jueves, 10 de julio de 2014

Un proyecto de evacuación de edificios por terremotos y tsunamis

Introducción
Comunidades costeras de poca altitud a lo largo del noroeste del Pacífico están en riesgo de una inundación de tsunami generada por la zona de subducción de Cascadia (CSZ) terremotos. Estas comunidades se desarrollaron mucho antes que los científicos entienden los peligros de tsunamis existentes. Por lo tanto, alrededor de 100.000 personas se encuentran en la zona de riesgo de inundación de tsunami cada día en Oregon. Algunas de estas 100.000 personas se encuentran en la parte alta de peligro de la zona de inundación cercana a los canales oceánicos y fluviales con recorridos largos a tierra elevación segura y más alto. Además, muchas de estas comunidades atraen a los turistas que vienen a visitar las playas del océano, que son áreas de alto riesgo. Las comunidades costeras han estado respondiendo a los riesgos de tsunami mediante el desarrollo de planes de operaciones de emergencia que incluyen el establecimiento de rutas de evacuación y las áreas y programas de extensión educativa.
Se necesitan nuevos mapas de inundación de tsunami para Cannon Beach, Oregon (CB). El uso de mejores datos y métodos científicos (por ejemplo, en Sumatra 2004, Chile 2010, Japón 2011), los nuevos mapas de peligro de tsunami pueden cambiar peligros de riesgo de Cascadia generado tsunamis que los mapas anteriores. El mapa de evacuación CB 2008 muestra gran parte del centro de la ciudad, la escuela primaria, estación de bomberos, estación de policía y el Ayuntamiento en riesgo de tsunamis de origen lejano y locales ( Figuras 1a, 1b y 1c ).Además, los estudios de vulnerabilidad han demostrado que ciertas poblaciones como los visitantes y personas de edad avanzada son también particularmente en riesgo. También debe tenerse en cuenta que la gente va a estar desorientados por el terremoto y que los tiempos de evacuación antes del tsunami llegan rango de 10 a 30 minutos para las pruebas de Cascadia. Un aumento del riesgo de tsunami significa que la playa de Cannon y otras comunidades costeras ya no pueden confiar exclusivamente en la estrategia de evacuación a tierras más altas, sino que debe mirar a los edificios de evacuación de tsunami, las estructuras y muros de contención.


Tsunami Edificios de evacuación (TEBs) pueden ser un elemento importante asegurando que las escuelas, las instalaciones esenciales y los edificios del gobierno son capaces de cumplir con sus fines cotidianos y seguir funcionando después de que el terremoto y el tsunami. Si bien este enfoque no se ha hecho en los Estados Unidos, se ha hecho en Japón (véase la figura 2a ).



Las personas que no pueden evacuar con seguridad la zona de inundación de tsunamis deben ser capaces de evacuar a un TEB. Una docena o más estimado TEBs deberían estar disponibles sólo en Oregon. TEBs debe ser capaz de soportar el prolongado temblor fuerte y debe ser estructuras de hormigón armado con bases de erosión-resistente de profundidad y un mínimo de dos pisos ( Figura 2b ). La historia más baja debe ser un espacio abierto en la planta baja para permitir el paso del agua y los residuos. O bien, el piso más bajo debe estar diseñado para ser sacrificado, por ejemplo, con descanso lejos paredes. La elevación de la parte inferior de la segunda historia debe ser mayor que la elevación de inundación de tsunami anticipada. El techo puede ser diseñado para propósitos generales, como para el estacionamiento o espacio de recreación. También puede estar diseñado para casos de emergencia, como para los evacuados, helipuerto, almacenamiento de emergencia de alimentos o suministros médicos, generador de emergencia, vehículos de emergencia y así sucesivamente. TEBs puede ser diseñado con estructuras de disipación de energía o de desviación frente al mar para que el agua fluya más allá de la estructura. Además, el diseño TEB debe acomodar la entrada rápida por el tráfico peatonal durante los tsunamis y ser fácilmente identificables a los evacuados. El alojamiento también se debe hacer para el acceso en silla de ruedas. TEBs debe permitir un mínimo de 0,5 m 2 por persona evacuada. Debido a que los tsunamis son poco frecuentes, TEBs debe servir a un propósito diario.
Se espera que el Cannon Beach City Hall existente a dañarse gravemente durante un tsunami local ya distancia.Sustitución del Ayuntamiento con una TEB permitiría a la comunidad para dar cabida a las necesidades de evacuación y se basan en su función continua. Un nuevo Cannon Beach City Hall TEB serviría como un proyecto de demostración para otras comunidades costeras con altos riesgos de tsunami.
A fin de comprender mejor los elementos necesarios para hacer un Ayuntamiento / TEB se formó un comité de diseño ad hoc. Los miembros del comité incluyen a ingenieros, un arquitecto, y los científicos que realizan el modelado dinámico de evacuación. Este artículo presenta y describe un diseño conceptual TEB que identifica cuestiones que deben abordarse.
Cannon Beach, una comunidad dispuesta tsunami
Cannon Beach es una pequeña comunidad ubicada en la costa norte de Oregon ochenta millas al oeste de Portland. La ciudad tiene una población residente de tiempo completo de 1.690 residentes que se ve aumentada por alrededor de 3.000 residentes a tiempo parcial. Los turistas que visitan la ciudad pueden ir desde varios miles a decenas de miles de personas en un día cualquiera. La actividad económica se centra en el turismo. La ciudad cuenta con factores de alto riesgo para los tsunamis debido a que una mayoría de la población y la actividad económica se encuentra en las zonas de inundación de tsunami y tiene muchos visitantes, que también tienden a reunirse en las zonas de inundación de tsunami. Además, la población tiene un porcentaje bastante alto de los jubilados.
Cannon Beach, una comunidad Tsuanmi Ready, ha participado activamente en la preparación de la zona de subducción de Cascadia terremoto y el tsunami, así como tsunami distante. A partir de la década de 1990 la Playa Rural de Bomberos del Distrito Cannon instalado una serie de sirena / altavoces para advertir a los visitantes de acercarse a tsunamis de origen lejano y comenzó los esfuerzos de educación del tsunami. La ciudad de la playa del cañón se unió en estos esfuerzos mediante el establecimiento del Comité de Preparación para Emergencias que se desarrolló un Plan de Operaciones de Emergencia, las rutas y zonas de evacuación identificadas, creadas en marcha programas de alcance comunitario y educación, los sitios de refugio establecidas (junto con las evaluaciones sísmicas de los refugios) , así como otras recomendaciones a la ciudad para reforzar la respuesta de emergencia. El parque de bomberos se trasladó a un terreno elevado y contiene el Centro de Operaciones de Emergencia (COE) para la comunidad.
Cannon Beach luego centró su atención en el socorro y la recuperación a largo plazo. Fue ayudado en este esfuerzo por un taller financiado por el terremoto de Cascadia de grupo de trabajo de emergencia, en el que los peligros Oregon Natural de grupo de trabajo, Oregon el Manejo de Emergencias y el USGS que trajeron líderes de la comunidad, el distrito escolar, las empresas de servicios públicos, proveedores de salud, y la comunidad empresarial en conjunto . Fuera de este taller, la ciudad creó el "Comité de Preparación para recuperación de emergencia" (PERC), un comité de personal se centró en actividades de socorro y recuperación inmediatas después de un desastre, y el Comité de Recuperación de Desastres a largo plazo, que es un comité asesor mirando el desarrollo de pre -desastre estrategias de mitigación.
Nuevo Ayuntamiento / TEB
La decisión de estudiar la reconstrucción del Ayuntamiento existente como TEB se debió a la falta de disponibilidad de un lugar alternativo por encima de la zona de inundación y al hecho de que estaba bien situado para proporcionar refugio a los residentes y visitantes en las zonas del centro y midtown , tanto en las zonas altamente pobladas y vulnerables. También es muy visible desde una gran acceso a la playa.
El edificio actual es de 810 m 2 y si se sustituye es lo suficientemente grande como para proporcionar refugio a al menos 800-1.000 personas en el segundo nivel y posible azotea.
La Figura 3 muestra el diseño conceptual desarrollado que incorpora los elementos principales de un TEB. El edificio fue levantado sobre columnas para permitir que pase el agua por debajo de la estructura. El segundo nivel del suelo se estableció por encima no sólo el evento de tsunami más probable, pero la mayoría de los eventos de tsunami raros también. Se proporcionó una terraza en la azotea para el área de refugio adicional y para profundidades de alta inundación. Escaleras exteriores se colocaron como una característica de diseño muy visible para que el edificio fácilmente identificable como un refugio de tsunami. La planta baja está abierto para proporcionar estacionamiento. El edificio también fue diseñado para servir otras funciones, para que el nivel inferior puede albergar el mercado de agricultores y la terraza de la azotea es un espacio abierto al público donde Haystack Rock está visible. La accesibilidad se está planeando para el uso de los ascensores diseñados para ser funcionales después del terremoto. Energía de emergencia y suministros también se incluirán. Estrategias para la disipación de ondas pueden estar previstas en la playa de estacionamiento en frente del Ayuntamiento.


El diseño conceptual debe cumplir con las ordenanzas de zonificación de la ciudad. Estas ordenanzas incluyen proporcionar aparcamiento en la calle, estableciendo el edificio trasero de la zona residencial del sur de 6 m, proporcionando áreas verdes, y un límite de altura del edificio de 8,5 m. El diseño conceptual demostró que todas las ordenanzas de zonificación pueden ser satisfechas a excepción del límite de altura de 8,5 m. Esto requeriría una variación de la ciudad, pero se considera una solicitud aceptable dada la naturaleza del proyecto. La ciudad también tiene como requisito Design Review para que la estética del edificio deben ser aceptables para la comunidad.
Acceso minusválido es un requisito para los edificios públicos. La solución más sencilla es proporcionar al menos un ascensor en el edificio, construido a un nivel de resistencia sísmica alta y dotado de energía de emergencia para asegurar la función después del terremoto. Se examinó la posibilidad de una rampa de acceso y se determinó que no hay suficiente espacio estaba disponible para la longitud de la rampa es necesario, sobre todo si la rampa tenía que llegar a la terraza de la azotea también. Por lo tanto, grandes amplias escaleras se proporcionan en el exterior del edificio.
El edificio tiene que ser fácilmente identificable como un refugio para un tsunami. La solución de diseño conceptual fue hacer las escaleras a la planta superior y en la terraza de la azotea una distancia y la parte visible del diseño. Las escaleras se colocaron en el lado sur del edificio e hicieron muy visibles para las personas a lo largo de la evacuación de la calle Hemlock, la calle principal de la ciudad. La ciudad de Cannon Beach tiene pautas de revisión de diseño para edificios comerciales y públicos. Un primer intento de responder a estas normas que se establecen para tener un techo a dos aguas sobre una parte del techo y el uso de tejas de cedro, que son un material de revestimiento común en la ciudad. Uno de los elementos de diseño que necesita más estudio es la creación de una historia atractiva suelo. Tendrá que ser utilizado para el estacionamiento con el fin de cumplir con las ordenanzas de zonificación para estacionamiento en la calle Este nivel. Sin embargo, los posibles usos secundarios de la zona cubierta incluyen un nuevo mercado de Cannon Beach Farmer que puede proporcionar parámetros adicionales de diseño para crear un espacio agradable en el edificio.
La reubicación del Ayuntamiento había sido considerado como una alternativa cuando su vulnerabilidad se realizó en primer lugar. Esta forma de pensar cambió cuando se hizo evidente que no había tierra disponible adecuado dentro de los límites de la ciudad o en las proximidades. La ubicación existente era bueno por su proximidad a los ciudadanos y proporcionarles servicios. La reubicación del Ayuntamiento habría requerido efectos atenuantes en la vida cotidiana de los ciudadanos.
Tsunami malecón de Cannon Beach City Hall
Malecones, los mamparos y revestimientos son estructuras costeras que se utilizan para proteger las tierras de la costa de la erosión debido a la subida del nivel del mar y las olas. Las estructuras de línea de la playa se construyen de relleno estructural del suelo, tela geotextil, grandes piedras, acero, hormigón armado o alguna combinación de estos materiales. El tipo de estructura óptima se determina por los niveles predichos de agua, clima de las olas, la disponibilidad de materiales y clasificaciones de suelos.
Shoreline colocado diques pueden tener impactos ambientales significativos a corto y largo plazo. La calidad del agua a corto plazo se puede disminuir la actividad de la construcción. Circulación de arena a largo plazo y el desplazamiento pueden afectar el hábitat para la vida marina. Los malecones pueden limitar acceso a la playa y pueden ser intrusivo en las vistas del litoral. Rompeolas de hormigón armado pueden soportar fuerzas de las olas más altas que revestimientos de suelo y los mamparos de piedra. Están diseñados para absorber energía de las olas romper o reflejar las ondas hacia el mar o hacia arriba.
Cuando los tsunamis se propagan hacia el interior, frentes de onda pueden tomar la forma de cualquiera de una perforación o sobretensiones. Estas ondas destructivas pueden llevar los residuos, tales como registros, creando cargas de alto impacto y causar grandes daños a las estructuras de mampostería no reforzada y de madera. Para disipar parte de esa energía del tsunami, la Canon Beach City Hall TEB tendrá dos diques de hormigón armado a lo largo de los lados oeste y al este de los edificios.
El objetivo principal de los malecones del tsunami es disipar algunas de las fuerzas de energía tsunami y escombros por frente de onda deflexión hacia arriba o contención de escombros. Cuanto más energía de las olas y los residuos que puede ser absorbida o disipada por la pared antes de alcanzar el edificio, el menos robusto del edificio tendrá que ser. El dique no es la intención de prevenir completamente la inundación del tsunami del Ayuntamiento, sino que se limita a disipar parte de la energía del tsunami.
Se requiere más investigación para determinar la ubicación exacta del malecón tsunami en relación con la Ciudad Canon Beach Hall. Una estimación de la ubicación malecón tsunami está cerca del edificio y unos 200 metros de la orilla. No hay impactos ambientales se pueden esperar en este momento y no se espera que la pared para limitar acceso a la playa.
Consideraciones de diseño Tsunami malecón
El Ayuntamiento tendrá la pila dos apoyado paredes de hormigón armado. El muro oeste del lado del océano se representa en la figura 4 y la pared al este hacia la tierra se representa en la figura 5 . Ambas cifras son conceptuales y están las cifras del Manual Shore Protection (1984) modificado. El muro oeste es una combinación de escalonado y curvada cara y la pared del este es una curva enfrentado solamente. La cara curvada de la pared refleja la energía de las olas hacia arriba, haciendo que el tsunami para disipar parte de su energía destructiva antes de llegar al edificio. La pared absorbe los impactos y las fuerzas de escombros represamiento. El muro oeste se disipa la energía de onda de la fase previa y la pared este se disipa la energía de onda de la reducción. La escollera resiste socavación de la fase previa y la reducción. Mayor de fregado se ha observado que se producen durante la reducción. Los diques están construidos de hormigón armado. El muro oeste se encuentra mejor en el estacionamiento, donde ya existe una diferencia de grado natural. Para construir y diseñar un dique tsunami eficaz y eficiente para la playa del cañón, se necesita más información sobre la ola del tsunami esperada y los tipos de suelo por debajo de las paredes. El diseño tsunami forma de onda, la velocidad, la altura y la frecuencia gobiernan las fuerzas necesarias para diseñar diques. Se necesitan estudios de mecánica de suelos para determinar profundidades y ancho de pantalla de pilotes.




Cannon Beach City Hall consideraciones de diseño estructural
Cannon Beach se encuentra en la costa sísmicamente activa Oregon. Es probable que se ve afectada por los tsunamis y la fuerte sacudida sísmica generada por un terremoto de subducción de Cascadia. Para funcionar como un refugio de tsunami, la propuesta de Cannon Beach City Hall / TEB debe seguir siendo utilizable después de un evento sísmico importante. Esto, a su vez, requiere la construcción de retener la mayor parte de su pre-terremoto resistencia lateral de la fuerza, la experiencia poco daño no estructural, y ser capaces de resistir los efectos esperados de carga tsunami.
Objetivo de desempeño sísmico
Hay una orientación limitada disponible para abordar explícitamente desempeño sísmico requerido de una estructura TEB. FEMA P646 (2008) recomienda que dicha estructura se ha diseñado para cumplir con el desempeño de ocupación inmediata (como se define en ASCE / SEI 41-06) para el Terremoto Base de Diseño (DBE) y el rendimiento de Seguridad Humana para el Máximo Considerado Terremoto (MCE). Sin embargo, creemos que este recomienda requisito de desempeño no podía garantizar la facilidad de uso para un tsunami si el edificio sufre daños estructurales significativos en el nivel de MCE, con resistencia lateral inadecuada para un tsunami. Un edificio que experimenta daño estructural sustancial o fuera de plomo puede ser considerado como seguro de vida, sin embargo, que no puede ser re-utilizable sin reparación sustancial.
Para hacer que los evacuados se sientan cómodos de entrar en el TEB y permanecer en la estructura durante las réplicas, se espera que la estructura permanezca plomada con daño estructural limitada (sobre todo cerca de las escaleras y ingresses) que no requiere ningún trabajo de reparación antes de ser ocupado. Dado que se prevé un edificio de evacuación de tsunami para seguir funcionando y tal vez, ser utilizado para la respuesta de emergencia y / o atención médica por un período de tiempo, es importante contar con un rendimiento de alto nivel de los componentes no estructurales con daño limitado. Para el TEB, creemos que es más adecuado para diseñar el edificio para cumplir con el nivel de rendimiento de ocupación inmediata para su evento MCE. Como parte del proceso de diseño, es esencial para llevar a cabo la verificación analiza para asegurar el objetivo de rentabilidad se alcanza utilizando técnicas disponibles basados ​​en el desempeño del terremoto de ingeniería como ASCE / SEI 41-06.
Sistema estructural y la consideración de diseño sísmico
Hay varios sistemas estructurales fundadas sobre pilotes profundos que pueden lograr el desempeño sísmico requerido y permitir escombros del tsunami fluya a través de los niveles inferiores y mantener las cargas hidrodinámicas al mínimo: los marcos de acero con amortiguadores, post-tensado reforzado marcos de hormigón (Figura 6a ), y post-tensado muros de corte de concreto ( Figura 6b ). El post-tensado reforzado estructuras de hormigón y post-tensado muros de corte de concreto se basan en los tendones de postesado para volver a centrar la estructura a su posición anterior al terremoto. Cuando se diseña adecuadamente, el edificio con estos sistemas tiende a haber limitado el desplazamiento residual incluso para el caso de MCE. Dado que la estructura de acero es más propenso a corroerse en el medio ambiente costero, postensado marcos de hormigón o una combinación de marcos de hormigón con muros de corte de concreto paralelo a la dirección del flujo de tsunami anticipada son más adecuados para el TEB, y también es compatible con la prevista funcionar en la planta baja de cualquiera de parking o mercado agrícola.


La figura 7 muestra un esquema conceptual del sistema de resistencia de fuerza lateral de la playa del cañón TEB.Se espera que el sitio probablemente experimentar licuefacción durante la sacudida sísmica, que podría resultar en el asentamiento diferencial de suelo de tierra. También, fregar significativo debido a los tsunamis es probable que ocurra en el lugar. Para minimizar los efectos indeseables de la licuefacción asentamiento diferencial inducida y el fregado en el sistema estructural, se recomienda fundación apilados como se muestra en la Figura 8 para soportar las columnas de los dos marcos sísmicos y de gravedad. Los encepados están interconectadas con vigas de fundación y losa del suelo para asegurar fuerzas laterales pueden ser distribuidos a todos los pilotes.




Consideración de diseño resistentes a los tsunamis
Las columnas de hormigón en la planta baja se han diseñado con secciones transversales circulares para reducir al mínimo las cargas hidrodinámicas y las cargas de impacto asociados a los residuos a base de agua. En el sitio del Ayuntamiento, la profundidad de la inundación del tsunami se estima en un rango de 1,8 m en el tsunami más probabilidades de 4,5 ma 9 m de eventos raros. Se planifican Tanto el segundo nivel y una terraza en la azotea en busca de refugio. Dada la incertidumbre involucrada en el modelado de tsunamis y estimación, si la altura de la primera historia se desarrolla unconservatively baja, el agua de cara podría potencialmente exceder la altura de la primera historia, lavar los contenidos en el segundo piso, y plantean la flotabilidad y la fuerza de elevación hidrodinámica en el 2 º piso de losa de concreto. Por lo tanto, el diseño debe considerar cuidadosamente la altura de piso de la primera historia.
La estructura del piso de concreto y losa en los 2 º y los niveles de techo están diseñados para dar cabida a refugiarse carga viva. La losa a la conexión del haz en el suelo y los 2 nd niveles de suelo deben ser lo suficientemente fuerte para resistir cualquier flotabilidad potencial y las fuerzas de levantamiento hidrodinámicas en la losa.
En caso de que paredes de entramado de madera se utilizan en el edificio, conexiones detalladas con un fusible en la parte superior y los lados están neededto minimizar las cargas hidrodinámicas enel estructura del edificio (Yeh 2007). Debido a las incertidumbres involucradas en la estimación de las fuerzas de impacto asociados a los residuos a base de agua, el diseño debe incorporar TEB consideraciones de la estrategia "Lazo de la fuerza" y la estrategia de "la columna miss" en el diseño para reducir la posibilidad de un colapso progresivo si una columna está severamente dañado (FEMA P646 2008).
Después de un gran evento sísmico y de tsunamis, se espera que el Ayuntamiento de funcionar para el socorro y la recuperación después de un desastre. Es importante asegurarse de que los sistemas no estructurales, incluyendo el techo, sistema de comunicación, sistema de supresión de incendios, líneas de distribución y mobiliario de altura con soportes adecuadamente para reducir los riesgos de caída y reducir la posibilidad de pérdida de la función. El diseño sísmico se ajustará a las recomendaciones contenidas en ASCE 41-06.
Geotécnica y buscar en consideraciones
Cimientos de hormigón profundos deben ser seleccionados para el TEB lugar de cimentaciones superficiales, tales como losas de cimentación, debido al potencial de erosión que puede ocurrir durante un tsunami. Las estructuras de hormigón mejor sobrevivieron a la inundación del tsunami como se observa en el tsunami de 2004 en Sumatra.
Una zona de subducción de Cascadia (CSZ) sísmica local (hasta M w = 9) crearía altas fuerzas laterales del suelo en los cimientos y la licuefacción residual del Subyacente saturada suelto para suelos medios densos de arena / limo. Fundación debe estar diseñada para resistir las fuerzas sísmicas y la dinámica total y asentamientos diferenciales.
Licuefacción residual ocurre cuando los depósitos saturados de suelta para, arenas y limos no cohesivos densos medio, están sometidos a fuertes sacudidas de un sismo. Si estos depósitos saturados no puede drenar rápidamente, habrá un aumento en la presión de agua de los poros. Con el aumento de la oscilación, la presión del agua de los poros puede aumentar hasta el valor de la sobrecarga presión.El shearstrengthofa cohesionlesssoil isdirectly proporcional a la tensión efectiva, que es igual a la diferencia entre la presión de sobrecarga y la presión del agua de los poros. Por lo tanto, cuando la presión del agua de los poros aumenta hasta el valor de la presión de sobrecarga, la resistencia al corte del suelo reduce a la de un líquido (cero), y los depósitos de suelo a su vez a un estado licuado. Cimentaciones profundas tendrían que extenderse por debajo de la profundidad del suelo licuado. Los suelos sujetos a la licuefacción residual debe ser descuidado por su contribución a la fricción de la piel y el apoyo lateral.
Otros peligros geotécnicos terremoto incluyen el estadio de sacudidas severas, desplazamiento lateral y rápida subsidencia de la costa. Lateral extendiendo es el movimiento horizontal hacia abajo del suelo hacia una pendiente que se produce sobre o dentro del suelo sísmicamente licuado. Subsidencia costera se define como un movimiento descendente a gran escala de la superficie de la tierra. Elevación costera también se puede presentar en forma de movimiento al alza.
El TEB podría verse afectada por los tsunamis de dos fuentes, pero el efecto sobre la fundación sería similar. Una fuente tsunami sería uno que se produce a causa del terremoto locales CSZ. En este caso, el temblor de tierra y el potencial tsunami podría ocurrir dentro de minutos de diferencia. La segunda fuente sería un terremoto lejano que se produce lejos de la costa de Oregon, sin efectos locales del terremoto. Scour ocurriría tanto para tsunamis. El apoyo a las losas de cimentación podría ser erosionado durante cualquiera de los casos de tsunami.Cimientos de hormigón profundos podrían extienden por debajo de la profundidad de socavación previsto y sería el método de apoyo a la creación más apropiado.
Tsunami socavación profundidad es difícil de predecir debido a las muchas variables que rigen el mecanismo de socavación. Los parámetros de gobierno clave son la velocidad del flujo, el número de pilas, la forma, la alineación y el tamaño de las pilas y las propiedades de la tierra alrededor de la pila. Otros factores incluyen la profundidad de la oleada, la proximidad a la costa y las olas la altura de ruptura. Códigos actuales (ASCE 7-05) que consideren que buscar, pero no proporcionan una guía para el cálculo de la profundidad de socavación.
Localizada socavación tsunami puede calcularse como un porcentaje de la profundidad del agua todavía (altura de las olas) en relación con el tipo de suelo y la proximidad a la costa (FEMA 55, 2000). La velocidad del agua de inundaciones afecta fuertemente socavación profundidades como se resume en el EERI / FEMA NEHERP (2006) documento.
Licuefacción momentáneo (mayor erosión) se produce en la superficie de la tierra debido a que el suelo saturado es fácilmente transportado como líquido ( Figuras 9a y 9b ). Socavación mejorada puede ocurrir al final de la disposición número de ondas (refugio de onda). Durante y después de la onda disposición del crédito, pueden producirse las presiones intersticiales en el aumento del suelo cerca de la superficie y licuefacción momentánea.Licuefacción momentánea produce con la rápida reducción de la tensión vertical total (pérdida de altura de las olas) en un suelo saturado por las inundaciones de agua. La resistencia al corte del suelo saturado reduce a cero y el suelo se comporta como un líquido. La diferencia entre la licuefacción residual y licuefacción momentánea es que la licuefacción residual se produce por debajo del nivel freático.


Scour se puede reducir mediante la colocación de grava y / o dique alrededor de pilas. Esta reducción de la erosión se debe a que el rap de grava / RIP es más permeable que la arena, por lo que el cambio en la cabeza de agua de los poros menos dramática.
Las condiciones del subsuelo en el sitio de la Cannon Beach City Hall existentes no son conocidos específicamente. Sin embargo, los informes de los sitios de interés cercanos mostrar capas variables de subsuelo.Los subsuelos consisten generalmente relleno sustentada por capas de sedimentos con cantidades variables de arcilla y materia orgánica, grava y arena. La estratificación no es generalmente similar entre perforaciones. Aguas subterráneas Encaramado pudo estar presente en profundidades tan someras como 1,8 m. Subterránea estática puede estar presente en las profundidades tan someras como 4 m sobre la base de registros de pozos cercanos, aunque se ha encontrado a profundidades tan profundas como 9 m.
La ubicación propuesta de la TEB es probable en o cerca de un drenaje preexistentes. Las condiciones del subsuelo muy variables observadas en las cercanías son típicos de la laguna costera, depósitos aluviales fluviales y litorales. Por lo tanto, es difícil extrapolar las condiciones subsuperficiales reales debido a los rápidos cambios del subsuelo laterales y verticales. Pensamiento actual es que el relleno en la ubicación de TEB puede ser más gruesa que los sitios adyacentes debido a la posible presencia de un drenaje preexistente. La profundidad del relleno será desconocida hasta perforaciones se pueden hacer avanzar a la ubicación de la construcción propuesta. Sin importar el grosor de relleno en el lugar, cimentaciones profundas son necesarias para el TEB que se propone para Cannon Beach, debido a la posibilidad de terremotos locales CSZ. Las fundaciones tendrán que extenderse en material firme debajo de licuefacción sísmica anticipada y / o buscar en las profundidades. El material de la empresa en el sitio podría consistir en arena de la playa, las dunas de arena o cuaternarios depósitos terraza marina que se asignan en la zona.
Desarrollo de un simulador de tsunamis en Cannon Beach
No es práctico para advertir y evacuar a las personas de los efectos directos de un terremoto, ya que la ruptura de la falla y el movimiento de tierra se producen casi simultáneamente. Por el contrario, el tiempo de entrega entre la detección de una señal sísmica y el tsunami resultante crea alerta y evacuación posible. Para un tsunami local provocado por el terremoto de Cascadia, el tsunami llegará a la orilla de la playa del cañón dentro de los 30 minutos. Tenga en cuenta que para un mega evento como M w = 9, temblores de tierra podría durar más de 5 minutos. Por lo tanto, el tiempo efectivo utilizado para la evacuación sería muy limitado y la evacuación al terreno alto natural puede no ser una opción. Por lo tanto, proporcionar un refugio de tsunami en una ubicación estratégica puede ser un medio viable para salvar vidas.
Propuesto en esta investigación es el desarrollo de un simulador integrado para evaluar la eficacia de la construcción de un refugio de tsunami en la ciudad de Cannon Beach Hall. El simulador combina tres modelos de simulación de la hidrodinámica de propagación de un tsunami y la inundación, a continuación, la difusión de información de alerta y respuesta humana a las advertencias. Las simulaciones se integran y se presentan en un marco de GIS (Geographic Information System), utilizando gráficos de computadora realistas. Además de evaluar la eficacia de un refugio de tsunami, este simulador será utilizado como una herramienta para la ciudad de Cannon Beach para mejorar tanto los sistemas de alerta y las tácticas de evacuación. La presentación visual GIS también hace que el simulador ideal para educar al público en general, incluidos los visitantes, sobre las consecuencias de la forma en que responden a las alertas de tsunami.
Simulación de escenarios de tsunami
Un simulador escenario integral ha sido desarrollado para mantener la amenaza de tsunami racional y análisis de vulnerabilidad. El simulador integra tres módulos: 1) la simulación hidrodinámica numérica de propagación de un tsunami y la carrera 2) de simulación de transmisión de alerta, y 3) de simulación de evacuación. Aunque la simulación hidrodinámica es determinista, los otros dos componentes son probabilístico. Se han utilizado modelos de simulación hidrodinámicos para generación de tsunamis, propagación, y de gestión a menudo en la práctica(por ejemplo Titov y Synolakis, 1998; Lin . et al, 1999; Imamura, 1996). Si bien el propio algoritmo numérico se considera adecuadamente preciso (por ejemplo, Yeh et al. 1996), sigue siendo difícil de determinar las condiciones de tsunamis de origen prácticos. Afortunadamente, Oregon acaba de completar una investigación a fondo para estimar el origen del tsunami más creíble para los eventos Cascadia; el estudio es una extensión de un estudio previo (Sacerdote et al ., 1997), junto con los datos de depósito paleo-tsunami geológicos (Witter et al., 2008).Por otra parte, Zhang y Baptista (2008) han llevado a cabo simulaciones numéricas detalladas específicamente para la inundación en Cannon Beach.
Los modelos de módulos de transmisión de alerta tanto ("broadcast") e informales ("contagio") los procesos oficiales. La red informal (de persona a persona de comunicaciones orales) es el método principal de transmisión de alerta, ya que las advertencias oficiales (procesados ​​por las autoridades gubernamentales y transmitidos por altavoces, vehículos de alerta ruta, la radio y la televisión) son relativamente lento en responder a un nivel local generado tsunami y podrían ser totalmente destruida por el terremoto en el que el tsunami. En el modelo, las comunicaciones informales son controlados por cuatro parámetros: 1) el número de hogares, 2) las distancias entre los hogares, 3) la demora en iniciar el contacto, y 4) los parámetros de preferencias. Nuestro modelo incluye contactos preferenciales basados ​​en un modelo de red probabilística sesgada (por ejemplo, Rapoport, 1979; Fararo, 1981; Skvoretz, 1985). Además, existen parámetros de control que distinguen días "normales" de los que tienen condiciones de estrés durante los desastres. Por ejemplo, el número de contactos (receptores) es mayor durante los desastres, las distancias de comunicación entre los contactos son más cortos, y el parámetro de preferencia es más débil. La mayoría de los parámetros de control debe ser determinado con base en los datos demográficos. Afortunadamente, las colecciones completas de tales datos están disponibles para Cannon Beach (Wood, 2007). Otros parámetros controlan el sistema de alerta altavoz (ubicaciones de altavoces, las distancias sonoras, la participación de audiencia, frecuencia anuncio, y el momento), los vehículos de alerta ruta tales como coches de policía y camiones de bomberos (rutas y velocidades, tiempos de despacho, distancia audible, y la cuota de audiencia), y la radio / televisión (cuota de audiencia, frecuencia anuncio, y el momento). Evacuación simulationismodeledintwo pasos: 1) individuals'decision de decisiones y los procesos de preparación de la evacuación, y 2) el proceso de evacuación real. El primer paso refleja:
-El número de las repetidas advertencias recibidas (y de la que los canales)
acciones de evacuación tomadas por vecinos y amigos
-ubicación de la casa
en el conocimiento previo y / o experiencia de los tsunamis
en tiempo de evacuar después de que se tomó la decisión
Esos parámetros se asignan sobre la base de madera (2007). El modelo actual sólo simula la evacuación de las personas que se desplazan a pie hacia los refugios más cercanos o tierras altas, pero los métodos de evacuación (por ejemplo, vehículos de motor) y reveses potenciales (bloqueo de carreteras, insuficiencia puente, etc) puede ser introducido.
El simulador integrado utiliza un marco GIS para producir una animación del tsunami de gestión (por lo general se producen en múltiples oleadas), advirtiendo a los patrones de transmisión, y las respuestas de protección de los individuos. Figura 10 muestra cómo los componentes interactúan. Para evaluar el resultado global, el programa determina 1) el número y la distribución espacial de los hogares que reciben una advertencia, 2) la distribución temporal de esas advertencias, 3) los efectos acumulativos de la comunicación informal (patrones orales y telefónicas), y 4) el número de bajas. Una vez que la zona está inundada por un tsunami, se aplica un modelo de siniestralidad de nuevo desarrollo para determinar las muertes. El modelo de siniestralidad se basa en si una persona puede permanecer de pie dentro del flujo de tsunami e incorpora las diferencias de edad y género (Yeh, 2010). Figura 11 muestra un ejemplo de la pantalla animado para el simulador de escenarios.





La propuesta de desarrollar el simulador escenario tsunami no sólo proporcionan evaluaciones cuantitativas de la eficacia de la vivienda tsunami Cannon Beach, pero también es útil en la identificación de los efectos de las medidas de mitigación de riesgos (como diques), los recursos de respuesta de emergencia (por ejemplo, número y capacidad de rutas de evacuación, la ubicación de los refugios del tsunami) y los procedimientos de respuesta de emergencia (por ejemplo, cantidad de advertencia y el enrutamiento de vehículos alerta ruta).
Resumen y próximos pasos
Los conceptos de diseño discutidos en este documento establecen el escenario para el futuro diseño y la construcción de la propuesta de Cannon Beach City Hall TEB. Proporciona la base para la acción futura, incluyendo la exploración del subsuelo, el modelado de evacuación de tsunami, el desarrollo adicional del diseño conceptual para permitir el diseño estructural y la ola del tsunami diseño de disipación, y la construcción. El objetivo es construir un Cannon Beach City Hall TEB para marzo de 2014, que es el 50 año aniversario del gran terremoto de Alaska de 1964 que provocó un tsunami que dañó partes de la playa del cañón. La estimación preliminar de costos para la construcción de un 900 m 2 , edificio de dos pisos con una terraza en cimentaciones profundas es del orden de EE.UU. $ 4 millones. El propósito de la construcción es salvar vidas en Cannon Beach, aumentar los esfuerzos de respuesta de emergencia local, y permitir la recuperación a largo plazo para la playa del cañón y las comunidades cercanas. El objetivo más amplio es ser un proyecto de demostración para ayudar a incrementar la preparación contra los tsunamis en todas las comunidades propensas a los tsunamis. Este proyecto de demostración proporcionaría información para otras comunidades costeras para entender mejor los muchos técnicos, sociales, diseño, y las consecuencias financieras. Esto a su vez, permitirá a las comunidades costeras para desarrollar estrategias de evacuación de tsunami y mitigación adecuadas y completas.
Muchas comunidades costeras en el noroeste del Pacífico y en otras partes del mundo, tales como Chile, los países del Océano Índico y del Pacífico, tienen un alto riesgo de tsunami y tendrán los daños del tsunami. Edificios TEBs son una estrategia de mitigación emergente que se puede considerar.






































































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