Geriausias nuo cunamio atsparus pastatas

Architektai ir inžinieriai gali suprojektuoti pastatus, kurie stovės aukštai net žiauriausių žemės drebėjimų metu. Tačiau cunamis (tariama taip-NAH-aš), daugybė vandens telkinių bangų, kuriuos dažnai sukelia žemės drebėjimas, gali išplauti ištisus kaimus. Nors nė vienas pastatas nėra apsaugotas nuo cunamio, kai kurie pastatai gali būti suprojektuoti taip, kad būtų atsparūs stiprioms bangoms. Architekto iššūkis yra renginio ir grožio dizainas - tas pats iššūkis, su kuriuo teko susidurti saugus kambario dizainas.

Cunamiai paprastai sukelia galingi žemės drebėjimai po dideliais vandens telkiniais. Seisminis įvykis sukuria požeminę bangą, kuri yra sudėtingesnė nei tada, kai vėjas tiesiog pučia vandens paviršių. Banga gali nukeliauti šimtus mylių per valandą, kol pasiekia seklų vandenį ir kranto liniją. Japoniškas žodis uostas yra tsu ir nami reiškia banga. Kadangi Japonija yra labai apgyvendinta, apsupta vandens ir labai seisminio aktyvumo zonoje, cunamiai dažnai siejami su šia Azijos šalimi. Tačiau jų pasitaiko visame pasaulyje. Istoriškai cunamiai JAV labiausiai paplitę Vakarų pakrantėse, įskaitant Kaliforniją, Oregoną, Vašingtoną, Aliaską ir, žinoma, Havajus.

Cunamio banga elgsis skirtingai, atsižvelgiant į povandeninį reljefą, supantį kranto liniją (t. Y., Koks gilus ar seklus vanduo yra nuo kranto linijos). Kartais banga bus tarsi „atoslūgis“ arba „banga“, o kai kurie cunamiai išvis nenusileidžia kranto linijai kaip labiau pažįstama, vėjo sukelta banga. Vietoj to, vandens lygis gali labai greitai pakilti, vadinamame „bangos nuotėkiu“, tarsi banga būtų atėjusi iš karto - tarsi 100 pėdų aukščio potvynio banga. Cunamio potvynis gali keliauti daugiau nei 1000 pėdų vidaus vandenimis, o „nugrimzdęs“ daro nuolatinę žalą, nes vanduo greitai grįžta atgal į jūrą.

Dėl penkių bendrų priežasčių cunamiai gali sunaikinti konstrukcijas. Pirmiausia yra vandens jėga ir didelio greičio vandens tėkmė. Stacionarūs objektai (pavyzdžiui, namai) bangos kelyje priešinsis jėgai, ir, priklausomai nuo to, kaip konstrukcija statoma, vanduo eis per ją ar aplink ją.

Antra, atoslūgio banga bus nešvari, o jėgą, kurią nešioja stiprus vanduo, gali sunaikinti siena, stogas ar polius. Trečia, šios plūduriuojančios šiukšlės gali būti ant ugnies, kurios paskui pasklinda tarp degių medžiagų.

Ketvirta, cunamis, skubantis į sausumą ir paskui atsitraukiantis atgal į jūrą, sukuria netikėtą pamatų eroziją ir subraižymą. Nors erozija paprastai sukelia susidėvėjimą nuo žemės paviršiaus, slinkimas yra labiau lokalizuotas - susidėvėjimo tipą matote aplink prieplaukas ir polius, kai vanduo teka aplink nejudančius daiktus. Erozija ir šveitimas kompromituoja konstrukcijos pagrindą.

Penktoji žalos priežastis yra bangų vėjo jėgos.

Apskritai potvynių apkrovas galima apskaičiuoti, kaip ir bet kuriam kitam pastatui, tačiau cunamio intensyvumo skalė pastatą padaro sudėtingesnį. Manoma, kad cunamio potvynio greitis yra „labai sudėtingas ir būdingas konkrečiai vietai“. Dėl unikalaus pobūdžio statant cunamiui atsparią struktūrą, JAV federalinė ekstremalių situacijų valdymo agentūra (FEMA) turi specialų leidinys vadinamas Vertikalios evakuacijos iš cunamių konstrukcijų projektavimo gairės.

Ankstyvojo perspėjimo sistemos ir horizontalioji evakuacija buvo pagrindinė daugelio metų strategija. Tačiau šiuo metu galvojama apie pastatų projektavimą vertikalios evakuacijos sritys: Užuot bandę bėgti iš teritorijos, gyventojai įkopia į viršų iki saugaus lygio.

"... pastatas arba molinis piliakalnis, kurio aukštis yra pakankamas, kad evakuotieji būtų pakelti aukščiau cunamio lygio yra suprojektuotas ir pagamintas taip, kad būtų atsparus cunamio poveikiui bangos... "

Individualių namų savininkai ir bendruomenės gali pasirinkti šį požiūrį. Vertikalios evakuacijos zonos gali būti kelių aukštų pastato projekto dalis arba tai gali būti kuklesnė atskira konstrukcija, skirta vienam tikslui. Esamos konstrukcijos, tokios kaip gerai pastatytos automobilių stovėjimo aikštelės, galėtų būti paskirtos vertikalios evakuacijos vietos.

Tvirta inžinerija kartu su greita ir efektyvia įspėjimo sistema gali išgelbėti tūkstančius gyvybių. Inžinieriai ir kiti ekspertai siūlo šias cunamiui atspariose statybose strategijas:

1. Pastatykite konstrukcijas iš gelžbetonio, o ne iš medžio, nors medienos konstrukcijos yra atsparesnės žemės drebėjimams. Vertikalios evakuacijos konstrukcijoms rekomenduojamos gelžbetoninės arba plieninės karkasinės konstrukcijos.
2. Sumažinkite atsparumą. Suprojektuokite konstrukcijas, kad vanduo galėtų tekėti. Pastatykite daugiaaukščius statinius, kai pirmasis aukštas turi būti atviras (arba ant stulpų) arba atskilęs, kad pro jį galėtų judėti didžiausia vandens jėga. Kylantis vanduo padarys mažiau žalos, jei jis gali tekėti po konstrukcija. Architektas Danielius A. Nelsonas ir dizaineriai šiaurės vakarų architektai dažnai taiko šį požiūrį rezidencijose, kurias jie stato Vašingtono pakrantėje. Vėlgi, šis dizainas prieštarauja seisminėms praktikoms, todėl ši rekomendacija tampa sudėtinga ir specifinė vietai.
3. Pastatykite gilius pamatus, pritvirtintus prie kojelių. Cunamio jėga gali paversti tvirtą, betoninį pastatą visiškai šonu, o esminiai gilūs pamatai gali tai įveikti.
4. Projektuokite su pertekliumi, kad konstrukcija galėtų patirti dalinį gedimą (pvz., Sunaikintą postą) be laipsniško griūties.
5. Kiek įmanoma palikite augaliją ir rifus nepažeistus. Jie nesustabdys cunamio bangų, tačiau gali veikti kaip natūralus buferis ir juos sulėtinti.
6. Pastatą orientuokite kampu į kranto liniją. Sienos, tiesiogiai nukreiptos į vandenyną, patirs daugiau žalos.
7. Naudokite nepertraukiamą plieno rėmą, pakankamai stiprų, kad atsispirtumėte uragano jėgų vėjams.
8. Suprojektuokite konstrukcines jungtis, galinčias sugerti stresą.

FEMA vertina, kad „cunamiui atspari konstrukcija, įskaitant seisminėms ir progresyvioms, atsparias griūtims, konstrukcijos ypatybes, patirtų maždaug nuo 10 iki 20% bendrų statybos sąnaudų padidėjimą, palyginti su normalaus naudojimo reikalaujamais dydžiais pastatai."

Šiame straipsnyje trumpai aprašoma projektavimo taktika, naudojama pastatams cunamio linkusiose pakrantėse. Norėdami sužinoti daugiau apie šias ir kitas statybos technologijas, apsilankykite pirminiuose šaltiniuose.

• Jungtinių Valstijų cunamio perspėjimo sistema, NOAA / Nacionalinė oro tarnyba, http://www.tsunami.gov/
• Erozija, šveitimas ir pamatų dizainas, FEMA, 2009 m. Sausis, PDF, https://www.fema.gov/media-library-data/20130726-1644-20490-8177/757_apd_5_erosionscour.pdf
• Pakrantės statybos vadovas, II tomas FEMA, 4-asis leidimas, 2011 m. Rugpjūtis, p. 8-15, 8-47, PDF at https://www.fema.gov/media-library-data/20130726-1510-20490-1986/fema55_volii_combined_rev.pdf
• Vertikalios evakuacijos iš cunamio konstrukcijų projektavimo gairės, 2-asis leidimas, FEMA P646, 2012 m. Balandžio 1 d., P. 1, 16, 35, 55, 111, PDF čia https://www.fema.gov/media-library-data/1426211456953-f02dffee4679d659f62f414639afa806/FEMAP-646_508.pdf
• Danbee Kim pastatas, įrodantis nuo cunamio, http://web.mit.edu/12.000/www/m2009/teams/2/danbee.htm, 2009 m. [Žiūrėta 2016 m. Rugpjūčio 13 d.]
• Technika, leidžianti pastatams atspari žemės drebėjimui ir cunamiui pateikė Andrew Moseman, Populiari mechanika, 2011 m. Kovo 11 d
• Kaip padaryti pastatus saugesnius cunamiuose pateikė Rollo Reid, „Reid Steel“