在旧金山这样的地区,地震是一种决定性的自然力量,在那里,通常是何时,而不是是否会发生另一场地震的问题。居民们不仅要应对数十亿美元的财产损失,还要应对失去家园带来的情感损失,他们不确定自己何时能回来,如果能回来的话。
由德克萨斯农工大学扎克里土木工程系助理教授玛丽亚·科利乌博士领导的一组研究人员,正在对住宅木结构建筑在强烈地震中如何受损进行研究,为如何最好地建造和维修基础设施提供新的见解,以便居民能够尽快搬进去。
该项目与日本名古屋大学的Takuya Nagae博士领导的研究人员合作,在日本世界上最大的振动台(E-Defense)上进行了一系列测试,研究地震对城市环境中的住宅基础设施的影响。
这项合作努力是美国国家科学基金会(NSF)快速反应研究项目的一部分,该项目是由美国国家科学基金会资助的自然灾害工程研究基础设施(NHERI)与日本国家地球科学和灾害恢复研究所(NIED)合作完成的。
Koliou说:“这项研究通过使用华盛顿大学NHERI RAPID设施的先进监测设备,在控制良好的实验室环境中,提供了一套独特的木框架结构和它们内部的非结构元素在强烈地震下的性能数据。”“这使我们能够识别损伤模式,进行测量,并看到损伤是如何在这些结构中发生和传播的。”
该研究小组参与了两座木框架建筑在不同基础条件下的地震测试,包括基础隔离系统、固定连接条件,以及在模拟土-结构相互作用效应的土盒上测试一座建筑。
Koliou说:“简单地说,地震隔离可以被想象成把建筑物放在轮子上,让建筑物在地震期间来回移动,主要是水平地震动,而不会造成重大损害。”“在测试过程中,我们观察到,经过测试的隔离系统是一种有效的技术,能够将结构和非结构部件的损伤降至最低。”
通过土箱试验,研究人员可以看到各种建筑构件的相互作用,如管道,在地震期间。从灾难恢复的角度来看,这种测试是非常重要的,因为如果没有工作的公用设施线路,即使建筑物的结构损坏很小,居民也无法搬回他们的家。
这些测试的初步数据为这些类型的结构在地震中如何表现提供了一些见解,这可以影响损害减轻和降低地震脆弱性。
随着测试的完成,该团队还计划邀请一个专家小组,其中包括来自日本的合作者和来自各个技术领域的美国领先专家。
Koliou说:“这个面板将帮助我们识别美国和日本木结构住宅建筑的损坏模式和结构性能的相似之处。”“我们感兴趣的是确定美国城市环境的建设和破坏的相似性,以及确定恢复时间和恢复力评估研究的相关成本。
Koliou说,除了可以应用于美国结构的数据和可以在改善灾难恢复方面取得的进展外,来自不同国家的研究人员之间的合作是一个有益的经验。
Koliou说:“这是一个独特的机会,可以参与世界上最大的振动台的全尺寸测试,并有机会与日本和美国的顶尖专家合作。”“观察实际的木结构住宅结构受到强烈地震的影响是令人着迷的。这是一种会伴随你一生的经历。”
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