science >> Wetenschap >  >> Natuur

Rapid-response schadebeoordeling geeft nieuw inzicht in recente tornado in Kansas

Amin Enderami, doctoraatsstudent in civiele, milieu- en bouwkunde, onderzoekt een verwoest vervaardigd huis in de buurt van Bonner Springs. Krediet:Universiteit van Kansas

Huizen verscheurd, bijgebouwen verbrijzeld, bomen ontworteld en hoogspanningskabels van palen gerukt.

De tornado die zich op 28 mei in het zuidwesten van Douglas County ontwikkelde, versterkte zich tot een EF4 met piekwinden van 170 mph terwijl hij langs de stad Lawrence liep - de thuisbasis van de Universiteit van Kansas. Volgende, de door regen gehulde twister ploegde naar het noordoosten, verwoesting aanrichten door het zuiden van Leavenworth County, met name in de gemeenschap van Linwood.

Binnen drie dagen, een team van structurele ingenieurs, georganiseerd aan de KU en gefinancierd door het Structural Extreme Events Reconnaissance Network (StEER) van de National Science Foundation, heeft een deur-tot-deur schadebeoordeling uitgevoerd die nieuw inzicht geeft in de destructiviteit van de tornado en zou kunnen helpen bij het informeren van toekomstige bouwvoorschriften in Kansas en voorbij.

Hun voorlopige rapport is zojuist online gepubliceerd.

"Ze namen contact met me op en vroegen of ik bereid was te doen wat zij hun snelle bouwtechnische beoordeling noemen, " zei Elaina Sutley, assistent-professor civiele, milieu- en bouwkunde aan de KU. "Ik zei 'ja' omdat ik dit werk echt voor mijn gemeenschap wilde doen. Ik stuurde een e-mail naar de faculteit bouwtechniek van mijn afdeling en vroeg:'Ben je geïnteresseerd, rond en beschikbaar - en hoe zit het met je studenten?' We verzamelden een groep van 16, waaronder een collega aan de Universiteit van Missouri-Kansas City en een professor lucht- en ruimtevaarttechniek aan de KU, en deze studie ontworpen. De tornado was dinsdagavond, en vrijdag gingen we uit. We werkten ongeveer 12 uur en verdeelden ons in zeven verschillende teams in het veld - vier huis-aan-huis- en drie drone-teams - en voltooiden 271 huis-aan-huis schadebeoordelingen."

Sutley, die eerder onderzoek heeft gedaan naar de reacties van gemeenschappen op rampen zoals orkaan Michael, zei dat de omvang van de schade langs het pad van de twister in het noordoosten van Kansas gemakkelijker te definiëren was dan meer wijdverbreide schade door overstromingen en orkanen die ze had gedocumenteerd in plaatsen als North Carolina en Florida.

"Net als bij andere windevenementen, we zagen ontplofte stacaravans, " zei ze. "Dat is vrij gebruikelijk en verwoest me dat we geen veiligere betaalbare woningen bouwen en bieden.

"De puinraketten zijn altijd heel interessant en vreemd bij tornado's, "zei ze. "Bijvoorbeeld, je ziet structureel hout in de grond en in muren gestoken. Als we de kans krijgen om met een bewoner te praten, ze kunnen vaak identificeren waar het puin vandaan kwam, inclusief van het eigendom van een buurman vanaf redelijke afstanden. Een persoon had een 20-pond dumbbell losgeraakt in een andere kamer, rond muren, wat echt interessant is als je denkt aan de aerodynamica van een handgewicht van 20 pond. Er waren veel puinraketten zoals deze en inclusief auto's die omgedraaid en aanzienlijk bewogen, een matras om een ​​boom gewikkeld. We zagen veel ingezogen garagedeuren. Ik zag de schuren of de garageconstructies die mensen op hun eigendom hadden - ze zijn niet gebouwd om veel te weerstaan ​​- maar in feite waren al die langs het pad van de tornado volledig ingestort, wat betekent dat deze structuren vervolgens instortten op de voertuigen van mensen en vaak puinraketten werden terwijl de tornado voorbij bleef trekken."

Om vooroordelen te voorkomen, het team voerde een schadebeoordeling uit op elke derde woning in dichtbevolkte buurten, ongeacht de hoeveelheid vernietiging, en onderzocht elke structuur in de minder dichte gebieden langs het pad van de tornado.

"Je wilt niet zeggen, 'Oh, deze was beschadigd, laat me het onderzoeken. Die is niet - laat me het overslaan, '" zei Sutley. "We willen onbevooroordeelde steekproeven in clusters omdat je met de clusters een waarheidsgetrouwe weergave kunt zien van wat er is gebeurd, in plaats van steekproefsgewijs de gegevens te controleren of te vertekenen. Toen we een monster benaderden, we klopten eerst op de deur om toestemming te vragen om de buitenkant van het huis te onderzoeken en foto's te maken. Niemand wees ons af, maar hadden ze, we zouden hun wensen hebben gerespecteerd en naar de volgende structuur zijn verhuisd. Er is zoveel beweging direct na rampen dat mensen zeker kunnen voelen dat hun privacy is geschonden, en daar willen we nooit een bron van zijn."

Het team vond onderweg mensen die veerkracht toonden bij verlies.

"Mensen waren verrassend goed gehumeurd, "Zei Sutley. "Toen ik beschadigde constructies heb onderzocht na overstromingen en orkaanrampen, de mensen met wie ik heb gesproken zijn emotioneel en er kapot van. Toen ik naar binnen ging na orkaan Michael, mensen hadden moeite met het vormen van volledige zinnen; ze probeerden nog steeds te begrijpen en te interpreteren wat er met hen was gebeurd. Drie dagen na de tornado naar binnen gaan is de snelste die ik ooit het veld in ben gegaan. Vroeger, het is een aantal weken later. Ik weet niet of de timingcomponent een verschil zou kunnen zijn, maar mijn instinct zegt dat het in dit geval niet het geval is."

De KU-onderzoeker wees erop dat de verzekering van huiseigenaren windschade door een tornado dekt, maar geen waterschade door overstromingen, wat misschien nog een reden is waarom haar team optimisme tegenkwam langs de baan van de Kansas-tornado.

"Ik heb niet systematisch informatie verzameld over de vraag of mensen een huiseigenaarverzekering hadden, "Zei Sutley. "Als een huiseigenaar een hypotheek heeft, dan zijn ze verplicht een inboedelverzekering af te sluiten. Als veel mensen een inboedelverzekering hadden, dan zou dat een bron van optimisme kunnen zijn. In dit geval, ze kunnen hun gedachten heroriënteren met meer vertrouwen dat ze hiervan zullen herstellen in plaats van na te denken over de implicaties van het verliezen van alles. Maar, in de vier jaar dat ik in Kansas woon, Ik heb ook gehoord over de grit van de Midwesters; dat zou een andere verklaring kunnen zijn."

Het team dat Sutley leidde, bestond uit professoren bouwtechniek Remy Lequesne, Jian Li en William Kirkham in KU's civiele, afdeling milieu &bouwkunde; Haiyang Chao bij de afdeling Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek en ZhiQiang Chen bij UMKC, samen met een aantal KU-studenten. Het team hoopt deze gegevens te gebruiken om tornado-gevaren te codificeren en tornado-bestendig ontwerp te bevorderen.

"We zagen schade die te wijten was aan de manier waarop veel van de huizen waren gebouwd, " Sutley zei. "Mijn specialiteit in bouwtechniek is houtskeletbouw. Dat is wat mij heel goed plaatst voor dit soort woningschadetaxaties. In de bouwkunde, het fundamentele principe is het ontwerpen voor een continu-belastingspad. Dat betekent dat een belasting op het dak door de muren naar de fundering wordt overgebracht. Alle gebouwen zijn ontworpen met dit zwaartekrachtpad. Wat we in de praktijk niet zien in woongebouwen, vooral bij oudere huizen, is het pad om zijdelingse en opwaartse lasten over te brengen. in Kansas, het is niet wettelijk vastgelegd in de bouwvoorschriften dat dit vereist is, hoewel het verplicht is of sterk wordt aangemoedigd en geadverteerd in plaatsen zoals Tulsa, Oklahoma, en in Florida. Tornado's vertonen grote opwaartse en zijwaartse krachten, dus gebouwen die geen goede verbindingen hebben tussen het dak en de muren, of gebrek aan wandbekleding, of gebrek aan verankering resulteren in catastrofale storingen bij blootstelling aan tornado's. Ik zag muren vastgelijmd aan de betonnen fundering. Je hoeft geen bouwkundig ingenieur te zijn om te weten dat muren die alleen met een lijm aan de fundering zijn verbonden, niet veel zullen doen als de wind waait."

Ondanks dat de tornado geen doden heeft veroorzaakt, en optimisme onder velen die door de storm zijn getroffen, Sutley zei dat het van dichtbij inmeten van schade nog steeds een emotionele tol eist van teamleden. en ze merkte op hoe zwaar het kan zijn voor hulpverleners.

"Het is altijd surrealistisch om op de grond te zijn na een ramp - het is een voor altijd bevroren moment in je geheugen als je buiten staat en alles wat je om je heen ziet complete vernietiging is, en vooral als je de maatschappelijke implicaties begrijpt van wat je ziet, " zei ze. "Ik zei aan het eind van de dag tegen mijn team dat ze ervoor moesten zorgen dat ze wat tijd nemen om na te denken en om te gaan met wat ze de hele dag hebben gezien en meegemaakt. Omdat het je emoties echt kan opladen, en vooral als het jouw gemeenschap is. Ik had een persoonlijke ervaring die me grotendeels motiveerde om rampenonderzoek te doen op de middelbare school, toen een EF4-tornado door het midden van mijn thuisgemeenschap in Tuscaloosa scheurde, Alabama. Toen realiseerde ik me voor het eerst dat wij structurele ingenieurs niet wisten en niets deden aan tornado's. Ik was er kapot van en volledig met stomheid geslagen omdat ik mijn hele leven bescherming had gezocht tegen tornado's en een daarvan had net Tuscaloosa verwoest; hoe kan dit een last zijn waar we niet eens rekening mee houden?"

Sutley zelf was in Seoul, Korea, toen de recente tornado door Lawrence blies. Toen hem werd gevraagd hoe het was om van de tornado te horen terwijl je zo ver weg was, ze moest diep ademhalen voordat ze reageerde.

"Ik hoorde dat er een tornado aankwam toen een vriend die in Kansas City woonde en die ik ken uit Tuscaloosa me een sms stuurde om dekking te zoeken. " zei ze. "Ik was eigenlijk echt van streek en probeerde mijn tranen terug te vechten terwijl een naaste collega een heel speciale keynote-lezing gaf. Ik had mijn iPhone-koptelefoon bij het luisteren naar nieuwsberichten die zeiden dat een zeer grote tornado op weg was naar Lawrence. Destijds, dat was de enige informatie die op internet beschikbaar was. Ik probeerde meteen in contact te komen met mijn man en vele lokale vrienden om te zien of ze in orde waren. Het duurde waarschijnlijk maar enkele seconden voordat ik iets hoorde, maar het was lang genoeg voor mij om me de vreselijke gevoelens van het onbekende en potentiële gevaren te herinneren die ik in 2011 voelde en zag. Gelukkig, informatie begon mijn telefoon en internet te overspoelen, en ik leerde dat mijn familie, vrienden, studenten en collega's waren OK."