مبنى مقاوم للأعاصير

يمكن أن تتسبب الرياح العاتية والفيضانات الناجمة عن العواصف، كما هو الحال في الأعاصير المدارية ، في أضرار جسيمة للمباني. وهناك العديد من الطرق التي تساعد المباني على الصمود أمام الرياح القوية والفيضانات .

اعتبارات ارتفاع منسوب مياه البحر أثناء العواصف

يمكن للأمواج على طول المناطق الساحلية أن تدمر العديد من المباني. لذا، يُفضل بناء المباني على أرض مرتفعة لتجنب الأمواج. وإذا كان من الممكن أن تصل الأمواج إلى موقع البناء، فيجب رفع المبنى على ركائز فولاذية أو خرسانية أو خشبية، أو تثبيته في صخور صلبة.

اعتبارات أحمال الرياح

مؤسسة

قد تتسبب الرياح على أسطح المباني في ضغوط سلبية تُولّد قوة رفع كافية لاقتلاع السقف. عند حدوث ذلك، يضعف المبنى بشكل كبير، ومن المرجح أن ينهار باقي أجزائه. وللحد من هذا الضعف، ينبغي تثبيت الهيكل العلوي من خلال الجدران إلى الأساس.

تُستخدم عدة طرق لتثبيت السقف. عادةً، تُثبّت دعامات السقف في أعلى الجدران باستخدام مسامير مائلة، مما لا يوفر قوة كافية لمقاومة الرياح العاتية. أما روابط الأعاصير ، فتُثبّت في الجدار وتُلفّ حول الدعامات لتوفير مقاومة أكبر للقوة.

تثبيت المنزل المتنقل بالأساس

قد تتعرض أنظمة الأسقف المعدنية المتشابكة المثبتة على المنازل المتنقلة للانهيار نتيجةً لفرق الضغط (الرفع) الناتج عن الرياح العاتية التي تمر فوق سطح السقف. ويتفاقم هذا الوضع بدخول الرياح إلى المبنى، مما يؤدي إلى زيادة الضغط داخله ورفع الجزء السفلي من ألواح السقف، وبالتالي تدمير المبنى.

للتخفيف من فرق الضغط هذا، يمكن تثبيت قنوات الألمنيوم الأنبوبية المثبتة مسبقًا بشكل دائم بشكل عمودي عبر الجزء العلوي من الأضلاع المتشابكة لنظام السقف المعدني دون التأثير على تدفق مياه الأمطار عند مواقع منتصف الامتداد والقمة في المبنى.

مأوى أرضي

تتميز المباني المحمية بالتراب عموماً بمقاومة أكبر للرياح العاتية والأعاصير مقارنةً بالمباني التقليدية. ويمكن للأقبية وغيرها من الأجزاء المحمية بالتراب في المباني الأخرى أن توفر ملاذاً آمناً أثناء الأعاصير.

منازل ذات قباب

تؤثر الهندسة الفيزيائية للمبنى على خصائصه الديناميكية الهوائية ومدى قدرته على مقاومة العواصف. تتميز أسطح أو مباني القباب الجيوديسية بمعاملات سحب منخفضة، ويمكنها تحمل قوى رياح أعلى من مبنى مربع الشكل له نفس المساحة. ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]} وتنتج مبانٍ أقوى بكثير عن بناء القباب المتجانسة . ^{[ 3 ]}

بيت خشبي

يُقاوم المنزل الخشبي المقاوم للأعاصير من الفئة الخامسة رياحًا تصل سرعتها إلى 245 ميلاً في الساعة (394 كم/ساعة) . يجب أن تكون جذوع الجدران في هذا النوع من البناء مصنوعة من الخشب الرقائقي المُلصق ، ويجب أن تكون جميع مكونات المنزل الأخرى، بما في ذلك أشرطة تثبيت الأعاصير، مقاومة للأعاصير.

مبنى دائري

يُعدّ المنزل الدائري، أو متعدد الجوانب، أكثر مقاومةً لرياح الأعاصير. ^{[ 4 ]}^{[ 5 ]} يسمح التصميم الدائري للرياح بالهبوب حول المنزل، مما يقلل من تراكم الضغط على جانب واحد. ^{[ 6 ]} بالإضافة إلى ذلك، فإنّ استخدام نظام العوارض الشعاعية في بناء السقف والأرضيات يسمح بتوزيع الطاقة الكامنة الناتجة عن الرياح المستمرة على كامل هيكل المنزل بدلاً من تراكمها في منطقة واحدة. ^{[ 6 ]}

مكونات البناء

تُعدّ فتحات المباني، كأبواب المرآب والنوافذ، نقاط ضعفٍ شائعةً وعرضةً للانهيار بفعل ضغط الرياح والحطام المتطاير. عند حدوث الانهيار، يتراكم ضغط الرياح داخل المبنى، مما يؤدي إلى انفصال السقف. ويمكن لستائر الحماية من الأعاصير أن توفر الحماية اللازمة.

يمكن أن تتسبب الرياح في دفع الأبواب إلى داخل المنزل، مما قد يؤدي إلى انهيار هيكلي محتمل ^{[ 7 ].}

يمكن تصنيع النوافذ باستخدام ألواح بلاستيكية، أو زجاج مقاوم للكسر ، أو زجاج مزود بأغشية واقية. وتكون هذه الألواح عادةً أكثر إحكامًا من ألواح النوافذ العادية، بما في ذلك استخدام البراغي أو المسامير عبر حواف الألواح الكبيرة. وتُستخدم براغي تثبيت خرسانية لتثبيت النوافذ في الهيكل الخرساني المحيط بها.

يتمتع الخشب بدرجة عالية نسبياً من المرونة، وهو ما يمكن أن يكون مفيداً في ظل ضغوط معينة على المباني.

الخرسانة المسلحة مادة قوية وكثيفة يمكنها تحمل القوة التدميرية للرياح العاتية والحطام عالي السرعة إذا تم استخدامها في مبنى مصمم بشكل صحيح.

أنظمة

بعد أن تسبب إعصار أندرو عام 1992 في أضرار مؤمّنة بلغت قيمتها 16 مليار دولار، وضعت ولاية فلوريدا معايير بناء جديدة وشددت إجراءات إنفاذها. ورفعت الولاية معايير الأداء المتعلقة بأحمال الرياح، واعتمدت أحكامًا جديدة بشأن الرياح صادرة عن الجمعية الأمريكية للمهندسين المدنيين . ومن الإضافات المهمة إلى القانون الجديد اشتراط استخدام زجاج مقاوم لتأثير المقذوفات ، قادر على تحمل الصدمات عالية السرعة الناتجة عن الحطام المتطاير بفعل الرياح أثناء الإعصار. العديد من المنازل التي بُنيت في جنوب فلوريدا منذ إعصار أندرو مبنية من الطوب الخرساني المدعم بأعمدة خرسانية، مع دعامات سقفية مُدعّمة بأشرطة مقاومة للأعاصير ، بالإضافة إلى متطلبات قانونية خاصة بالمواد اللاصقة وأنواع الأسقف. ^{[ 8 ]}^{[ 9 ]} كما حددت فلوريدا مناطق الأعاصير عالية السرعة (أي مناطق الأعاصير عالية السرعة) مع متطلبات خاصة محددة لمقاطعتي ميامي- ديد وبروارد . ^{[ 10 ]}

تتطلب هونغ كونغ العديد من المباني لمقاومة رياح الأعاصير. ^{[ 11 ]}

أمثلة على أساليب البناء الإعصارية

مشاريع البناء السكني في داروين، شمال أستراليا

قضبان تسليح مصبوبة في بلاطة خرسانية لتقوية جدار مبني من الطوب،
تفاصيل حديد التسليح على حافة البلاطة الخرسانية الأساسية
مسامير تثبيت مصبوبة بقطر 16 مم. عوارض ربط مبنية من البلوك بطول يتراوح بين 150 و300 مم.
وصلة مسمار شديد التحمل بالعارضة. كما يظهر أيضًا تثبيت عوارض السقف المعدنية، وتثبيت نهاية دعامة السرعة.
أحزمة توصيل نموذجية لعناصر السقف.
جدران القص الداخلية الملحومة بتقنية MIG
وصلة جدار القص بالبلاطة، M12 chemsets من خلال 6 غسالات لوحية، نموذجية عند الأطراف و 900 سم.
رسم تخطيطي لجدار سياج مبني من الطوب المقوى من سلسلة 200. تصنيف التضاريس 3 (قريب من الواجهة البحرية).
رسم تخطيطي لتصميم أساسات نموذجي لأرض منحدرة.