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,人们经常关心的是何时会发生地震,而不是是否会发生地震。居民们不仅要应对数十亿美元的财产损失,还要面对失去家园的情感创伤,因为他们不知道何时才能重返家园。
由德克萨斯农工大学扎克里土木工程系助理教授玛丽亚·科利欧博士带领的研究小组,正在进行关于住宅木结构建筑如何在强震中受损的研究,为如何最好地建造和修复基础设施,以便居民能够尽快搬回房屋提供新的见解。
该项目包括在日本世界上最大的振动台(E-Defense)上进行的一系列测试,与名古屋大学的Nagae Takuya博士领导的日本研究人员合作,研究地震对城市环境中居住基础设施的影响。
这项合作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与灾害恢复研究所(NIED)合作开展。
Koliou说:“这项研究在良好控制的实验室环境中,通过使用来自华盛顿大学NHERI快速设施的先进监测设备,提供了一组关于其内部木结构结构和非结构元素在强震下的性能的独特数据。”“这使我们能够识别损伤模式,进行测量,并观察损伤是如何发生和传播的。”
研究团队参与了两个木结构建筑在不同基础条件下的抗震试验,包括基础隔震系统、固定连接条件和测试一个建筑在土盒上,模拟土-结构相互作用的影响。
Koliou说:“简单地说,地震隔离可以被可视化为把建筑物放在轮子上,这允许建筑物在活动期间来回移动,主要是水平地面震动,而不会造成重大破坏。”在测试过程中观察到,测试隔离系统是一种有效的技术,可以将结构和非结构部件的损伤降至最低。”
用土箱进行的测试使研究人员能够看到各种建筑组件(如管道)在地震期间的相互作用。此外,从灾难恢复的角度来看,这种测试也很重要,因为如果公用事业线路不工作,居民就无法搬回自己的家,即使结构受到的破坏很小。
这些试验的初步数据为这些类型的结构在地震中的表现提供了一些见解,这可以影响损害减轻和减少地震易损性。
随着测试的完成,该团队还计划举办一个专家小组,包括来自日本的合作者和来自美国不同技术领域的领先专家。
Koliou说:“这个面板将帮助我们识别美国和日本木质住宅建筑结构的损伤模式和结构性能的相似性。”“我们感兴趣的是确定建设和破坏在美国城市环境中的相似性,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以及可以在改善灾难恢复方面取得的进展之外,来自不同国家的研究人员之间的合作是一种有益的经验。
Koliou说:“这是一个独一无二的机会,在世界上最大的振动台上参与全面测试,并有机会与日本和美国的领先专家合作。”“观察实际的木结构住宅结构受到强烈地震的影响是很有趣的。这是一种陪伴你一生的经历。”
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