சூறாவளி செய்திகளில் காற்றின் வேகத்தின் மீதே கவனம் செல்வது வழக்கம், ஆனால் கூரைத் தட்டுகளைப் பிய்த்து எறிவதும், கேரேஜ் கதவுகளை வளைப்பதும், சுவர்களை உள்நோக்கித் தள்ளுவதும் உண்மையில் அழுத்தமே. கட்டிடத்தின் வெளிப்புற மேற்பரப்புகளை மறுவடிவமைப்பு செய்வது — தட்டையான வெளிப்புற சுவர்கள் மற்றும் தட்டையான கூரைகளை அலை போன்ற வடிவத்தால் மாற்றுவது — சூறாவளி வேகக் காற்று நிலைகளில் அந்த மேற்பரப்புகள் அனுபவிக்கும் காற்று அழுத்தத்தை 60 சதவீதம் வரை குறைக்க முடியும் என்று புதிதாக வெளியிடப்பட்ட ஆய்வு ஒன்று தெரிவிக்கிறது.
வழக்கமாக ஒற்றை இலக்க சதவீதத்தில் மட்டுமே முன்னேற்றங்கள் அளவிடப்படும் ஒரு துறையில் இது மிகக் கவனிக்கத்தக்க எண்ணிக்கையாகும். ஆய்வின்படி, அலை வடிவ வெளிப்புற சுவர்கள் மற்றும் கூரைகளுடன் கட்டப்பட்ட கட்டமைப்புகள் வழக்கமான கட்டிடங்களை விட சூறாவளி வேகக் காற்றுகளை மிகச் சிறப்பாகத் தாங்கக்கூடும்; இந்தக் கண்டுபிடிப்பு புயல்-கடினப்படுத்துதல் பற்றிய முற்றிலும் வேறுபட்ட சிந்தனை முறையை நோக்கிக் காட்டுகிறது: அதிகப் பொருள் சேர்ப்பது அல்ல, ஏற்கனவே உள்ளவற்றின் வடிவியலை மாற்றுவது.
வேகம் அல்ல, அழுத்தமே கட்டிடங்களை உடைப்பது ஏன்
நகரும் காற்று ஒரு திடமான மேற்பரப்பைச் சந்திக்கும்போது, அது நேராகத் தள்ளுவதில்லை. அது பிரிந்து, மூலைகள் மற்றும் விளிம்புகளைச் சுற்றி வேகமெடுத்து, காற்றுக்கு எதிர்ப்புறத்தில் மீண்டும் இணைந்து, உறிஞ்சல் மற்றும் அழுத்தத்தின் சிக்கலான புலத்தை உருவாக்குகிறது. வழக்கமான பெட்டி வடிவ கட்டிடத்தில், கூர்மையான மூலைகளும் தட்டையான தளங்களும் இரண்டின் மோசமான விளைவையும் உருவாக்குகின்றன: காற்று முகப்பில் அதிக நேர்மறை அழுத்தம் மற்றும் கூரை மற்றும் பக்கச் சுவர்கள் முழுவதும் வலுவான எதிர்மறை அழுத்தம் — அதாவது உறிஞ்சல்.
இரண்டில் உறிஞ்சலே பெரும்பாலும் அதிக அழிவை ஏற்படுத்துவது. கூரை மூடுதல்கள் கீழ்நோக்கி அடிக்கப்படுவதற்குப் பதிலாக மேல்நோக்கி உரிக்கப்படுகின்றன, சுவர் உறைப்பூச்சு வெளிநோக்கி இழுக்கப்படுகிறது, ஒரு தோல்வியால் உருவாகும் திறப்புகள் உள் அழுத்தத்தை உயர்த்தி, கட்டமைப்பை உள்ளிருந்தும் சுமைக்கு உள்ளாக்குகின்றன. இதனால்தான் புயலுக்குப் பிந்தைய சேத மதிப்பீடுகளில் கூரைகள் முழுவதுமாக உரிக்கப்பட்டு, கீழே உள்ள சட்டகம் அப்படியே இருக்கும் காட்சிகள் அடிக்கடி தெரிகின்றன.
- தட்டையான, கூர்மையான விளிம்புகள் கொண்ட மேற்பரப்புகள் மூலைகள் மற்றும் இறக்கைகளில் அழுத்தத்தைக் குவிக்கின்றன.
- கூரைகள் பெரும்பாலும் நேரடி கீழ்நோக்கு விசையை விட மேல்நோக்கு இழுவிசையால் தோல்வியடைகின்றன.
- உறை ஒருமுறை உடைந்தால், உள் அழுத்தம் சுமையை மேலும் அதிகரிக்கிறது.
- இந்தப் புள்ளிகளில் உச்ச அழுத்தத்தைக் குறைப்பது சராசரி சுமையைக் குறைப்பதை விட முக்கியம்.
சுவர்களும் கூரைகளும் அலைபோல் மாறும்போது என்ன மாறுகிறது
ஆய்வில் ஆராயப்பட்ட வடிவமைப்பு காற்றியக்கச் சிக்கலை நீக்குவதில்லை — அதைப் பரப்புகிறது. அலை வடிவ வரையுரு ஒரு பரந்த தட்டையான முகத்தை தொடர்ச்சியான வளைந்த மேற்பரப்புகளாக உடைக்கிறது, எனவே காற்றோட்டம் திடீரெனப் பிரியாமல் தொடர்ந்து திசைமாற்றப்படுகிறது. ஒரு மூலையில் ஒரே அதிக அழுத்தப் புள்ளிக்குப் பதிலாக, சுமை பல சிறிய, மென்மையான மாற்றங்கள் முழுவதும் பரவுகிறது.
கூரைக்கும் இதே போன்ற அணுகுமுறை. அலை அலையான அல்லது தரங்கலான கூரைக் கோடு, முகட்டில் காற்று எவ்வாறு பிரிகிறது என்பதை மாற்றுகிறது; வழக்கமான கட்டிடங்களில் மேல்நோக்கு இழுவிசைகள் உச்சத்தை அடைவது துல்லியமாக அங்கேதான். அந்த மாற்றத்தை மென்மையாக்குவதன் மூலம், கூரைத் தொகுதிகளை மேல்நோக்கி இழுக்கும் குறைந்த அழுத்தப் பைகள் உருவாவதை இந்த வடிவமைப்பு கட்டுப்படுத்துவதாகத் தெரிகிறது.
வழக்கமான அமைப்புகளுடன் ஒப்பிடும்போது காற்று அழுத்தம் 60 சதவீதம் வரை குறைவதாகத் தெரிவிக்கப்பட்டுள்ளது. ஆய்வின் சொந்த மாதிரியாக்கம் மற்றும் சோதனைக்கு அப்பாலும் இந்த எண்ணிக்கை நிலைத்தால், அது கணிசமான பாதுகாப்பு விளிம்பைக் குறிக்கும் — ஒரு புயலுக்கு சற்றே தகுதி பெற்ற கட்டமைப்புக்கும் கணிசமான இருப்புத் திறன் கொண்ட ஒன்றுக்கும் இடையிலான வேறுபாடு ஏறக்குறைய இதுவே.
60 சதவீதக் கூற்று சூழலில்
எந்தத் தலைப்பு எண்ணிக்கையும் ஆய்வுக்கு உட்படுத்தப்பட வேண்டும், மேலும் 60 சதவீத எண்ணிக்கை உத்தரவாதமாக அல்ல, சிறந்த நிலை முடிவாகவே படிக்கப்பட வேண்டும். காற்றியக்கச் செயல்திறன் காற்றின் திசையை மிகவும் சார்ந்தது, ஒரு அணுகல் கோணத்திற்கு உகந்ததாக வடிவமைக்கப்பட்ட வடிவம் காற்று திசைமாறும்போது வேறுவிதமாகச் செயல்படலாம். இந்தக் குறைப்பு வெறும் உயிர்வாழ்வை விட அழுத்தத்தின் அடிப்படையில் விவரிக்கப்பட்டுள்ளது, இது ஒரு வீட்டு உரிமையாளருக்கோ நகர கட்டிட அதிகாரிக்கோ மிகவும் அர்த்தமுள்ள அளவீடாகும்.
இருப்பினும், அழுத்தமே தாக்க வேண்டிய சரியான மாறியாகும். கட்டமைப்பு மற்றும் உறைப்பூச்சுத் தோல்விகள் உறையின் மீது சுமத்தப்படும் சுமைகளுடன் அளவீட்டு விகிதத்தில் இருக்கும், எனவே உச்ச அழுத்தத்தில் உண்மையான குறைப்பு நேரடியாக ஃபாஸ்டனர்கள், இணைப்புகள், கூரைச் சவ்வுகள் மற்றும் சுவர் பலகைகள் மீதான தேவையைக் குறைக்கிறது. தெரிவிக்கப்பட்ட பயனின் ஒரு பகுதியை மட்டுமே பெற்றாலும், கட்டுநர்கள் குறைவான வலுவூட்டலுடன் தற்போதைய செயல்திறன் இலக்குகளை எட்டவோ — அல்லது பரிச்சயமான பொருட்களைப் பயன்படுத்தி அந்த இலக்குகளை மிஞ்சவோ — முடியும்.
இயற்கையிலிருந்தும் விண்வெளித் துறையிலிருந்தும் கடன் வாங்குதல்
அலை வடிவ மேற்பரப்புகள் புதிய கருத்து அல்ல. காற்றோட்டத்தை எதிர்க்காமல் நிர்வகிக்க வேண்டிய பொறியியல் அமைப்புகள் முழுவதும் அவை தோன்றுகின்றன: சில உயர் செயல்திறன் வாகனங்களின் அலை அலையான மேலோடுகள், இலகுவான பலகைகளில் பயன்படுத்தப்படும் நெளிவுகள், மற்றும் காற்று எவ்வாறு பிரிகிறது என்பதைக் கட்டுப்படுத்த இறக்கைகளில் பயன்படுத்தப்படும் பின்தொடர்-விளிம்பு சிகிச்சைகள். ஒவ்வொரு நிலையிலும் இலக்கு ஒன்றே — காற்று திடீரெனப் பிரிவதைத் தடுப்பது, ஏனெனில் திடீர்ப் பிரிவே வலுவான அழுத்த வேறுபாடுகளை உருவாக்குகிறது.
இயற்கை இதுபோன்ற தீர்வுகளை வெகு காலத்திற்கு முன்பே அடைந்துவிட்டது. மணல் குன்றுகள், மரக் கூரைகள் மற்றும் சில கடல்வாழ் உயிரினங்களின் நெளிவான ஓடுகள் அனைத்தும் தட்டையான தன்மைக்குப் பதிலாக வளைவின் மூலம் காற்றோட்டத்தை ஒழுங்குபடுத்துகின்றன. அந்த வகையில், ஆய்வின் முன்மொழிவு ஒரு விசித்திரமான கண்டுபிடிப்பை விட, உயிரியல் காற்று மற்றும் நீருக்கு மிக நீண்ட காலமாகப் பயன்படுத்தி வரும் ஒரு கொள்கைக்குத் திரும்புவதே.
இந்த அணுகுமுறை பயனளிக்கக்கூடிய இடங்கள்
இந்தக் கருத்து பகுப்பாய்விலிருந்து நடைமுறைக்கு நகர்ந்தால், மிக உடனடி பயன்பாடுகள் சூறாவளி வெளிப்பாடு வழக்கமானதாகவும் மீள்கட்டுமானம் தொடர்ச்சியானதாகவும் உள்ள இடங்களில் இருக்கும்:
- கூரை மேல்நோக்கு இழுவிசை முதன்மைத் தோல்வி முறையாக உள்ள கடலோர குடியிருப்புக் கட்டுமானம்.
- பெரிய, தட்டையான கூரைப் பகுதிகளைக் கொண்ட குறைந்த உயர வணிக மற்றும் தொழிற்சாலை கட்டிடங்கள்.
- மருத்துவமனைகள், தங்குமிடங்கள் மற்றும் அவசர செயல்பாட்டு மையங்கள் போன்ற முக்கிய வசதிகள்.
- கட்டமைப்பை மாற்றாமல் வளைவைச் சேர்க்கக்கூடிய மறுசீரமைப்பு உறைப்பூச்சு மற்றும் கூரை அமைப்புகள்.
- வடிவியல் மாற்றங்களைத் தரப்படுத்துவது எளிதான தொகுதி மற்றும் முன்னமைக்கப்பட்ட வீடுகள்.
முன்னமைக்கப்பட்ட கட்டுமானம் தனிக் கவனம் பெறத் தகுந்தது. அலை வடிவ பலகைகளும் கூரைப் பகுதிகளும் பல தனிப்பயன் கட்டமைப்பு வலுவூட்டல்களைப் போலல்லாமல் அச்சில் வார்ப்பதற்கும் தொழிற்சாலை உற்பத்திக்கும் ஏற்றவை. இந்தக் கூறுகளை அளவில் உற்பத்தி செய்ய முடிந்தால், வடிவியலுக்கான செலவுச் சுமை மிதமாக இருக்கலாம் — மேலும் அவற்றைப் பயன்படுத்துவதற்கான காப்பீட்டு வாதம் வலுவாக இருக்கலாம்.
ஒரு பணித்தளத்தை அடைவதற்கு முன் திறந்த கேள்விகள்
ஒரே ஆய்வு பல நடைமுறைக் கேள்விகளுக்குப் பதிலளிக்கவில்லை. வளைந்த மற்றும் நெளிவான மேற்பரப்புகளைத் தட்டையானவற்றை விட அடைப்பது கடினம், மேலும் புயலுக்கு வெளிப்படும் கட்டிடங்களில் நீர் ஊடுருவல் தொடர்ச்சியான பலவீனமாக உள்ளது. உற்பத்திச் சிக்கல், ஆய்வுக் கடினம் மற்றும் தற்போதைய விதிகளுடன் இணக்கம் அனைத்தையும் சிந்தித்து முடிக்க வேண்டும். குப்பைப் பொருட்கள் பற்றிய விஷயமும் உள்ளது: அலை வடிவ முகப்பு காற்றில் எடுத்துச் செல்லப்படும் பொருட்கள் ஒரு கட்டிடத்தை எவ்வாறு தாக்குகின்றன என்பதை நல்லதோ கெட்டதோ மாற்றுகிறது, அந்த இடைவினை இன்னும் நன்கு புரிந்து கொள்ளப்படவில்லை.
பின்னர் செலவு உள்ளது. எந்தக் காற்றியக்க நன்மையும் உற்பத்தி, பராமரிப்பு மற்றும் இந்த வடிவியலை அறியாத குழுவினருக்குத் தேவைப்படும் பயிற்சிக்கு எதிராக எடைபோடப்பட வேண்டும். 60 சதவீத அழுத்தக் குறைப்பு கவர்ச்சிகரமானது, ஆனால் முடிக்கப்பட்ட தொகுதியை போட்டி விலையில் கட்டி, ஆய்வு செய்து, காப்பீடு செய்ய முடிந்தால் மட்டுமே அது கட்டுமான நடைமுறையை மாற்றும்.
வடிவ அடிப்படையிலான மீள்திறன் நோக்கி ஒரு மாற்றம்
இந்தக் கண்டுபிடிப்பின் பரந்த முக்கியத்துவம் அது நோக்கிச் செல்லும் திசையில் இருக்கலாம். வழக்கமான புயல்-கடினப்படுத்துதல் பொருளைச் சேர்க்கிறது — தடிமனான உறை, அதிக பட்டைகள், கனமான இணைப்புகள். வடிவ அடிப்படையிலான மீள்திறன் அதற்குப் பதிலாக கட்டிடத்தின் வடிவத்தைப் பாதுகாப்பு அமைப்பின் ஒரு பகுதியாகப் பயன்படுத்த முடியுமா என்று கேட்கிறது, சுமை கட்டமைப்பை அடைவதற்கு முன்பே அதைக் குறைக்கிறது.
தீவிரமடையும் கடலோர வானிலை மற்றும் உயரும் மீள்கட்டுமானச் செலவுகளின் யுகத்தில் இது கவர்ச்சிகரமான முன்மொழிவாகும். அலை வடிவ சுவர் மற்றும் கூரைக் கருத்து இன்னும் ஒரு தயாரிப்பு அல்ல, மேலும் 60 சதவீத எண்ணிக்கை வெவ்வேறு கட்டிட வகைகள், காற்றுக் கோணங்கள் மற்றும் புயல் வரையுருக்கள் முழுவதும் மீண்டும் உறுதிப்படுத்தப்பட வேண்டும். ஆனால் ஒரு வடிவமைப்புக் கொள்கையாக, பொறியாளர்கள் நீண்ட காலமாக வெறும் வலிமையின் விஷயமாகக் கருதிய ஒரு சிக்கலை இது மறுவரையறை செய்கிறது: சில நேரங்களில் ஒரு சூறாவளியைத் தாங்குவதற்கான சிறந்த வழி, காற்றுக்கு எதிராகத் தள்ள எதுவும் தட்டையாக இல்லாமல் செய்வதே.
இந்தக் கட்டுரை Interesting Engineering-இன் செய்தி அறிக்கையை அடிப்படையாகக் கொண்டது. மூலக் கட்டுரையைப் படிக்கவும்.
Originally published on interestingengineering.com
