To najlepšie z budovy odolnej voči cunami

Architekti a inžinieri môžu navrhnúť budovy, ktoré budú vysoké aj pri najnásilnejších zemetraseniach. Avšak, tsunami (vyslovuje sa soo-NAH-mee), séria zvlnení v vodnom útvare, ktorá je často spôsobená zemetrasením, má moc zmyť celé dediny. Zatiaľ čo žiadna budova nie je odolná voči cunami, niektoré budovy môžu byť navrhnuté tak, aby odolali silným vlnám. Výzvou architekta je navrhnúť udalosť a navrhnúť pre krásu - rovnaká výzva, pred ktorou stojí dizajn bezpečnej miestnosti.

cunami sú zvyčajne vytvárané silnými zemetraseniami pod veľkými vodnými plochami. Seizmická udalosť vytvára podpovrchovú vlnu, ktorá je zložitejšia, ako keď vietor jednoducho fúka hladinu vody. Vlna môže cestovať stovky kilometrov za hodinu, kým nedosiahne plytkú vodu a pobrežie. Japonské slovo pre prístav je tsu a nami znamená vlnu. Pretože Japonsko je husto osídlené, obklopené vodou a v oblasti veľkej seizmickej aktivity, sú tsunami často spájaní s touto ázijskou krajinou. Vyskytujú sa však na celom svete. Historicky tsunami v USA sú najčastejšie na západnom pobreží, vrátane Kalifornie, Oregonu, Washingtonu, Aljašky a samozrejme na Havaji.

Vlna tsunami sa bude správať odlišne v závislosti od podvodného terénu obklopujúceho pobrežie (t.j. ako hlboká alebo plytká voda je od pobrežia). Vlna niekedy bude ako „prílivový vývrt“ alebo prudký nárast, a niektorí tsunami vôbec nenarážajú na pobrežie ako známejšia, vetrom riadená vlna. Namiesto toho môže hladina vody stúpať veľmi, veľmi rýchlo pri tzv. Záplavy tsunami môžu cestovať do vnútrozemia viac ako 1 000 stôp a „zhnitý“ spôsobí trvalé poškodenie, pretože voda rýchlo ustupuje späť na more.

Štruktúry majú tendenciu ničiť tsunami z piatich všeobecných príčin. Prvým je sila vody a vysokorýchlostný prietok vody. Stacionárne objekty (ako domy) v dráhe vlny budú odolávať silám a voda bude ňou prechádzať alebo okolo nej v závislosti od toho, ako je konštrukcia skonštruovaná.

Po druhé, prílivová vlna bude znečistená a dopad odpadu, ktorý nesie silná voda, môže byť tým, čo ničí stenu, strechu alebo hromadu. Po tretie, tento plávajúci odpad môže byť v ohni, ktorý sa potom šíri medzi horľavé materiály.

Po štvrté, tsunami, ktorá sa ponáhľa na pevninu a potom ustúpi späť k moru, vytvára nečakanú eróziu a vyhladenie základov. Zatiaľ čo erózia je všeobecným opotrebovaním povrchu zeme, čistenie je lokalizovanejšie - druh opotrebenia, ktorý vidíte okolo móla a hromady, keď voda steká okolo stacionárnych objektov. Erózia aj čistenie ohrozujú základy štruktúry.

Piata príčina poškodenia je spôsobená veternými silami vĺn.

Povodňové zaťaženie sa dá vo všeobecnosti vypočítať rovnako ako v prípade akejkoľvek inej budovy, ale rozsah intenzity tsunami komplikuje stavbu. Rýchlosti povodní pri cunami sa považujú za „veľmi zložité a špecifické pre danú lokalitu“. Vzhľadom na jedinečnú povahu budova federálnej agentúry pre riadenie núdzových situácií (FEMA), ktorá je odolná voči tsunami, má špeciálne vybavenie publikácia s názvom Pokyny na navrhovanie štruktúr pre vertikálnu evakuáciu z Tsunami.

Systémy včasného varovania a horizontálna evakuácia sú už mnoho rokov hlavnou stratégiou. V súčasnosti sa však uvažuje o navrhovaní budov vertikálne evakuačné oblasti: namiesto toho, aby sa pokúsili utiecť z oblasti, obyvatelia stúpajú nahor na bezpečnú úroveň.

„... budova alebo hlinená pahorkatina, ktorá má dostatočnú výšku na vyvýšenie evakuovaných osôb nad hladinu cunami inundácia a je navrhnutý a skonštruovaný so silou a odolnosťou potrebnou na odolávanie účinkom cunami vlny... "

Tento prístup môžu zvoliť jednotliví majitelia domov, ako aj komunity. Vertikálne evakuačné oblasti môžu byť súčasťou návrhu viacposchodovej budovy alebo môžu byť skromnejšou samostatnou štruktúrou na jediný účel. Existujúce konštrukcie, ako napríklad dobre vybudované parkovacie garáže, by sa mohli označiť ako vertikálne evakuačné oblasti.

Šikovné inžinierstvo v kombinácii s rýchlym a účinným výstražným systémom môže zachrániť tisíce životov. Inžinieri a ďalší odborníci navrhujú tieto stratégie pre konštrukciu odolnú voči cunami:

1. Budujte stavby z vystuženého betónu namiesto dreva, aj keď drevená konštrukcia je odolnejšia voči zemetraseniam. Pre zvislé evakuačné konštrukcie sa odporúčajú železobetónové alebo oceľové rámové konštrukcie.
2. Zmierniť odolnosť. Navrhnite štruktúry, ktoré umožnia prietok vody. Vybudujte viacposchodové štruktúry, pričom prvé poschodie je otvorené (alebo na chodúľoch) alebo odtrhnuté, aby sa cez neho mohla pohybovať veľká sila vody. Stúpajúca voda spôsobí menšie poškodenie, ak môže pretekať pod konštrukciou. architekt Daniel A. Nelson and Designs Northwest Architects tento prístup často používajú v rezidenciách, ktoré stavajú na pobreží Washingtonu. Tento návrh je opäť v rozpore so seizmickými praktikami, čo robí toto odporúčanie komplikovaným a špecifickým pre dané miesto.
3. Postavte hlboké základy, vystužené na pätkách. Sila tsunami môže otočiť inak pevnú, konkrétnu budovu úplne po jej boku, môžu to prekonať podstatné hlboké základy.
4. Dizajn s redundanciou, takže štruktúra môže utrpieť čiastočné zlyhanie (napr. Zničený stĺpik) bez postupného zrútenia.
5. Ak je to možné, nechajte vegetáciu a útesy nedotknuté. Nezastavia vlny tsunami, ale môžu pôsobiť ako prírodný nárazník a spomaľovať ich.
6. Orientujte budovu pod uhlom k pobrežiu. Steny, ktoré priamo čelia oceánu, budú viac poškodené.
7. Používajte kontinuálne oceľové rámovanie dostatočne silné, aby odolalo vetru s hurikánom.
8. Navrhnite konštrukčné konektory, ktoré dokážu absorbovať namáhanie.

FEMA odhaduje, že „štruktúra odolná proti cunami, vrátane konštrukčných prvkov odolných voči seizmickým a progresívnym kolapsom, by došlo k 10 až 20% -nému nárastu celkových stavebných nákladov nad náklady potrebné na bežné použitie budovy. "

Tento článok stručne popisuje taktiku navrhovania budov používaných v pobrežných oblastiach náchylných na cunami. Podrobnosti o týchto a ďalších stavebných technikách nájdete v primárnych zdrojoch.

• Výstražný systém USA pre cunami, NOAA / národná meteorologická služba, http://www.tsunami.gov/
• Eózia, pretekanie a návrh nadácie, FEMA, január 2009, PDF na https://www.fema.gov/media-library-data/20130726-1644-20490-8177/757_apd_5_erosionscour.pdf
• Príručka pobrežnej výstavby, zväzok II FEMA, 4. vydanie, august 2011, s. 8-15, 8-47, PDF na https://www.fema.gov/media-library-data/20130726-1510-20490-1986/fema55_volii_combined_rev.pdf
• Pokyny pre navrhovanie štruktúr pre vertikálnu evakuáciu z cunami, 2. vydanie, FEMA P646, 1. apríla 2012, s. 1, 16, 35, 55, 111, PDF na https://www.fema.gov/media-library-data/1426211456953-f02dffee4679d659f62f414639afa806/FEMAP-646_508.pdf
• Budova Tsunami-Proof od Danbee Kim, http://web.mit.edu/12.000/www/m2009/teams/2/danbee.htm, 2009 [sprístupnené 13. augusta 2016]
• Technika, ktorá robí budovy odolnými voči zemetraseniu a cunami Andrew Moseman, Populárna mechanika, 11. marca 2011
• Ako zvýšiť bezpečnosť budov v Tsunami autor: Rollo Reid, Reid Steel