Forskning viser målemodeller, der er effektive til at forudsige stormskader på trærammer

Et par skala modelstrukturer udsat for simulerede stormforhold i et laboratorium i Oregon State University reagerede som ægte trærammehjem under de seneste orkaner, tyder på, at modelbygninger kan give vigtig designinformation til lavtliggende områder, der er sårbare over for stormfloder og store bølger.

"Vi ønskede at etablere en måde at bygge skalerede træ-stelprøver, der ville opføre sig, og i sidste ende mislykkes, under bølgeladning ligesom deres fuldskala modstykker er blevet observeret til, "sagde Sean Duncan, der ledede undersøgelsen som forskerassistent ved Oregon State College of Engineering. "Og vi satte os også for at udvikle en ligning, der kunne forudsige fordelingen af ​​løftetrykket på forhøjede strukturer. Vi var i stand til at nå begge disse mål."

Den ene af modelstrukturerne blev forhøjet - bygget således at opholdsarealerne ville være fra jorden - og den anden var "i klasse, "eller på jorden. Som forskerne forventede, on-grade modellen kunne ikke modstå vandstanden så høj som den hævede, og begge pådrog sig skader på måder, der var i overensstemmelse med, hvad der sås i virkelige boligstrukturer under orkanen Sandy i 2012 og orkanen Ike i 2008.

Undersøgelsen af ​​Duncan, OSU -kolleger Dan Cox, Andre Barbosa og Pedro Lomonaco og samarbejdspartnere fra University of Hawaii og University of California, Berkeley, viste også, at en fjernføleringsmetode kendt som LiDAR kunne spore modellernes skadeforløb, efterhånden som bølgerne og stormfloderne steg i intensitet.

Modellerne blev bygget i en sjette skala, med styrke og stivhed på niveau med virkelige boliger som dem, der blev ramt af orkanen Sandy i Ortley Beach, New Jersey, og af orkanen Ike på Texas 'Bolivar -halvø. Hver af disse storme forårsagede omfattende skader, som fokuserede større opmærksomhed på kystsamfundets sårbarhed over for bølger og stormfloder, og om at lære mere om, hvordan man designer og konstruerer stormresistente boliger, Sagde Duncan.

"Befolkningen i den slags samfund stiger, og det samme er havniveauet, "sagde Duncan, nu havne- og mariningeniør med WSP U.S. på Federal Way, Washington. "Det betyder, at risikoen forbundet med orkaner også stiger, især fordi forskning tyder på, at orkaner stiger i intensitet og vil fortsætte med at gøre det. Derfor er det så vigtigt at forstå de kræfter, disse storme genererer, og hvordan kyststrukturer reagerer, så planlæggere og byggeindustrien kan arbejde sammen om at afbøde den potentielle skade fra disse meget sandsynlige, meget kraftige storme. "

Placeret på en simuleret kystlinje i Directional Wave Basin ved O.H. Hinsdale Wave Research Laboratory, modellerne oplevede bølger og vanddybder, der replikerede forholdene i orkanen Sandy. Bassinet er 48,8 meter langt, 26,5 meter bred og godt 2 meter dyb, og flere instrumenter målte de hydrodynamiske belastninger.

Lodrette kræfter på den forhøjede prøve viste sig at korrelere med bølgehøjde, luftspalte og vanddybde, Duncan sagde, med de kræfter, der topper i det dybeste vand ved maksimal nedsænkning.

"Hævningstryk påvirkes også af, hvordan og hvor bølgerne bryder, "sagde han." Bølger, der brød lige på prøverne, forårsagede generelt større lodrette kræfter. Og den forudsigende ligning, vi udviklede, baseret på bølgehøjde og luftgab, er gældende for en række forhold mellem strukturlængde og bølgelængde, bølgehøjder, luftgab og vanddybder. "

Luftgab refererer til højden af ​​bunden af ​​det laveste vandrette element, eller LHM, af en forhøjet struktur i forhold til det stille vandstand.

Fund blev offentliggjort i Kystteknik , og forskningen blev støttet af Department of Homeland Security og National Science Foundation.