Сеизмичен Риск? Изследователски Адреси Опасности От По-Стари Бетонни Сгради В Сащ

{h1}

Старият бетон не е известен с това, че е изправен пред земетресения, но модернизациите, направени с въглеродни влакна и сплав за форма на памет, могат да променят това предположение.

Жаклин Консиаторе е писател на науката за американската Национална научна фондация. Тя допринесе тази статия за науките на живо Гласове на експерти: Op-Ed & Insights.

В сърцето на най-тежките зони на земетресения в САЩ, тревожен брой по-стари бетонни сгради с ниска височина не са модернизирани за безопасност на земетресението. Тези двуетажни до пет етажни структури може да отговарят на строителните норми на техния ден, но този ден е отдавна отминал. Днешните строителни норми отразяват по-късните изследвания на земетресението и включват структурни елементи, които позволяват на бетонните сгради да се огъват и разтеглят малко по време на земетресение. В по-старите дизайни липсват тези подробности.

"Има стотици хиляди сгради, които не са преустроени, които... са много опасни", казва структурният инженер Реджиналд ДесРош, председател и професор в Школата за гражданско и екологично инженерство в Georgia Tech.

Технически тези по-стари, чупливи сгради се наричат ​​"недуктилни бетони" или "недуктилни стоманобетонни" сгради. („Дукетил“ означава гъвкав, докато „стоманобетон“ се отнася за бетон, вграден с материал, като стоманена мрежа и арматура.) По време на трус с магнитуд 7,8, като последния в Непал, тези сгради може да не издържат добре - или изобщо.

"Ние знаем от миналите земетресения, недуктилните стоманобетонни сгради не се справят добре при земетресения по целия свят", каза DesRoches, чиито изследвания са подкрепени от американската Национална научна фондация. "Те се сриват."

Конкретен провал

Недюкълната бетонна конструкция е била разпространена в повечето от САЩ до 1980 г.; тя завърши, след като щатите и местностите започнаха да прилагат нови, подобрени изисквания за пластичност, като например по-близко разположени стоманени армировки. Изключение прави Западното крайбрежие, предразположено към земетресението, което започва постепенно премахване на безотканната бетонна конструкция през 50-те години.

Въпреки че много крехки сгради са модернизирани през последните няколко десетилетия, все още има сгради, които представляват опасност. В Лос Анджелис има над 50 по-стари бетонни сгради, които вероятно ще се срутят при голямо земетресение, според "най-консервативната" оценка на репортерите Ронг-Гонг Лин II, Розана Ся и Дъг Смит на парче в "Лос Анджелис Таймс", В зависимост от часа на деня, в който е попаднал тембър, списъкът на жертвите от тези 50 срутвания може да бъде на хиляди, казаха те в доклада от октомври 2013 г.

Дори в райони, склонни към земетресение, информация за това кои сгради изглежда са най-застрашени може да бъде трудно да се получи. В L.A., например, по-голямата част от по-старите бетонни сгради не са били проверявани за сеизмична безопасност преди да излезе докладът на Times. Оттогава градът започва инвентаризация на по-стари бетонни сгради и също така обсъжда как да реализира програма за модернизиране. През 2014 г. изследователите от Калифорнийския университет дадоха на градските служители адресите на всички бетонни бетонни сгради, които бяха идентифицирали в града, и полученият списък е онлайн. Изследователите също така отбелязват, че „не са определили дали някоя конкретна сграда представлява по-голяма опасност от срутване в сравнение с други сгради“.

Този опис на бетонни сгради отпреди 1976 г. в Лос Анджелис е част от по-широк проект „NEES Grand Challenge“, финансиран от програмата NSF за симулационна инженерна симулация (NEES). Проектът обединява изследователи, преподаватели, инженери и експерти по публичната политика, за да разработят стратегии за идентифициране на опасни по-стари бетонни сгради и да насърчават стратегии за смекчаване. (NEES е мрежа от 15 мащабни експериментални площадки, които разполагат с такива модерни инструменти като разклащащи се таблици, центрофуги, които симулират ефектите на земетресението, уникални лаборатории, басейн с вълна на цунами и оборудване за тестване на полета.)

Изработка на огънати сгради

Поговорката в света на сеизмичните инженери е, че „земетресенията не убиват хора, а сградите правят“. Това несъмнено е защо Федералната агенция за управление на извънредни ситуации на САЩ (FEMA) нарича не-модернизираните сгради „единственият най-голям принос“ за риска от земетресение в Съединените щати.

В Непал, който се възстановява от опустошителното земетресение и афтършокове на 25 април, някои сгради са направени от несенобетон, но повечето структури там - особено в селските райони - са построени от неармирана зидария (URM), каза DesRoches. URM, които са изработени от тухла, глина или други материали за зидария, са изключително уязвими при земетресения. Толкова много, строителните кодове в Съединените щати забраняват ново строителство от този вид в райони с висока сеизмична активност. (Ако се притеснявате за сграда на URM, FEMA има на разположение статия за намаляване на риска.) [Интелигентни материали подобряват дизайна на мостове, устойчиви на земетресения]

Основен проблем при по-старите бетонни сгради по време на земетресения е повредата на носещите колони. В по-новите сгради колоните имат повече и по-добре поставени „пластични детайли“, като плътно разположени стоманени връзки или спирална армировка. За да направите по-старите сгради по-пластични, е необходимо модернизиране.

Най-често срещаните модернизации са бетонните срязващи стени и укрепващи системи като диагонални стоманени армировки, каза DesRoches. Но те могат да бъдат скъпи и да изискват използването на тежки машини, както и временната евакуация на сградите.

С подкрепата на NSF, екипът на DesRoches от Georgia Tech проучва как нестатичните сгради се държат по време на земетресения и как да поставите правилните модернизации на правилните места, за да запазите структурите непокътнати на движеща се земя.

"Искаме те да не се сринат при земетресение от умерено до по-голямо... Искаме те да имат много малки щети при малко земетресение", каза DesRoches. Основен приоритет е разработването на решения, които са рентабилни, лесни за поддръжка и няма да изискват сградите да бъдат освободени по време на надстройката. "Този проект е фокусиран върху опитите да се намери начин... това е по-малко разрушително от сегашните подходи. Значи, не е нужно да освобождаваме сградата с месеци или години, за да я преоборудваме. Това не променя облика на сградата драматично и е доста лесно и икономично да се направи. "

Тестване на модернизациите от ново поколение

Миналата година лабораторията за строене и материали на Georgia Tech имаше мащабна бетонна бетонна сграда, изградена за тестване на модернизации. (Вижте придружаващото видео.) Двуетажната сграда с площ от 3000 квадратни метра е копие на строителството от средата до края на 20-ти век.

„Това е много типично строителство в части от Западното крайбрежие преди 1950 г. и части от Източното крайбрежие преди 1980 г. Ние го детайлизирахме, подсилихме въз основа на това, което би било направено по това време и това, което знаем, че съществува там, всички над САЩ “, каза той.

Екипът проведе поредица от тестове, използвайки мобилен шейкър, заимстван от финансираната от NSF мрежа за симулация на земетресението. "Поставихме го на покрива на конструкцията и го закрепихме надолу. Натоварва странично вашата сграда [и] сградата всъщност преживява това, което би изпитало при земетресение."

Тестовете симулират разтърсване, еквивалентно на това на две исторически земетресения - Ел Центро, Калифорния през 1940 г., земетресението в Севертридж през 1994 г.

Екипът наряза модела на четири еднакви заливи, за да тества три различни модернизации, както и да няма модернизация. Първата модернизация беше яке от въглеродни влакна, предназначено да се увие около колони и да ги ограничи; втората беше също въглеродна обвивка, с фугираща смес между обвивката и колоната; Третата беше нов интелигентен материал, разработен DesRoches - извиваща се никелова титаниева сплав, известна като сплав за форма на памет. "Този материал може да премине през значително количество изместване и след това просто извира вдясно", каза DesRoches. [В структурния дизайн, по-малко е повече]

Изследователите също изпробвали залив без каквато и да било преоборудване, за да видят как се представя. Този тест беше много успешен - трябваше да спрат шейкъра, за да избегнат срив. "Това наистина потвърди това, което знаехме", каза DesRoches. "Тези структури не могат да се движат много."

За разлика от тях, и трите модернизирани отвора се представиха добре, като всеки от тях впоследствие осигурява повече защита от предишния (въглеродна обвивка, въглеродна обвивка с разтвор, сплав за форма на паметта). Анализът на данните ще каже повече, но DesRoches вярва, въз основа на видяното по време на тестовете за разтърсване, че модернизацията на паметта на формата ще осигури най-голяма здравина и пластичност, въпреки че това ще бъде и най-скъпата модернизация.

Студентите на DesRoches сега анализират големите количества данни, генерирани от сградата на модела, която беше оборудвана с хиляди сензори. Целта е да се създаде избор на модернизиране и да се предоставят на органите за строителни кодове, като Международния съвет по кодекса (ICC), базирани на изследвания резултати, които те могат да използват за актуализиране на код. ICCs

Ще отнеме време на изследователския екип да финализира резултатите и да ги предостави на МНС или други органи, които пишат и актуализират кодове на сгради и насоки за преоборудване - и резултатите ще трябва да бъдат копирани от други изследователи.

Строителна сила

С избор на модернизации, собствениците на недвижими имоти ще трябва да определят какъв вид изпълнение искат за своите структури, което вероятно ще бъде функция на вида сграда. Болница, например, ще трябва да работи напълно по време и след земетресение, но гараж за паркинг не би.

Ако сте актуален експерт - изследовател, бизнес лидер, автор или новатор - и бихте искали да допринесете за редакция, изпратете ни имейл тук.

Ако сте актуален експерт - изследовател, бизнес лидер, автор или новатор - и бихте искали да допринесете за редакция, изпратете ни имейл тук.

Градовете започват да се справят с голямото предизвикателство за устойчиви на земетресения по-стари сгради. Сан Франциско е възложил до 2020 г. да бъдат модернизирани всички дървени рамкови сгради от пет или повече единици с "меки" първи истории.

В Лос Анджелис кметът Ерик Гарсети призовава депутатите да приемат законопроект, който да дава данъчни кредити на собствениците на имоти, които преустройват сгради. Законопроектът е един от елементите на усилията за земетресение на Garcetti, които включват задължително предложение за модернизиране.

В Калифорния има 17 000 по-стари бетонни сгради, включително частни сгради, училища и правителствени сгради, според изследователска група, наречена Бетонна коалиция. Само в Лос Анджелис има повече от 1000, според коалицията.

„Мисля, че много хора смятат, че няма да направите нищо за земетресение, освен да се надявате, че то няма да се случи, докато сте в сградата или докато живеете в този район“, каза DesRoches. "Мисля, че нашият тест и други тестове показаха, че всъщност има доста прости начини, по които можете да преустроите структурата, за да подобрите значително това поведение, така че тя да не се срине или дори да е напълно действаща след земетресение. Ние искаме да спасим живота, но също така искаме да поддържаме болниците, училищата и предприятията възможно най-функционални. "

Следвайте всички въпроси и дебати на експертните гласове - и станете част от дискусията - във Facebook, Twitter и Google+. Изразените мнения са тези на автора и не отразяват непременно възгледите на издателя. Тази версия на статията първоначално е публикувана в WordsSideKick.com.


Видео Добавка: .




Изследване


Земното Магнитно Поле Може Да Се Обърне През Нашия Живот
Земното Магнитно Поле Може Да Се Обърне През Нашия Живот

Чернобилски Вълни Туристи С Обещание За „Незначителен“ Риск
Чернобилски Вълни Туристи С Обещание За „Незначителен“ Риск

Наука Новини


Цъфтящи Зверове: Динозаврите Идват Рози В Изкуството На Ai
Цъфтящи Зверове: Динозаврите Идват Рози В Изкуството На Ai

Древен Милипед Ходил С Динозаври, Умрял В Лепкава Капана
Древен Милипед Ходил С Динозаври, Умрял В Лепкава Капана

Картофи: Ползи За Здравето, Рискове И Хранителни Факти
Картофи: Ползи За Здравето, Рискове И Хранителни Факти

Интелигентни Хапчета: Истината За Когнитивно Засилващите Лекарства
Интелигентни Хапчета: Истината За Когнитивно Засилващите Лекарства

Новата Химическа Плака
Новата Химическа Плака "Мие Далеч" Алцхаймер В Мишки


BG.WordsSideKick.com
Всички Права Запазени!
Възпроизвеждането На Използваните Материали Оставя Само Prostanovkoy Активна Връзка Към Сайта BG.WordsSideKick.com

© 2005–2019 BG.WordsSideKick.com