Het is gebruikelijk in Amerikaanse kustgebieden en uiterwaarden om huizen op te heffen om de woonruimtes droog te houden voor het geval het water stijgt. Echter, mobiele en houten huizen die een paar meter boven de grond staan, kunnen veel gevoeliger zijn voor wind die kracht van onderaf uitoefent en de kracht van belastingen op muren en plafonds verhoogt - een mogelijkheid die weinig is bestudeerd, tot nu.

Vandaag, een onderzoeker van de Universiteit van Kansas onderzoekt verhoogde woongebouwen in de nasleep van orkaan Michael's impact van de Florida Panhandle, waar geregistreerde windsnelheden de ontwerpwindbelastingen bereikten en overschreden langs de kust.

Elaina Sutley, assistent-professor civiele, milieu- en bouwkunde aan de KU, voert het werk uit met een nieuwe $ 45, 000 RAPID-beurs van de National Science Foundation.

"Orkaan Michael kwam op 10 oktober aan land, met windsnelheden binnen een paar mijl per uur van een categorie 5, en beïnvloedde de panhandle van Florida, "zei ze. "Dit was de krachtigste orkaan die ooit dat deel van Florida heeft getroffen en een van de krachtigste in de geschiedenis - Andrew was de beste vergelijking in 1992. Met de RAPID-subsidie, we stelden voor om gegevens over twee onderwerpen te verzamelen. De eerste was een verhoogde houten behuizing en de tweede was een verhoogde, vervaardigde behuizing - beter bekend als 'stacaravans'."

Sutley zei dat verhoogde woongebouwen worden beheerst door een lappendeken van bouwvoorschriften, inclusief ASCE 7, de minimale ontwerpbelastingen van de American Society of Civil Engineers voor gebouwen.

"Voor verhoogde houtconstructies, in ASCE 7 is er niets om te verklaren dat ze verhoogd zijn in plaats van vier muren op de grond, met lucht die eronder stroomt die de druk op muren en daken kan veranderen, "zei ze. "Dus, we keken specifiek naar winddruk op de blootgestelde onderkant van vloeren en alles wat de druk op muuroppervlakken zou kunnen beïnvloeden. Ook wilden we kijken of er vermoeiingsstoringen zijn van componenten op de stacaravans. Veel stacaravans zijn ontworpen voor windbelastingen uit de jaren 80, dus er zijn al 40 jaar updates die niet voldoen aan de ontwerpnormen. We wilden zien hoe ze presteren en een aantal kwalitatieve en kwantitatieve beoordelingen maken. We denken dat sommige componenten eerst kunnen falen bij vermoeidheid, wat kan leiden tot catastrofaal falen van het systeem."

Op basis van lopend experimenteel werk, Sutley en haar team stelden vast dat windschade groter zou kunnen zijn bij permanent vaste woningen die tussen de 3 en 7 voet hoog zijn in vergelijking met huizen die minder dan 3 en meer dan 7 voet hoog zijn. Om een ​​beoordeling uit te voeren, slechts een paar dagen nadat de wind stopte met waaien, de KU-onderzoeker en haar team kwamen aan in de panhandle in Florida.

Volgens Sutley, onderzoek doen in een rampgebied waar recentelijk zoveel mensen hun huis waren kwijtgeraakt, was niet eenvoudig.

"Dit was niet de eerste rampplek waar ik was geweest, maar het was belangrijk om wat tijd te besteden aan het nadenken over wat we zagen, "zei ze. "Het was de eerste keer dat mijn student zoiets zag, en hij moest een paar keer pauzeren om alles in zich op te nemen. We waren in de buurt van een paar mensen die net thuis waren gekomen om te zien wat er was gebeurd, en het was moeilijk voor hen om volledige zinnen te vormen. Ze waren radeloos toen ze zagen wat er aan de hand was - soms begonnen ze te huilen. We interviewden ze niet, we vroegen terecht of we naar hun eigendom mochten kijken - maar het was onze plicht om naar hen te luisteren als ze iets hadden dat ze wilden delen, ook al gebruikten we dat niet als data voor ons onderzoek."

Sutley en haar collega's onderzochten beschadigde woningen, foto's maken en gegevens vastleggen op hun smartphone. Het team wilde schade aan structurele en niet-structurele componenten registreren, die vaak begint met gootsystemen, spijkers en plinten voor dak-en-muurbekleding, die kunnen vermoeien en falen onder orkaanbelastingen, vervolgens cascade in catastrofale mislukking door kwetsbaarheden die in de muur- en daksystemen zijn gecreëerd door deze vermoeidheidsstoringen.

"We hebben foto's gemaakt van elke bouwplaats die we konden bereiken, uitgezoomd zodat je de hele zijkant kon zien, "zei ze. Na te hebben gecontroleerd op veiligheid, ze zei, "Vervolgens wilden we kijken onder waar de fundering is blootgesteld om zeer close-up foto's te krijgen van wat er onder de constructies gebeurde. We wilden zien of ankers of beton-en-paal-instellingen beschadigd waren, en kijk naar dak-tot-muur verbindingen, veranda bijlagen, aanbouwdelen voor carports en onderdelen van de bouwomhulling die mogelijk worden geladen - en we hebben foto's gemaakt van eventuele schade. We gebruikten ook een smartphone-app, ESRI's ArcGIS-gebaseerde Survey123-app. Ik heb een enquête ontworpen om specifieke informatie vast te leggen, en de app trok de geocoördinaten, en de datum en tijd."

Deze veldgegevens zullen worden gebruikt om experimenteel en analytisch onderzoek te valideren dat Sutley en haar team uitvoeren om de kennis over structureel gedrag te vergroten, winddruk, en componentgedrag en faalwijzen voor verhoogde, op locatie gebouwde en gefabriceerde behuizingen. De verzamelde gegevens worden geanalyseerd en gecategoriseerd op schadeniveaus, vervolgens in kaart gebracht met windsnelheid en golfhoogte om de effecten van windsnelheid en -richting op schade te begrijpen voor de soorten en hoogten van gebouwen die worden beschouwd. Verder, afbeeldingen en onderzoeksgegevens worden opgeslagen op DesignSafe-CI, vervolgens beschikbaar gemaakt voor de bredere onderzoeks- en technische gemeenschap.

Sutley hoopte dat het onderzoek zou kunnen helpen bij het informeren van normen, vooral in kwetsbare gebieden.

"Het zou geweldig zijn voor bouwcodes en lokale besluitvormers die ze bepalen, ' zei ze. 'In Florida, de stacaravanindustrie en gefabriceerde thuisbewoners zouden ook van de gegevens kunnen profiteren. De verzekeringssector moet ook aandacht besteden - het is heel belangrijk voor hen."

als laatste, Sutley suggereerde dat bewoners van stacaravans er goed aan zouden doen om hun eigendommen te beschermen met een paar veiligheidsmaatregelen waarvan wordt aangenomen dat ze een verschil maken bij harde wind.

"Een van de dingen die ze kunnen doen, is de verankering controleren, ' zei ze. 'Hoe zijn de huizen aan de grond bevestigd? Noord- en Zuid-Carolina, Florida en Californië hebben allemaal grote programma's gehad om de kosten van gespecialiseerde grondankers te subsidiëren, en we zagen ze op bijna elk gefabriceerd huis in Florida. Dus, het eerste ding is om ervoor te zorgen dat het is aangesloten op de grond. Als het alleen op betonblokken is, het zal waarschijnlijk omvallen bij matige windsnelheden. Het tweede ding zou zijn om bijlagen te beveiligen. Veel van de tijd, er zijn veranda's of carport-aanbouwdelen, en deze zijn slecht verbonden met de grond en losjes verbonden met de hoofdstructuur. Eenmaal verwijderd uit het eigenlijke huis creëert het kwetsbaarheid omdat het een deel van de externe bouwschil afscheurt. Ten derde, het is een stuk duurder als je begint met het toevoegen van omhulsels of het toevoegen van metalen orkaanriemen aan de structuur zelf, maar het is een belangrijk type retrofit om te overwegen om aanzienlijk betere prestaties te krijgen.