä, joka on riittävän vahva torjumaan hurrikaanivoimat.
8. Suunnittele rakenneliittimet, jotka kestävät stressiä.

FEMA arvioi, että "tsunaminkestävä rakenne, mukaan lukien seismiskestävä ja progressiivinen romahduskestävä rakenneominaisuus, kokenut noin 10 - 20%: n suuruusluokan rakennuskustannuksista enemmän kuin normaalikäytössä vaaditaan rakennukset."

Tässä artikkelissa kuvataan lyhyesti tsunamialueella alttiiden rannikkojen rakennusten suunnittelutaktiikoita. Tutustu ensisijaisiin lähteisiin saadaksesi lisätietoja näistä ja muista rakennustekniikoista.

• Yhdysvaltain tsunamin varoitusjärjestelmä, NOAA / Kansallinen sääpalvelu, http://www.tsunami.gov/
• Eroosio, rasvaus ja säätiön suunnittelu, FEMA, tammikuu 2009, PDF osoitteessa https://www.fema.gov/media-library-data/20130726-1644-20490-8177/757_apd_5_erosionscour.pdf
• Rannikkorakentamisen käsikirja, osa II FEMA, 4. painos, elokuu 2011, s. 1 8-15, 8-47, PDF klo https://www.fema.gov/media-library-data/20130726-1510-20490-1986/fema55_volii_combined_rev.pdf
• Ohjeet rakenteiden suunnitteluun pystysuuntaista evakuointia varten tsunamista, 2. painos, FEMA P646, 1. huhtikuuta 2012, s. 1 1, 16, 35, 55, 111, PDF osoitteessa https://www.fema.gov/media-library-data/1426211456953-f02dffee4679d659f62f414639afa806/FEMAP-646_508.pdf
• Danbee Kim, tsunami-todiste, http://web.mit.edu/12.000/www/m2009/teams/2/danbee.htm, 2009 [saatu 13. elokuuta 2016]
• Tekniikka, jolla rakennukset saadaan maanjäristyksen ja tsunamin kestäväksi esittäjä (t): Andrew Moseman, Suosittu mekaniikka, 11. maaliskuuta 2011
• Kuinka tehdä rakennuksista turvallisempia tsunamissa kirjoittanut: Rollo Reid, Reid Steel