A UCLA földrengés-hálózati érzékelői javítják az épületek biztonságát

A UCLA földrengés-hálózati érzékelői javítják az épületek biztonságát
A UCLA földrengés-hálózati érzékelői javítják az épületek biztonságát
Anonim

Az építmények tervezésének javítása érdekében, hogy azok jobban ellenállhassanak a földrengéseknek, az UCLA kutatói olyan tesztelő és megfigyelő berendezéseket fejlesztenek, amelyek egy országos földrengésmérnöki kutatási hálózat „szemeként és füleként” szolgálnak majd.

A George E. Brown Jr. Network for Earthquake Engineering Simulation (NEES), a National Science Foundation által finanszírozott 87 millió dolláros projekt, amely 11 intézményt egyesít egy együttműködési hálózatban, amely lehetővé teszi számukra az adatok és berendezések megosztását.Végül a hálózat lehetővé teszi a kutatók számára, hogy megfigyeljék, és néha részt is vegyenek azokban a kísérletekben, amelyeket az ország más részein végeznek.

A UCLA Henry Samueli Műszaki és Alkalmazott Tudományos Iskolában tervezett helyszíni tesztelő és megfigyelő berendezés valós idejű információkat nyújt majd a kutatóknak arról, hogy mi történik az épületekkel, gátakkal és hidakkal a szimulált földrengések során.

John Wallace, az építő- és környezetmérnöki osztály professzora és a projekt vezető kutatója szerint akár 100 különböző körülmény megfigyelésére is alkalmas érzékelőket helyeznek el az épületekben és a környező talajban. az épületek. Az ezekből az érzékelőkből származó információkat vezeték nélkül továbbítják egy mobil irányítóközpontba, amely viszont műholdon keresztül továbbítja az adatokat az internetre. Így az országban más kutatók „szinte olyan gyorsan tudják majd elolvasni az adatainkat, amilyen gyorsan csak tudunk” – mondta Wallace.

UCLA kutatóit választották a terepi tesztelő és megfigyelő berendezések megépítésére szakértelmük és az e területen végzett korábbi munkájuk miatt, valamint azért, mert gyakori szeizmikus tevékenysége Dél-Kaliforniát ideális környezetté teszi a vizsgálóberendezések fejlesztéséhez és integrálásához, mondta Wallace..

Ha nagy tömegeket rögzítenek egy épület tetejére vagy padlójára, majd vezérlőrendszerekkel forgatják ezeket a tömegeket, a kutatók képesek lesznek akár 200 000 fontnyi erőt is kifejteni, és az érzékelők segítségével mérni tudják, hogyan szerkezete megremeg. Wallace elmondta, hogy a forgó rázókon kívül egy „lineáris rázót” is beszereznek majd, amely egy véletlenszerű rezgésmintát hoz létre, amely jellemzőbb arra, amit egy földrengésnél látnánk, de kisebb az erőkapacitása.

Wallace szerint különböző típusú rázók használatával a kutatók képesek lesznek „kicsitől közepesig terjedő, és bizonyos esetekben jelentős épületrezgéseket” létrehozni, hogy a szerkezetek reakciójával kapcsolatos fontos kérdések széles skáláját kezeljék. a földrengésekre.Wallace azt mondta, hogy az új épületek és az átalakítás alatt álló épületek mellett lebontandó szerkezetekkel is kísérletezni fognak – amelyek közül néhányat megsemmisíthetnek a folyamat során.

A megvásárolandó érzékelők számával és a vezeték nélküli adatátvitel használatával "viszonylag sűrű műszereket tudunk biztosítani, hogy nagyon részletes információkat szerezzünk be, amelyek ma még nem állnak rendelkezésünkre" - mondta Wallace.

Ma sok számítógépes szimulációt vagy laboratóriumi tesztet a Wallace által „idealizált épületeknek” nevezett épületeken végeznek, vagyis a szimulációk nem tartalmazzák az alaprendszer valósághű modelljét, vagy a válaszfalak, ablakok vagy a külső hatását. homlokzat. Wallace szerint „valódi épületek laboratóriumként való használata” nagymértékben javíthatja ezeknek a számítógépes szimulációknak a pontosságát. A pontosabb szimulációk pedig csökkentik az élet- és vagyonveszteséget azáltal, hogy biztonságosabb épületeket állítanak elő, amelyek jobban ellenállnak a földrengéseknek.

Ezen túlmenően a kutatók a berendezés segítségével számos szerkezetet vibrálnak, és katalogizálják az eredményeket annak érdekében, hogy „egy újabb földrengés nagyon valószínű eseménye esetén az érzékelőket gyorsan vissza lehessen helyezni” a földrengés utórengések során fellépő rezgések mérésére. – mondta Wallace.„Mindenképpen szeretnénk kihasználni ezeket a rendkívül értékes, valós életben rejlő lehetőségeket a földrengések okozta károk csökkentésére.”

Mivel a berendezés mozgatható, az egész régióban áthelyezhető a földrengések helyszínére, és kölcsönözhető más intézményeknek. Valójában a berendezések és az adatok megosztása a projekt fő célja, mondta Wallace. Ily módon minden érdeklődő kutató hozzáférhet a berendezések és adatok széles skálájához.

Ahelyett, hogy pénzeszközöket biztosítana az intézményeknek ugyanazon berendezések megvásárlására – ami nemcsak a beszerzési költségeket duplikálja, hanem a berendezések karbantartásának és az emberek használatának oktatásának költségeit is – ez a program pénzeszközöket biztosít speciális felszerelések elhelyezésére 11 nemzeti laboratórium mindegyike. Wallace szerint a berendezésekhez való hozzáférés a NEES összes telephelyén egy fejlesztés alatt álló konzorcium ellenőrzése alatt áll majd. Elméletileg a berendezések minden helyszínen elérhetőek lesznek bárki számára, aki a Nemzeti Tudományos Alapítvány által támogatott kutatásokat végez, és esetleg mások által támogatott kutatásokat is végez.

Így az UCLA kutatói hozzáférhetnek az UC Davis és a Rensselaer Polytechnic Institute geotechnikai centrifugáihoz, a New York-i Állami Egyetem (Buffalo) és a Nevadai Egyetem (Reno) rázóasztalaihoz (a modellszerkezetek rázására szolgálnak), valamint többek között az Oregoni Állami Egyetem cunami hullámmedencéje. Cserébe mind a 11 telephely, valamint a többi telephely hozzáférhet a UCLA helyszíni tesztelő és megfigyelő berendezéseihez.

Amint a program teljesen működőképes, az elképzelések szerint például egy hídoszlopot egy helyen, míg egy másik helyen a lábazatot tesztelik, és a híd modelljének elemzése még folyamatban van. egy harmadik helyszín. „Mindhárom összetevő egyidejűleg futtatható, és az eredményül kapott adatok szinte valós időben minden helyen frissíthetők” – mondta Wallace.

Mivel a laboratóriumi modellek és a valódi épületek fizikai tesztelése költséges lehet, Wallace elmondta, hogy a NEES program egyik fő hosszú távú célja a szimulációs eszközök fejlesztése.Ahogy ezek a szimulációs eszközök, valamint a vizualizációs eszközök javulnak, lehetséges, hogy csökkentjük a fizikai teszteléstől való függőségünket. Ez hasonló lenne az autóiparban és a repülőgépiparban jelenleg alkalmazott megközelítéshez. Wallace azonban gyorsan leszögezi: „A termékeiket sem úgy tervezték, hogy kárt szenvedjenek.”

Deborah Estrin számítástechnika professzor, valamint Jonathan Stewart, Joel Conte és Patrick Fox az építő- és környezetmérnököktől szintén részt vesz a projektben.

Népszerű téma

Érdekes cikkek
Rólunk
Olvass tovább

Rólunk

A fishcustomaquariums.com webhelyről

Kapcsolatok
Olvass tovább

Kapcsolatok

A fishcustomaquariums.com oldal elérhetőségei

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei
Olvass tovább

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei