在大自然的阿森纳的自然危害中,龙卷风是最恶毒的一些。但是,虽然在建筑设计中定期考虑其他危险,但龙卷风在美国大多数结构的一部分方程之一,即使在高度龙卷风的地区。现在,即将到来的批判性建筑标准版本提供了一定需要的关注。
美国土木工程师协会(ASCE)发布了2022年版ASCE 7的草案,以便在12月的最终出版物之前发布公众反馈。该建筑标准有助于工程师确定其建筑物应该能够承受的负载(或力),无论是来自飓风,地震,洪水还是雪。凭借新版,由于国家标准与技术研究所(NIST)的研究,龙卷风可能很快就会加入该清单。
新版的草稿具有一类龙卷风危险地图,意图指导根据其尺寸和地理位置的基于其尺寸和地理位置的关键设施设计,例如学校,消防站和医院。
“如果标准最终被采用到建筑规则中,它将为龙卷风提供一些急需的基本保护,从而减少赔偿和尤其是在美国中部和东南部的恢复,”椅子的NIST研究结构工程师Marc Levitan说任务委员会开发出ASCE 7新的Tornado负载章节。
龙卷风每年比地震和飓风相结合的更多死亡。和流行的龙卷风的风暴超越了飓风和热带风暴的集体年度被保险人数。但是,禁止龙卷风庇护所和核电站,建筑设计历史上没有占龙卷风。龙卷风的非凡力量和常见的看法,即被击中的风险很低,已经融入了一种误解,以便在建筑设计中寻求龙卷风将是太昂贵的。
这种心态开始于2011年开始转移,当时打破龙卷风季节在美国NIST上肆虐的伤害彻底调查了那个年度最糟糕的事件之一,龙卷风被评为最严重的富士群岛(EF)规模 - EF5 - 通过密苏里州的乔普林撕裂。在龙卷风醒来的超过8,000个建筑物中,是学校,大型店铺,养老院,消防站和主要医院,最终被拆除。
由Levitan领导的NIST团队发现,尽管最强大的风浪费在龙卷风中心附近的建筑物,但超过70%的总伤害路径源于较低的风速。为那种风程度设计更具经济可行性。
“建筑规范和标准不需要设计最飓风和地震。利维坦说,我们需要为更适中和更常见的龙卷风设计速度应用同样的哲学。“
asce 7已经包含飓风和其他风暴的危险地图,这些风暴规定了在全国各地的不同地区的建筑物设计中被考虑的风速。工程师使用这些地图来识别他们的建筑物可能会遇到的强风,然后使用标准的其他部分,计算风将适用于其建筑物的元素的压力,包括其框架,墙壁和屋顶。
NIST研究人员,与Apply Research Associates Inc.一起使用的工程师,寻求建立类似的龙卷风过程。但首先,他们必须获得有关在地点以及扭曲者发生的大量信息以及他们的风力推动和拉动建筑部件的大量信息。
在其他努力中,研究人员在60多年的龙卷风记录中分析和填补了差距,研究了微型建筑如何在实验室中的小规模涡旋和进行广泛的基于计算机的结构建模。通过分析乔普林和其他龙卷风的伤害,他们能够通过现实世界的数据备份模型的性能。然后他们用他们的调查结果开发了龙卷风危险地图和方法,以帮助工程师确定他们的结构需要抵抗的力量。
现在出现在ASCE 7草案中,该指南仅适用于该国龙卷风地区的建筑物,距离落矶山脉以东,并且仅适用于被定义为风险类别III或IV的建筑物。 Asce描述了III类中的结构,因为如果失败,那些可能代表对人类生活的大量危害。第四类包括基本设施。
对于风险类别III型建筑,包括学校和其他高占用结构,该标准要求工程师使用带有风速的地图,该地图在50年内至少有一次超过3%的机会 - 这是服务生活的共同目标建筑设计。对于重要的IV类建筑,如医院或消防站,那种耐受性收紧了1.7%。该标准还提供了额外的地图,对于旨在设计超过最低要求的竞技建筑物的社区甚至更高的风速。
地图也用于构建大小。他们的龙卷风速度根据结构足迹的区域而变化,反映了结构越大的事实,龙卷风的可能性越大。
一旦2022年版ASCE 7最终确定了这一12月,龙卷风地区,其中许多可能已经被暴力扭曲者酗酒,将有指导设计新建筑物,以更好地天气下一个攻击。 如果模型建筑规范(由独立守则和标准组织维护)采用标准,那么这些代码纳入美国州和地方建筑物代码,则新实践将变得普遍,从大自然最恶毒的一个储蓄和财产拯救生命和财产 威胁。 标准草案可用于从ASCE网站下载(需要免费注册)。 个人和组织可以通过ASCE的公众意见系统提供关于标准的反馈,直到2021年7月31日。