Schäden durch Hurrikans und Tsunamis sieht seltsam gleichermaßen

Während Hurrikan Katrina im Jahr 2005 und der Tsunami im Indischen Ozean 2004 durch sehr unterschiedliche Kräfte angetrieben wurden, findet sie verursacht Schäden an Bauwerken in überraschend ähnliche Weise eine neue Studie.

Die Studie, einschließlich einen fotografischen Überblick über Schäden, die Hurrikan Katrina zur Mississippi Küste haben, zeigte, wie die Kraft des Wassers – sei es von einem Tsunami oder ein Hurrikan – können entfernte Gebäude heben oder den Boden, unter ihnen zu entreißen.

Die Erkenntnisse könnten zu neuen Bemessungsnorm führen, die in solchen Naturkatastrophen viele Leben retten würde.

Was passiert

Der Großteil der Schäden an Gebäuden während eines Hurrikans kommt nicht aus der grausamen Sturmwinde, aber aus dem Meereswasser die Winde schnell schieben onshore, Sturmflut genannt.

Ebenso können die massiven Wellen, die generiert werden können, wenn ein Ozean oder anderen großen Körper von Wasser durch ein starkes Erdbeben oder vulkanische Eruption getroffen wird enorme Schäden verursachen sie in Strukturen slam.

"Geht es um Kräfte auf eine Struktur, was passiert in einer Sturmflut sehr ähnlich, was in einem Tsunami passiert ist", sagte Studie Teammitglied Yin Lu "Julie" Young von der Princeton University. Beide Phänomene führen zwei Arten von Kräften an Gebäuden: horizontale Strukturen drückt und oberen Etagen nach oben drückt.

Derzeit entfallen Bemessungsnormen nur die horizontale Kraft des Wassers und der nach unten gerichtete Kraft von Schwerkraft auf ein Gebäude.

Die potenziell zerstörerischen Kraft nach oben eines Hurrikans oder Tsunami tritt auf, wenn ein Luftpolster zwischen der Basis einer Struktur, in der Regel eine Betonplatte und das Wasser unter bildet – machen die Platte mehr Auftrieb.

Diese Auftriebskräfte "rocken die Struktur ein wenig, und [der Gründung] abhebt und fällt es woanders", sagte Young.

Flüssiger Boden

Ein weiteres Problem, dass Codes nicht Adresse Design ist ein Prozess mehr häufig im Zusammenhang mit Erdbeben: Verflüssigung oder den Prozess des Bodens von fest in eine Flüssigkeit verwandeln.

Verflüssigung passiert wenn gesättigten Boden durch hohen Druck freigegeben wird. Im Falle von Hurrikan Katrina überschwemmt die Sturmflut, die eine Höhe von 30 Fuß entlang einige Teile der Mississippi Küste erreicht, den Sand, sättigt es und unten andrücken.

Aber wenn das Wasser zurückzog, der Druck verschwunden, keine Spannungen dem Sand so schnell, dass Dekomprimieren die Sandpartikel zusammengehalten.

"Dann der Sand nur aus wie eine schwere Flüssigkeit fließen würde," sagt Young, die Gebäude und Brücken zu untergraben und bewirken, dass sie zusammenbrechen kann.

In Tsunamis, möglich sagte sie ähnliche Prozesse. Ihre Gruppe führt Experimente durchführen, um diese Phänomene besser zu verstehen.

Vertikale Evakuierungen

Design Bauvorschriften bilanzieren für Verflüssigung und die nach oben Kräfte, die Wasser ausüben kann, sagt Young.

Etwas unterhalb der zweiten Etage eines Gebäudes sollte eine "Wash away Strukturen", oder Wände, die leicht in einer Flut wegwaschen werden sagte sie, weil sonst das Wasser an Wänden, wodurch sie übertragen schieben kann erzwingen, tragende Säulen, droht des Zusammenbruchs der Struktur.

Für Bereiche, wo es wenig Vorwarnzeit vor einem Tsunami oder wo Populationen sind arm und Leben in rudimentäre Strukturen, Gebäude sollte gebaut werden, um diese Kräfte zu widerstehen, so dass Menschen zu Obergeschossen evakuieren können.

"Zum Beispiel Hawaii: haben Sie einen Tsunami, in Waikiki, wo Sie gehen können? Sie können nicht überall hingehen aber oben", sagte Young. "Sie müssen also sicherstellen, dass Menschen vertikale Evakuierungen tun können."

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