Najbolje od zgrade otporne na cunami

Arhitekti i inženjeri mogu projektirati zgrade koje će biti visoke tijekom čak i najjačih potresa. Međutim, tsunami (izgovara se Soo-NaH-mee), niz uzbuđenja u vodenom tijelu koje je često uzrokovano potresom, može isprati cijela sela. Iako nijedna zgrada nije otporna na cunami, neke zgrade mogu biti dizajnirane da se odupru snažnim valovima. Izazov arhitekta je projektirati za događaj I dizajn za ljepotu - isti je izazov s kojim se suočava dizajn sigurne sobe.

tsunamiji obično nastaju snažni potresi ispod velikih vodenih tijela. Seizmički događaj stvara podzemni val koji je složeniji nego kada vjetar jednostavno puše vodenu površinu. Val može proputovati stotine kilometara na sat dok ne dosegne plitku vodu i obalu. Japanska riječ za luku je Tsu i Nami znači val. Budući da je Japan dosta naseljen, okružen vodom i na području velike seizmičke aktivnosti, cunami su često povezani s ovom azijskom zemljom. Javljaju se, međutim, u cijelom svijetu. Povijesno tsunami u Sjedinjenim Državama najzastupljeniji su na zapadnoj obali, uključujući Kaliforniju, Oregon, Washington, Aljasku i, naravno, Havaje.

Val cunamija ponašat će se drugačije ovisno o podvodnom terenu koji okružuje obalu (tj. Koliko je voda duboka ili plitka od obale). Ponekad će val biti poput „plimne bušotine“ ili naleta, a neki cunami uopće se ne sruše na obalu poput poznatijeg vala koji pokreće vjetar. Umjesto toga, razina vode može porasti vrlo, vrlo brzo, u onome što se naziva "valna bura", kao da je plima došla odjednom - poput naleta plime na 100 metara. Poplava cunamija može putovati u unutrašnjost veću od 1000 stopa, a "zastoj" stvara stalnu štetu jer se voda brzo povlači natrag u more.

Strukture imaju tendenciju uništavanja cunamija zbog pet općih uzroka. Prvo je sila protoka vode i velike brzine vode. Nepomični predmeti (poput kuća) na putu vala odupirat će se sili, a, ovisno o tome kako je građevina izgrađena, voda će prolaziti kroz ili oko nje.

Drugo, plimni val bit će prljav, a udar krhotina nošen snažnom vodom može biti ono što uništava zid, krov ili gomilu. Treće, ta plutajuća krhotina može biti zapaljena, a zatim se širi među zapaljivim materijalima.

Četvrto, tsunami koji juri na kopno i zatim se povlači natrag u more stvara neočekivanu eroziju i probijanje temelja. Dok je erozija općenito istrošena zemljana površina, bič je lokaliziraniji - vrsta nošenja koju vidite oko stupova i gomila dok voda teče oko stacionarnih objekata. I erozija i propadanje kompromitiraju temelje strukture.

Peti uzrok oštećenja je od sila vjetra valova.

Općenito, opterećenja od poplave mogu se izračunati kao za bilo koju drugu zgradu, ali razmjera intenziteta tsunamija čini zgradu složenijom. Kaže se da su brzine poplave cunamija „vrlo složene i specifične za lokaciju“. Zbog jedinstvene prirode gradeći strukturu otpornu na tsunami, američka Federalna agencija za upravljanje u hitnim situacijama (FEMA) ima posebnu publikacija nazvana Smjernice za projektiranje konstrukcija za vertikalnu evakuaciju iz cunamija.

Sustavi ranog upozoravanja i horizontalna evakuacija već su godinama glavna strategija. Međutim, trenutačno je mišljenje dizajnirati zgrade okomita područja evakuacije: umjesto da pokušaju pobjeći s područja, stanovnici se penju prema gore do sigurnih razina.

"... zgrada ili zemljani niz koji ima dovoljnu visinu za podizanje evakuiranih osoba iznad razine cunamija inundacija, a osmišljen je i konstruiran snagom i otpornošću potrebnom da se odupire učincima tsunamija valovi..."

Pojedini vlasnici kuća kao i zajednice mogu se služiti ovim pristupom. Područja vertikalne evakuacije mogu biti dio dizajna višestambene zgrade ili pak ona može biti skromnija, samostalnija građevina s jednom svrhom. Postojeće građevine poput dobro izgrađenih parking garaža mogu se označiti okomitim područjima evakuacije.

Pametni inženjering u kombinaciji s brzim, učinkovitim sustavom upozoravanja može spasiti tisuće života. Inženjeri i drugi stručnjaci savjetuju ove strategije za izgradnju otporne na tsunami:

1. Izgradite konstrukcije od armiranog betona umjesto drva, iako je drvena konstrukcija otpornija na potrese. Konstrukcije od armiranog betona ili čelika preporučuju se za vertikalne evakuacijske konstrukcije.
2. Ublažiti otpor. Dizajnirajte konstrukciju da pustite da voda teče kroz. Izgradite višekatne građevine, pri čemu je prvi kat otvoren (ili na prorezima) ili proboj kako bi se glavna sila vode mogla kretati kroz njega. Rastuća voda nanijet će manje štete ako može teći ispod građevine. Arhitekt Daniel A. Nelson i dizajnira arhitekte sjeverozapada često koriste ovaj pristup u rezidencijama koje grade na obali Washingtona. Opet, ovaj dizajn je suprotan seizmičkim praksama, što ovu preporuku čini kompliciranom i specifičnom za mjesto.
3. Izgradite duboke temelje, podupirače s podnožja. Sila tsunamija može okrenuti inače čvrstu, betonsku zgradu u potpunosti na njegovu stranu, a temeljni duboki temelji to mogu prevladati.
4. Dizajnirajte suvišnim, tako da struktura može doživjeti djelomični neuspjeh (npr. Uništen post) bez progresivnog urušavanja.
5. Koliko je god moguće, vegetaciju i grebene ostavite netaknute. Neće zaustaviti valove tsunamija, ali mogu djelovati kao prirodni tampon i usporiti ih.
6. Usmjerite zgradu pod kutom prema obali. Zidovi koji su izravno okrenuti oceanu pretrpjet će veću štetu.
7. Koristite kontinuirano čelično uokvirivanje dovoljno snažno da se oduprije vjetrovima nalik na uragan.
8. Dizajnirajte strukturne priključke koji mogu apsorbirati stres.

FEMA procjenjuje da "struktura otporna na tsunami, uključujući konstrukcijske karakteristike otporne na seizmičke i progresivne urušavanje, imali bi oko 10 do 20% povećanja ukupnih troškova gradnje u odnosu na one potrebne za normalnu uporabu građevine."

Ovaj članak ukratko opisuje taktike oblikovanja koje se koriste za zgrade na obalnim linijama sklonim cunamijima. Pojedinosti o ovim i drugim tehnikama gradnje istražite primarne izvore.

• Američki sustav upozoravanja na cunami, NOAA / Nacionalna meteorološka služba, http://www.tsunami.gov/
• Dizajn erozije, struganja i temelja, FEMA, siječanj 2009, PDF na https://www.fema.gov/media-library-data/20130726-1644-20490-8177/757_apd_5_erosionscour.pdf
• Priručnik za obalnu gradnju, svezak II FEMA, 4. izdanje, kolovoz 2011., str. 8-15, 8-47, PDF na https://www.fema.gov/media-library-data/20130726-1510-20490-1986/fema55_volii_combined_rev.pdf
• Smjernice za projektiranje konstrukcija za vertikalnu evakuaciju iz cunamija, 2. izdanje, FEMA P646, 1. travnja 2012., str. 1, 16, 35, 55, 111, PDF na https://www.fema.gov/media-library-data/1426211456953-f02dffee4679d659f62f414639afa806/FEMAP-646_508.pdf
• Zgrada otporna na cunami Danbee Kim, http://web.mit.edu/12.000/www/m2009/teams/2/danbee.htm, 2009 [pristupljeno 13. kolovoza 2016]
• Tehnika izrade zgrada otpornih na zemljotres i cunami napisao Andrew Moseman, Popularna mehanika, 11. ožujka 2011
• Kako učiniti zgrade sigurnijima u Tsunamisu Rollo Reid, Reid Steel