Yang Terbaik dari Bangunan Tahan Tsunami

Arsitek dan insinyur dapat mendesain bangunan yang akan berdiri tegak bahkan pada saat gempa bumi paling ganas. Namun, tsunami (diucapkan soo-NAH-mee), serangkaian gelombang dalam badan air yang sering disebabkan oleh gempa bumi, memiliki kekuatan untuk membasuh seluruh desa. Meskipun tidak ada bangunan yang tahan tsunami, beberapa bangunan dapat dirancang untuk menahan gelombang yang kuat. Tantangan arsitek adalah mendesain acara dan desain kecantikan - tantangan yang sama dihadapi desain kamar yang aman.

Tsunami biasanya dihasilkan oleh gempa bumi yang kuat di bawah badan air yang besar. Peristiwa seismik menciptakan gelombang bawah permukaan yang lebih kompleks daripada ketika angin hanya meniup permukaan air. Gelombang itu dapat melakukan perjalanan ratusan mil per jam sampai mencapai air dangkal dan garis pantai. Kata Jepang untuk pelabuhan adalah tsu dan nami berarti gelombang. Karena Jepang padat penduduk, dikelilingi oleh air, dan di daerah dengan aktivitas seismik yang hebat, tsunami sering dikaitkan dengan negara Asia ini. Namun, semua itu terjadi di seluruh dunia. Secara historis, tsunami di Amerika Serikat paling banyak terjadi di pantai Barat, termasuk California, Oregon, Washington, Alaska dan, tentu saja, Hawaii.

Gelombang tsunami akan berperilaku berbeda tergantung pada medan bawah laut di sekitar garis pantai (yaitu, seberapa dalam atau dangkal air dari garis pantai). Kadang-kadang gelombang akan seperti "lubang pasang surut" atau gelombang, dan beberapa tsunami tidak menabrak garis pantai sama sekali seperti gelombang yang lebih akrab, yang digerakkan oleh angin. Alih-alih, permukaan air dapat naik dengan sangat, sangat cepat dalam apa yang disebut "gelombang gelombang", seolah-olah gelombang datang sekaligus - seperti gelombang pasang setinggi 100 kaki. Banjir tsunami dapat menjalar ke daratan lebih dari 1.000 kaki, dan "jadwal" menciptakan kerusakan yang berkelanjutan karena air dengan cepat mundur kembali ke laut.

Struktur cenderung dihancurkan oleh tsunami karena lima penyebab umum. Pertama adalah kekuatan air dan aliran air berkecepatan tinggi. Objek stasioner (seperti rumah) di jalur gelombang akan melawan gaya, dan, tergantung bagaimana struktur dibangun, air akan melewati atau di sekitarnya.

Kedua, gelombang pasang akan menjadi kotor, dan dampak dari puing-puing yang dibawa oleh air yang kuat mungkin adalah apa yang menghancurkan dinding, atap, atau tiang pancang. Ketiga, puing-puing mengambang ini bisa terbakar, yang kemudian menyebar di antara bahan-bahan yang mudah terbakar.

Keempat, tsunami melanda daratan dan kemudian mundur kembali ke laut menciptakan erosi dan gerusan fondasi yang tak terduga. Sementara erosi adalah pengikisan permukaan tanah secara umum, penggerusan lebih terlokalisasi — jenis pengikisan yang Anda lihat di sekitar dermaga dan tiang saat air mengalir di sekitar benda-benda yang tidak bergerak. Erosi dan gerusan keduanya merusak fondasi struktur.

Penyebab kerusakan kelima adalah dari kekuatan angin ombak.

Secara umum, beban banjir dapat dihitung seperti untuk bangunan lain, tetapi skala intensitas tsunami membuat bangunan lebih rumit. Kecepatan banjir tsunami dikatakan "sangat kompleks dan spesifik lokasi." Karena sifatnya yang unik membangun struktur tahan tsunami, Badan Manajemen Darurat Federal AS (FEMA) memiliki spesialisasi publikasi yang disebut Pedoman Desain Struktur untuk Evakuasi Vertikal dari Tsunami.

Sistem peringatan dini dan evakuasi horizontal telah menjadi strategi utama selama bertahun-tahun. Pemikiran saat ini, bagaimanapun, adalah untuk merancang bangunan dengan area evakuasi vertikal: Alih-alih mencoba melarikan diri dari suatu daerah, penduduk naik ke atas ke tingkat yang aman.

"... sebuah bangunan atau gundukan tanah yang memiliki ketinggian yang cukup untuk mengangkat pengungsi di atas tingkat tsunami genangan, dan dirancang dan dibangun dengan kekuatan dan ketahanan yang diperlukan untuk menahan dampak tsunami ombak..."

Pemilik rumah individu maupun masyarakat dapat mengambil pendekatan ini. Area evakuasi vertikal dapat menjadi bagian dari desain bangunan bertingkat, atau dapat menjadi struktur yang lebih sederhana dan berdiri sendiri untuk satu tujuan. Struktur yang ada seperti garasi parkir yang dibangun dengan baik dapat ditunjuk sebagai area evakuasi vertikal.

Teknik cerdik yang dikombinasikan dengan sistem peringatan cepat dan efisien dapat menyelamatkan ribuan nyawa. Insinyur dan pakar lainnya menyarankan strategi ini untuk konstruksi tahan tsunami:

1. Bangun struktur dengan beton bertulang, bukan kayu, meskipun konstruksi kayu lebih tahan terhadap gempa bumi. Struktur beton bertulang atau kerangka baja direkomendasikan untuk struktur evakuasi vertikal.
2. Mengurangi resistensi. Desain struktur untuk membiarkan air mengalir. Membangun struktur bertingkat, dengan lantai pertama terbuka (atau di atas panggung) atau memisahkan diri sehingga kekuatan utama air dapat bergerak melaluinya. Air yang naik akan mengurangi kerusakan jika dapat mengalir di bawah struktur. Arsitek Daniel A. Nelson dan Desain Arsitek Barat Laut sering menggunakan pendekatan ini di tempat tinggal yang mereka bangun di Pantai Washington. Sekali lagi, desain ini bertentangan dengan praktik seismik, yang membuat rekomendasi ini rumit dan spesifik untuk lokasi.
3. Bangun fondasi yang dalam, bersiap di pijakan. Kekuatan tsunami dapat mengubah bangunan beton yang kokoh dan kokoh di sisinya, fondasi dalam yang substantif dapat mengatasinya.
4. Desain dengan redundansi, sehingga struktur dapat mengalami kegagalan sebagian (mis., Pos yang hancur) tanpa kolaps yang progresif.
5. Sebisa mungkin, biarkan vegetasi dan terumbu tetap utuh. Mereka tidak akan menghentikan gelombang tsunami, tetapi mereka dapat bertindak sebagai penyangga alami dan memperlambatnya.
6. Arahkan bangunan dari sudut ke garis pantai. Dinding yang berhadapan langsung dengan lautan akan mengalami lebih banyak kerusakan.
7. Gunakan rangka baja kontinu yang cukup kuat untuk menahan angin kekuatan badai.
8. Desain konektor struktural yang dapat menyerap stres.

FEMA memperkirakan bahwa "struktur tahan tsunami, termasuk fitur desain tahan gempa dan tahan runtuh progresif, akan mengalami sekitar 10 hingga 20% peningkatan urutan total biaya konstruksi di atas yang diperlukan untuk penggunaan normal bangunan. "

Artikel ini menjelaskan secara singkat taktik desain yang digunakan untuk bangunan di garis pantai yang rawan tsunami. Untuk detail tentang ini dan teknik konstruksi lainnya, jelajahi sumber primer.

• Sistem Peringatan Tsunami Amerika Serikat, NOAA / Layanan cuaca Nasional, http://www.tsunami.gov/
• Erosi, Gerusan, dan Desain Fondasi, FEMA, Januari 2009, PDF di https://www.fema.gov/media-library-data/20130726-1644-20490-8177/757_apd_5_erosionscour.pdf
• Manual Konstruksi Pesisir, Volume II FEMA, edisi ke-4, Agustus 2011, hlm. 8-15, 8-47, PDF di https://www.fema.gov/media-library-data/20130726-1510-20490-1986/fema55_volii_combined_rev.pdf
• Pedoman Desain Struktur untuk Evakuasi Vertikal dari Tsunami, Edisi ke-2, FEMA P646, 1 April 2012, hlm. 1, 16, 35, 55, 111, PDF di https://www.fema.gov/media-library-data/1426211456953-f02dffee4679d659f62f414639afa806/FEMAP-646_508.pdf
• Tsunami-Proof Building oleh Danbee Kim, http://web.mit.edu/12.000/www/m2009/teams/2/danbee.htm, 2009 [diakses 13 Agustus 2016]
• Teknologi Untuk Membuat Bangunan Tahan Gempa - dan Tsunami oleh Andrew Moseman, Mekanika Populer, 11 Maret 2011
• Cara Membuat Bangunan Lebih Aman di Tsunami oleh Rollo Reid, Reid Steel