Ett exempel på den typiska California soft-story-strukturen Photo Courtesy Adan Engineering Den 17 januari 1994, en jordbävning med en storlek på 6,7 drabbade Los Angeles-området Reseda. Jordbävningen i Northridge, som det blev känt, väckte nationell uppmärksamhet på en grundläggande strukturell brist som plågar tusentals byggnader som ligger i några av Amerikas mest jordbävningsbenägna städer. När temblorn skramlade över staden, bottenvåningen i lägenhetskomplexet Northridge Meadows kollapsade under de två våningarna ovanför den. Sexton invånare, alla på första våningen, dog som ett resultat [källa:Reich]. Varför kollapsade komplexet när så många andra byggnader stod kvar? Eftersom Northridge Meadows var en byggnad med mjuka historier.
Mjuka byggnader , så kallad för att ha första berättelser mycket mindre styva än berättelserna ovan, är särskilt mottagliga för jordbävningsskador på grund av stora, oförstärkta öppningar på deras bottenvåningar och i sin typiskt träkonstruktion. Dessa öppningar rymmer ofta parkeringsplatser, stora fönster och expansiva lobbyer i bostäder och butiker. Utan rätt design, sådana strukturer tål mycket mindre laterala krafter - krafter som driver en struktur från sida till sida- som jordbävningar genererar. När första våningen viks, de övre våningarna pannkaka ner ovanpå det, krossa något under.
Det är helt klart ett stort problem i befolkningstäthet, jordbävningsbenägna områden som Los Angeles och San Francisco (och, teoretiskt sett, någon stad med hög densitet, jordbävningstungt område med liknande konstruktion), ändå har dessa städer fortfarande tusentals mjuka byggnader som behöver förbättras. En studie utförd av California Institute of Technology fann att, av Los Angeles uppskattade 20, 000 mjuka byggnader, endast 800 hade förbättrats [källa:Jessup]. San Francisco står inför en liknande situation med sina cirka 10, 800 byggnader med mjuka våningar [källa:Association of Bay Area Governments]. Ännu värre, experter förutspår en stor jordbävning i Bay Area under de kommande decennierna. Om en sådan skalv inträffar, 80 procent av San Franciscos mjuka byggnader skulle kollapsa eller skadas utan reparation som ett resultat [källa:Selna].
Vad kan man göra för att förhindra en sådan katastrof? Det är där strukturingenjörer som Dr.Scott Adan kommer in. Grundare och rektor för Adan Engineering, han specialiserar sig på en process som kallas mjuk berättelse seismisk eftermontering .
"Sidstyvhet och styrka är de viktigaste ingredienserna för att göra byggnaders jordbävning säker." I en mjuk historia byggnad, sidokomponenterna antogs antingen aldrig eller så är de bara inte tillräckligt starka för att motstå de pålagda jordbävningskrafterna, "förklarar Adan.
Mjuk historia seismisk eftermontering adresserar dessa försummelser, lägga till de strukturella komponenter som behövs för att byggnader ska stå kvar efter en jordbävning träffar. Läs vidare för att ta reda på hur processen fungerar och hur städer uppmuntrar byggnadsägare att göra dessa förbättringar.
Byggnader med flera öppningar som inte stöds på bottenvåningen kan ha problem när en jordbävning rullar in till stan. Detta hus i Kalifornien stod inför en allvarlig rekonstruktion efter jordbävningen i Northridge 1994. Foto med tillstånd av FEMA News De första stegen i alla seismiska eftermonteringar med mjuk historia är att analysera strukturen och bestämma det bästa sättet att stärka fastigheten. Strukturingenjörer och entreprenörer måste väga flera faktorer när de beslutar om det bästa sättet att närma sig ett sådant projekt. De måste inte bara se till att byggnaden uppfyller de strukturstandarder som krävs för eftermonterade byggnader, men de måste också minimera påverkan på byggnadens funktionalitet. Lika lätt (och potentiellt ful) som det kan vara att förstärka byggnader genom att fylla parkeringsplatserna på bottenvåningen med hängslen eller murar över sina bildfönster, både stadszonlagar och försiktiga byggnadsägare säkerställer att det inte är ett alternativ. Istället, ingenjörer och entreprenörer använder vanligtvis några olika tillvägagångssätt för att slutföra en seismisk eftermontering med mjuk historia.
"Man kan stärka befintliga väggar, lägg till nya "skjuvväggar" eller lägg till en stålram i byggnadens mjuka områden, "säger konstruktionsingenjör Adan. För att stärka befintliga väggar, finish som gips eller stuckatur ersätts med kraftigare plywood. Förankring av väggar till fundamentet är också en del av processen. Lägger till skjuvväggar - väggar byggda för det enda syftet att lägga till sidostabilitet- kan också vara mycket effektiva, förutsatt att de inte stör strukturens funktion. Om de gör det, en stålram kan vara det bästa alternativet, även om sådana ramar kan vara dyrare och farligare att installera (tack vare brandrisken och skadliga ångor som genereras vid svetsning på plats) än andra tekniker.
Istället för att göra byggnader jordbävningssäkra, eftermontering syftar till att göra dem jordbävningssäkra, vilket betyder att de fortfarande kommer att stå när skakningen upphör. Adan påpekar snabbt att även med dessa förbättringar, eftermonterade byggnader kommer fortfarande inte att uppfylla de strukturella standarderna för modern konstruktion.
"I de flesta fallen, [International Code Council] riktlinjer för seismisk eftermontering av befintliga byggnader kräver att mjukbyggda ombyggnader ger minst 80 procent styrka av nivån ovan (den sårbara historien) och att den eftermonterade styvheten är cirka 60 procent av den som krävs för nybyggnation , " han säger.
Vi kommer att ta reda på hur mycket eftermontering kostar nästa.
Kostnaden för en eftermontering med mjuk historia varierar mycket beroende på projektets omfattning, men en stor byggnad kan kosta uppåt $ 100, 000 för att eftermontera i vissa fall [källa:Selna].
Klart, mjuk historia seismisk eftermontering är inte billig, men det kan vara bra pengar. En Caltech-undersökning fann en 7:1-nytta-till-kostnad-kvot för pengar som används på skjuvväggar och en 4:1-kvantitet för pengar som spenderas på eftermontering av stålramar [källa:Association of Bay Area Governments]. Fortfarande, byggnadsägare vill ofta inte hantera krångel och kostnad för processen, så städerna använder en mängd olika metoder för att uppmuntra eller, i vissa fall, kräver till och med ägare att eftermontera sina byggnader.
I Berkeley, till exempel, ägare till mjuka byggnader måste få sina byggnader bedömda med avseende på strukturella svagheter. Huruvida de sedan väljer att rätta till dessa svagheter är upp till dem, men om en ägare bestämmer sig för att avstå från kostnaden, han eller hon måste lägga upp en varning som informerar alla invånare och gäster om att byggnaden sannolikt är osäker vid en jordbävning. Andra städer uppmuntrar till eftermontering genom att avstå från zonplaneringskrav för parkering och andra byggregler, ge skatteincitament eller hindra byggnadsägare från att utföra andra renoveringar eller förbättringar tills de först har eftermonterat sin byggnad. Går längre, städer som Fremont uppmanar helt enkelt ägare till mjuka byggnader som byggdes före 1978 att eftermontera dem eller få stora böter [källa:Community Action Plan for Seismic Safety]. Förhoppningsvis, politik som denna, snarare än en annan jordbävning, kommer att föra välbehövlig uppmärksamhet till frågan om eftermontering av mjuk historia.
Fortsätt läsa för fler jordbävningslänkar som kommer att skramla dig.
Varför Kalifornien?I Kalifornien, den stora skalan och antalet mjuka berättelser, trästomme, multi familj, bostadskonstruktioner dvärgar som i andra seismiskt aktiva regioner, säger Adan, konstruktionsingenjören. Varför? Efter den stora jordbävningen och branden 1906 stora delar av San Francisco byggdes om, mestadels av det rikliga utbudet av lokalt tillgängligt virke. Denna mjuka byggnadsboom har inget internationellt prejudikat, förklarar Adan. Andra områden i Kalifornien följde efter i efterkrigsbefolkningen och byggboomer, perioder då jordbävningsriskerna inte var så väl förstådda och byggkoder inte vanligtvis tog itu med hotet.
