A legjobb a szökőár-ellenálló épületből

Az építészek és a mérnökök olyan épületeket tervezhetnek, amelyek magasan állnak még a heves heves földrengések során is. Cunami azonban (ejtik soo-NAH-mee), egy hullámtörés-sorozat egy víztestben, amelyet gyakran földrengés okoz, az egész falvak elmosására képes. Bár egyik épület sem cunami-mentes, egyes épületek úgy tervezhetők, hogy ellenálljanak az erőteljes hullámoknak. Az építész kihívása az esemény tervezése és a szépség megtervezése - ugyanaz a kihívás biztonságos szoba kialakítása.

Cunamik általában nagy víztestek alatti hatalmas földrengések eredményezik. A szeizmikus esemény egy felszín alatti hullámot hoz létre, amely sokkal összetettebb, mint amikor a szél egyszerűen fújja a víz felszínét. A hullám óránként több száz mérföldön haladhat, míg eléri a sekély vizet és a partvidéket. A kikötő japán szava a következő tsu és nami azt jelenti, hullám. Mivel Japán nagymértékben lakott, víz által körülvett és nagy szeizmikus aktivitású térségben a szökőárok gyakran társulnak ehhez az ázsiai országhoz. Ezek azonban a világ minden tájáról előfordulnak. Az Egyesült Államokban történelmileg a szökőár a legelőnyösebb a nyugati parton, beleértve Kaliforniát, Oregonot, Washingtonot, Alaszkát és természetesen Hawaiit.

A szökőárhullám eltérően viselkedik a partvonalat körülvevő víz alatti tereptől függően (azaz hogy a víz mély vagy sekély a parti vonaltól). Időnként a hullám olyan lesz, mint egy "árapály fúrása" vagy túlfeszültség, és egyes szökőárok egyáltalán nem ütköznek a partvidékre, mint egy ismert, szél által vezérelt hullám. Ehelyett a vízszint nagyon gyorsan emelkedhet úgynevezett „hullámfutáshoz”, mintha az árapály egyszerre jött volna be - mint egy 100 méter magas dagályhullám. A szökőár áradása több, mint 1000 láb szárazföldön haladhat tovább, és a "leomlott" folyamatos károkat okoz, mivel a víz gyorsan visszahúzódik a tengerbe.

Öt általános ok miatt a struktúrákat a szökőár megsemmisíti. Az első a víz erő és a nagy sebességű vízáram. A hullám útjában álló álló tárgyak (mint például házak) ellenállnak az erőnek, és a szerkezet felépítésétől függően a víz átmegy rajta vagy annak körül.

Másodszor, az árapály-hullám piszkos lesz, és az erõteljes víz által okozott törmelék rombolja a falat, a tetõt vagy az oszlopot. Harmadszor, ez az úszó törmelék tűzön lehet, amelyet az éghető anyagok között eloszlatnak.

Negyedszer, a szárazföldre rohanó, majd a tengerbe visszahúzódó szökőár váratlan eróziót és alapozások elszennyeződését okozza. Míg az erózió általában a talaj felületének elhasználódását jelenti, addig a súrlódás lokálisabb - az a kopás típusa, amelyet a mólók és a cölöpök körül látnak, amikor a víz áramlik az álló tárgyak körül. Az erózió és a súrlódás egyaránt veszélyezteti a szerkezet alapját.

Az ötödik kár oka a hullámok szélsebessége.

Általában az árvízterhelés kiszámítható, mint bármely más épület esetében, de a szökőár intenzitásának mértéke az épületet bonyolultabbá teszi. A szökőár árvízsebességét állítólag "nagyon összetett és helyspecifikus". A. Egyedülálló jellege miatt szökőár-rezisztens szerkezet felépítéséhez az Egyesült Államok Szövetségi Vészhelyzeti Kezelő Ügynöksége (FEMA) rendelkezik egy különleges funkcióval az úgynevezett kiadvány Útmutatások a szökőárból történő függőleges evakuáláshoz szükséges szerkezetek kialakításához.

A korai figyelmeztető rendszerek és a vízszintes evakuálás évek óta a fő stratégia. A jelenlegi gondolkodásmód az, hogy épületeket tervezzenek függőleges evakuálási területek: Ahelyett, hogy megpróbáltak elmenekülni egy területről, a lakosok felmegyek biztonságos szintre.

"... egy olyan épület vagy földek, amelyek elegendő magassággal rendelkeznek a szökőár szintjének fölé történő emelkedéshez elárasztás, és úgy tervezték és gyártották, hogy a szökőár hatásaival szemben ellenálljon az ellenálló képességnek és erőnek hullámok..."

Az egyéni háztulajdonosok és a közösségek is alkalmazhatják ezt a megközelítést. A függőleges evakuálási területek a többszintes épület tervezésének részét képezhetik, vagy lehet szerényebb, önálló szerkezet egyetlen célokra. A meglévő szerkezeteket, például a jól megépített parkolóhelyeket vertikális evakuálási területeknek lehetne nevezni.

A csavart műszaki megoldások és a gyors, hatékony figyelmeztető rendszer kombinálva ezrek életét mentheti meg. A mérnökök és más szakértők ezeket a stratégiákat javasolják a szökőár-rezisztens építkezésekhez:

1. Építsen építményeket vasbetonból fa helyett, bár a faépítés ellenállóbb a földrengésekkel szemben. A függőleges evakuálási szerkezetekhez vasbeton vagy acélvázszerkezetek ajánlottak.
2. Csökkentse az ellenállást. Tervezze meg a víz átfolyását lehetővé tevő szerkezeteket. Építsen többszintes építményeket úgy, hogy az első emelet nyitott legyen (vagy oszlopon) vagy kitörjön, hogy a víz legnagyobb erő áthaladhasson. Az emelkedő víz kevesebb kárt okoz, ha az alatta folyik. Építészmérnök A. Daniel Nelson and Designs Northwest Architects gyakran alkalmazzák ezt a megközelítést a washingtoni partvidéken épülő rezidenciákban. Ez a kialakítás ismét ellentétes a szeizmikus gyakorlatokkal, ami ezt az ajánlást bonyolulttá és helyspecifikussá teszi.
3. Építsen mély alapokat, a lábánál rögzítve. A szökőár hatalma egy teljesen egyéb, szilárd, konkrét épületet teljesen oldalára fordíthat, az alapos mély alapok legyőzik ezt.
4. Tervezze redundanciával, hogy a szerkezet részleges meghibásodást (például egy elpusztult oszlopot) érezhessen progresszív összeomlás nélkül.
5. A növényeket és a zátonyokat, amennyire csak lehetséges, érintetlenül hagyja. Nem állítják le a szökőár hullámait, de természetes pufferként viselkedhetnek és lelassíthatják őket.
6. Irányítsa az épületet a partvonalhoz képest szögben. Az közvetlenül az óceánnal szemben lévő falak nagyobb károkat szenvednek.
7. Használjon folyamatos acélkeretet, amely elég erős ahhoz, hogy ellenálljon a hurrikán-erőszélnek.
8. Tervezze meg a stresszt elnyelő szerkezeti csatlakozókat.

A FEMA becslései szerint "egy szökőár-ellenálló szerkezet, beleértve a szeizmikus és progresszív összeomlás-ellenálló tervezési jellemzőket, körülbelül 10-20% -kal növeli az építési költségeket a normál használathoz szükségeshez képest épületek.”

Ez a cikk röviden ismerteti a szökőár által sújtott part menti épületek tervezési taktikáját. Az ezen és más építési technikákkal kapcsolatos részletekért keresse fel az elsődleges forrásokat.

• Az Egyesült Államok szökőár-figyelmeztető rendszere, NOAA / Nemzeti Időjárási Szolgálat, http://www.tsunami.gov/
• Erózió, súrolás és alapozás, FEMA, 2009. január, PDF, https://www.fema.gov/media-library-data/20130726-1644-20490-8177/757_apd_5_erosionscour.pdf
• Tengerparti Építési Kézikönyv, II. Kötet FEMA, 4. kiadás, 2011. augusztus, p. 8-15, 8-47, PDF itt: https://www.fema.gov/media-library-data/20130726-1510-20490-1986/fema55_volii_combined_rev.pdf
• Iránymutatások a szökőárból történő függőleges evakuálásra szolgáló szerkezetek kialakításához, 2. kiadás, FEMA P646, 2012. április 1., p. 1, 16, 35, 55, 111, PDF itt: https://www.fema.gov/media-library-data/1426211456953-f02dffee4679d659f62f414639afa806/FEMAP-646_508.pdf
• Danbee Kim szökőár-bizonyító épülete, http://web.mit.edu/12.000/www/m2009/teams/2/danbee.htm, 2009 [hozzáférhető 2016. augusztus 13-án]
• Az épületek földrengés - és szökőár - ellenálló képességének fejlesztése írta: Andrew Moseman, Népszerű mechanika, 2011. március 11
• Hogyan lehet biztonságosabbá tenni az épületeket a szökőárban írta: Rollo Reid, Reid Steel