To nejlepší z budovy odolné vůči cunami

Architekti a inženýři mohou navrhnout budovy, které budou vysoké i při těch nejnásilnějších zemětřeseních. Nicméně, tsunami (prohlásil soo-NAH-mee), řada vln v těle vody, která je často způsobena zemětřesením, má moc vyplavit celé vesnice. Zatímco žádná budova není odolná vůči tsunami, některé budovy mohou být navrženy tak, aby odolávaly silným vlnám. Úkolem architekta je navrhnout akci a design pro krásu - stejná výzva, před kterou stojí design bezpečné místnosti.

Tsunami jsou obvykle generovány silnými zemětřeseními pod velkými těly vody. Seismická událost vytváří podpovrchovou vlnu, která je složitější, než když vítr jednoduše fouká vodní hladinu. Vlna může cestovat stovky mil za hodinu, dokud nedosáhne mělké vody a pobřeží. Japonské slovo pro přístav je tsu a nom znamená vlnu. Protože Japonsko je silně osídlené, obklopené vodou a v oblasti velké seismické aktivity, jsou tsunami často spojeni s touto asijskou zemí. Vyskytují se však na celém světě. Historicky tsunami ve Spojených státech jsou nejčastější na západním pobřeží, včetně Kalifornie, Oregonu, Washingtonu, Aljašky a samozřejmě na Havaji.

Vlna tsunami se bude chovat odlišně v závislosti na podmořském terénu obklopujícím pobřeží (tj. Jak hluboká nebo mělká voda je od pobřeží). Někdy bude vlna jako „přílivový vývrt“ nebo prudký nárůst a někteří tsunami se na břeh vůbec nerozbijí jako známější vlna vedená větrem. Místo toho může hladina vody stoupat velmi, velmi rychle v tom, čemu se říká "vlnová vlna", jako by příliv nastal najednou - jako přílivový vlnový příliv 100 stop. Záplavy tsunami mohou cestovat do vnitrozemí více než 1 000 stop a „zchátralý“ způsobuje trvalé poškození, protože voda rychle ustupuje zpět na moře.

Struktury mají tendenci být ničeny tsunami kvůli pěti obecným příčinám. První je síla vody a vysokorychlostní proud vody. Stacionární objekty (jako domy) v cestě vlny budou odolávat síle a, v závislosti na tom, jak je struktura konstruována, voda prochází skrz ni nebo kolem ní.

Za druhé, přílivová vlna bude špinavá a dopad nečistot nesených silnou vodou může být tím, co ničí zeď, střechu nebo hromadu. Zatřetí, tento plovoucí odpad může být v plamenech, který se pak šíří mezi hořlavými materiály.

Začtvrté, tsunami spěchající na pevninu a poté ustupující zpět k moři vytváří neočekávanou erozi a čistění základů. Zatímco eroze je všeobecným opotřebením povrchu země, je čistší lokalizace - druh opotřebení, který vidíte kolem mola a hromady, když voda stéká kolem stacionárních objektů. Jak eroze, tak mytí narušují základy stavby.

Pátá příčina poškození je způsobena větrnými silami vln.

Obecně lze povodňová zatížení vypočítat jako u každé jiné budovy, ale rozsah intenzity tsunami ztěžuje stavbu. Rychlosti povodně tsunami jsou považovány za „vysoce komplexní a specifické pro danou lokalitu“. Vzhledem k jedinečné povaze Americká federální agentura pro řízení nouzových situací (FEMA) má speciální konstrukci odolnou vůči tsunami publikace s názvem Pokyny pro navrhování konstrukcí pro vertikální evakuaci z Tsunami.

Systémy včasného varování a horizontální evakuace byly po mnoho let hlavní strategií. Současné myšlení je však navrhovat budovy vertikální evakuační oblasti: namísto pokusu o útěk z oblasti se obyvatelé vyšplhají nahoru na bezpečnou úroveň.

„... budova nebo hliněná mohyla, která má dostatečnou výšku, aby povyšovala evakuované osoby nad úroveň tsunami inundace, a je navržen a konstruován se silou a odolností potřebnou k tomu, aby odolával účinkům tsunami vlny... "

Tento přístup mohou zaujmout jednotliví majitelé domů i komunity. Vertikální evakuační oblasti mohou být součástí návrhu víceposchoďové budovy, nebo to může být skromnější, samostatná struktura pro jediný účel. Stávající struktury, jako jsou dobře vybudované parkovací garáže, by mohly být označeny jako vertikální evakuační oblasti.

Chytrá technika spojená s rychlým a účinným varovným systémem může zachránit tisíce životů. Inženýři a další odborníci navrhují tyto strategie pro konstrukci odolnou vůči tsunami:

1. Budujte stavby ze železobetonu místo ze dřeva, i když dřevěná konstrukce je odolnější vůči zemětřesení. Pro svislé evakuační konstrukce se doporučují železobetonové nebo ocelové rámové konstrukce.
2. Zmírnit odpor. Navrhněte struktury umožňující průtok vody. Postavte vícepodlažní struktury, přičemž první patro je otevřené (nebo na chůdách) nebo odtrženo, aby se mohla pohybovat hlavní síla vody. Stoupající voda způsobí menší poškození, pokud může protékat pod konstrukcí. Architekt Daniel A. Nelson and Designs Northwest Architects tento přístup často používají v rezidenci, které staví na Washingtonském pobřeží. Tento návrh je opět v rozporu se seismickými praktikami, což činí toto doporučení komplikovaným a specifickým pro dané místo.
3. Postavte hluboké základy, vyztužené na základech. Síň tsunami může obrátit jinak pevnou, konkrétní budovu zcela na její stranu, to mohou překonat podstatné hluboké základy.
4. Navrhněte s redundancí, aby struktura mohla zažít částečné selhání (např. Zničený sloupek) bez progresivního kolapsu.
5. Pokud je to možné, nechte vegetaci a útesy neporušené. Nezastaví vlny vln tsunami, ale mohou působit jako přírodní nárazník a zpomalit je.
6. Orientujte budovu pod úhlem k pobřeží. Zdi, které přímo čelí oceánu, utrpí další škody.
7. Používejte kontinuální ocelové rámování dostatečně silné, aby odolalo hurikánovým silám.
8. Navrhněte strukturální konektory, které mohou absorbovat napětí.

FEMA odhaduje, že „struktura odolná vůči tsunami, včetně konstrukčních prvků odolných vůči seismickým a progresivním kolapsům, by došlo ke zvýšení celkových stavebních nákladů o 10 až 20% v porovnání s náklady vyžadovanými pro běžné použití budovy. “

Tento článek stručně popisuje taktiku designu používanou pro budovy na pobřežích náchylných k tsunami. Podrobnosti o těchto a dalších konstrukčních technikách najdete v primárních zdrojích.

• Varovný systém Spojených států pro tsunami, NOAA / Národní meteorologická služba, http://www.tsunami.gov/
• Eroze, soužení a návrh nadace, FEMA, leden 2009, PDF na https://www.fema.gov/media-library-data/20130726-1644-20490-8177/757_apd_5_erosionscour.pdf
• Příručka pro pobřežní výstavbu, svazek II FEMA, 4. vydání, srpen 2011, str. 8-15, 8-47, PDF na https://www.fema.gov/media-library-data/20130726-1510-20490-1986/fema55_volii_combined_rev.pdf
• Pokyny pro navrhování konstrukcí pro vertikální evakuaci z tsunami, 2. vydání, FEMA P646, 1. dubna 2012, str. 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 [zpřístupněno 13. srpna 2016]
• Technika k tomu, aby budovy odolávaly zemětřesení a tsunami Andrew Moseman, Populární mechanika, 11. března 2011
• Jak zajistit bezpečnější budovy v Tsunami autor: Rollo Reid, Reid Steel