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科学家们在遭受龙卷风袭击的建筑物中找到了主要弱点

2014年5月2日|0评论

2014年5月2日

一项新研究得出结论,当龙卷风席卷城镇时,脆弱的车库门是房屋中致命的薄弱环节,可能加剧房屋结构破坏和人员伤亡。

据研究显示,车库的撕裂让强风和高压进入主屋,导致屋顶和墙壁倒塌,最新的一次是2013年俄克拉荷马州的一场强大龙卷风造成的破坏。

阿拉巴马大学(UA)和其他机构的研究人员说,更好的设计和构造可以保护龙卷风途经的大部分建筑,但对于那些暴露在完全猛烈的风中的人来说,只有内部安全屋和风暴庇护所才有机会存活。

“一旦车库上方的屋顶被吹掉,房屋的主体部分通常会出现一个大洞,”佐治亚大学土木、建筑和环境工程副教授、最新报告的主要作者安德鲁·j·格雷廷格博士(Dr. Andrew J. Graettinger)说。

在2013年俄克拉荷马州摩尔·摩尔·摩尔(Justin Sullivan / Getty Images)中撕裂的龙卷风损坏

他补充说:“我们需要考虑损坏的损坏的起点,损失,伤害和经济损失的建筑组件。“如果我们为这些弱势区域设计,我们可以在所有人中开始将这些建筑物保持在一起,但最强大的风也可以生产。”

2013年5月20日,一场龙卷风袭击了俄克拉荷马州的摩尔市。它被记录为增强藤田级的“EF5”事件,意味着风速超过200英里每小时。地震摧毁了17英里内超过1.2万所房屋和轻型商业建筑,造成24人死亡,约350人受伤,估计造成30亿美元的总体经济损失。

在之后的几天里,来自六个机构的研究人员前往摩尔,调查木结构是如何支撑的。他们发现,房屋故障的根源往往是车库门,特别是与房屋相连的车库。

当车库门被吹掉时,会导致车库增压,屋顶脱落,车库墙倒塌。该研究表明,这通常会导致主楼出现裂缝,损害其结构完整性。

安全的房间

该团队在摩尔大学龙卷风在2011年击中这些城市的托斯卡罗萨,阿拉巴马州和乔普林的摩尔中,摩尔中的安全房间和庇护所的更多利用比以往到以前的研究。(安全房间是内部建筑的强化结构,以保护窃贼或龙卷风的居民。)

Andrew Graettinger检查了一个安全的房间,当奥克拉荷马(阿拉巴马大学)

这也许并不奇怪——摩尔的EF5龙卷风是1999年以来袭击这座城市的第三次主要龙卷风。当2013年龙卷风袭击摩尔市时,该市共有3236个注册的避难所,约占所有家庭的16%。

在受灾地区,研究人员检查了75个住宅避难所。其中68人被埋在地下,这些人都保住了房主和他们的邻居的性命。在75个避难所中,只有一间地上的安全屋被飞出的碎片击穿,研究小组将其归咎于安全屋建造过程中的错误。

结论很简单:安全的房间可以拯救生命。“这很重要,”格雷廷格说,“因为尽管制定建筑规范以抵御小型龙卷风、大风暴或改造现有房屋的努力取得了进展,但安全屋是拯救生命的最佳选择。”

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在这三次事件之后,研究人员的目标是更好地了解大型龙卷风所产生的力量和风力在龙卷风路径上的分布,并为设计规范提出建议。

根据2011年收集到的数据,研究人员得出结论,轻型木结构根本无法承受EF5级龙卷风的直接袭击,甚至EF4级龙卷风也无法承受,这种龙卷风产生的风速超过每小时166英里。

这张地图显示了2013年摩尔龙卷风的部分路径所经历的不同风速。EF4和EF5的优势较暗,而大多数较弱(快速部署损害评估小组/高级公共安全中心)

但也有好消息:这些“大地震”的全部力新利网址18登录量都相当集中,而且他们估计,85%的整体损伤区域看到风速小于135mph。因此,建筑物通过更好的设计和施工,EF4系统的边缘可以更安全。

然而,不幸的家庭人发现自己在一个大的中央路径中,他们最好希望他们有一个安全的房间。

•参与摩尔研究的还有佛罗里达大学(University of Florida)土木和海岸工程助理教授戴维·o·普雷瓦特(David O. Prevatt)博士;俄勒冈州立大学(Oregon State University)木材科学与工程教授拉凯什·古普塔(Rakesh Gupta)博士;Arthur G. Cosby博士,密西西比州立大学William L. Giles特教教授、社会科学研究中心主任;Robert Emerson博士,俄克拉荷马州立大学结构工程副教授;以及罗斯-胡尔曼理工学院机械工程副教授弗雷德·哈恩博士。

要查看完整的报告以及损坏评估的互动地图,请访问在这里