Senibina

Bagaimana Jurutera Dapat Melindungi dari Serangan Letupan yang Mematikan

Bagaimana Jurutera Dapat Melindungi dari Serangan Letupan yang Mematikan

Dunia menghadapi ancaman serangan pengganas yang semakin meningkat menggunakan bom yang ditetapkan untuk memusnahkan infrastruktur dan menyakiti orang ramai. Walaupun terdapat masalah politik dan sosial yang merangkumi keganasan dalam negeri, kemungkinan mengurangkan korban jiwa dan ancaman keganasan melalui kejuruteraan adalah suatu kemungkinan, tetapi sukar untuk itu. Dari segi kejuruteraan awam, reka bentuk angin, salji, gempa, dinamik, dan beban statik dijalankan sebagai amalan kilang. Walau bagaimanapun, melihat wajah struktur anda yang diserang oleh bom atau pengganas adalah ancaman sebenar yang disedari oleh jurutera awam. Terdapat had sejauh mana reka bentuk kejuruteraan awam dapat mengatasi letupan, dan merancang struktur untuk menahan letupan selama-lamanya tidak dapat dilaksanakan. Walaupun demikian, terdapat spesifikasi dan kriteria yang dapat disesuaikan untuk membantu bangunan menahan letupan lebih baik daripada yang lain.

Pertama, mari kita perhatikan bagaimana letupan memuat struktur, yang akan membuktikan kesukaran dalam reka bentuk letupan. Bangunan biasanya melihat pemuatan perlahan atau pemuatan daya yang lebih kecil dengan pantas. Bahan letupan, sebaliknya, memberikan daya tinggi dan tekanan dalaman yang tinggi dalam jangka masa yang agak singkat. Sebagai tambahan, letupan pada umumnya dilokalisasi, yang menunjukkan peningkatan jumlah kekuatan di kawasan relatif kecil. Dengan kata lain, struktur yang diletupkan dengan letupan menghadapi tekanan tinggi pecah pendek. Sering kali, serangan pengganas menunjukkan letupan berturut-turut, yang juga dapat menunjukkan struktur bangunan dengan titik keletihan setempat, menyebabkan kegagalan.

Dari segi reka bentuk terhadap bahan letupan, fikirkan bunker tentera. Mereka adalah kubu berdinding tebal tanpa angin - zon berketumpatan tinggi dengan ruang dalaman yang kecil berbanding dengan ketebalan dinding. Malangnya, kerana sifat bahan letupan, ini adalah kaedah terbaik dan paling berkesan untuk melindungi struktur dari letupan. Walaupun muatan letupan cenderung menjadi sains yang tidak dapat diramalkan, ada kaedah di mana ciri reka bentuk tertentu dapat mengurangkan korban jiwa dan memastikan peluang yang lebih besar untuk kelangsungan struktur.

[Sumber Gambar: Wikimedia]

Salah satu kaedah terbesar untuk merancang bahan letupan bukanlah pilihan reka bentuk kejuruteraan, melainkan kaedah kualitatif untuk menentukan bangunan mana yang menganggap risiko paling tinggi untuk menyerang. Setelah ini ditentukan, jurutera dapat mengakses lokasi strategik untuk memperkuat struktur jika anggaran pembinaan dan kejuruteraan mengizinkan. Membuat bukti bom bangunan adalah mustahil dan tidak boleh dibendung dari segi kewangan.

Setelah ancaman dinilai dan titik lokasi utama ditentukan, jurutera awam dan struktur dapat mula memodelkan bagaimana gelombang letupan dan gelombang kejut akan memancar melalui zon yang terjejas untuk menentukan arah tindakan. Ketika bom dekat dengan tanah, gelombang kejut menghilang secara sfera dari asalnya, dan tekanan menurun dalam intensitas semakin jauh dari sumbernya. Tekanan udara dinamik yang meningkat akibat letupan mesti dilepaskan di suatu tempat atau kerosakan pada tisu lembut boleh berlaku dalam kadar yang cepat.

[Sumber Gambar: Wikimedia]

Secara amnya, korban dilihat dalam serangan letupan dari serpihan atau gelombang kejutan, hanya dalam keadaan tertentu bangunan runtuh sebelum evakuasi berlaku akibat serangan. Ini bermaksud bahawa titik utama yang perlu dirancang oleh jurutera awam adalah mengurangkan tekanan yang meningkat, dan menyediakan saluran pengalihan dari peluru.

Pada masa lalu, merancang untuk memuatkan letupan hampir mustahil memandangkan mata jurutera manusia yang terbatas dan rabun jauh. Peningkatan superkomputer dan pengkomputeran kuantum dapat memberikan usia perlindungan baru dari letupan di dalam bangunan. Menyelesaikan masalah seperti di mana tekanan puncak akan berlaku dalam pelbagai letupan dan mengurangkan risiko melibatkan terlalu banyak pemboleh ubah yang dapat diselesaikan oleh komputer moden dalam jangka masa yang mungkin. Walau bagaimanapun, pengkomputeran kuantum memungkinkan masalah seperti ini diselesaikan secara seketika.

Untuk memahami bagaimana letupan boleh mempengaruhi bahan, jurutera awam menggunakan pemodelan dinamik untuk memahami kesan letupan. Contohnya dapat dilihat dalam video simulasi di bawah.

Seperti yang anda perhatikan, tidak ada satu cara atau bahkan kaedah konkrit untuk melindungi bangunan dari letupan letupan. Ini tidak boleh menakutkan anda, kerana kekuatan pengkomputeran dan simulasi yang semakin meningkat bagi jurutera mungkin dapat mengurangkan korban jiwa dan membantu membawa kesan keganasan letupan di bawah kawalan.

Sumber teknikal untuk artikel ini termasuk Panduan Reka Bentuk Seluruh Bangunan, panel struktur Komposit yang dikenakan beban letupan, dan ASCE.

LIHAT JUGA: Letupan Ruang Pembakaran Direkodkan pada 20,000 FPS


Tonton videonya: Konkrit pembinaan lebuhraya di Jalan Sungai Besi jatuh hempap kereta pengguna (Disember 2021).