NHERI investigará la resiliencia de los edificios altos de madera mediante pruebas de simulador de terremotos

Construcción de viviendas

Imagen:Representación del sitio de construcción para el proyecto TallWood de Infraestructura de Investigación de Ingeniería de Riesgos Naturales (NHERI) / LEVER Architecture

El proyecto TallWood de la Infraestructura de Investigación de Ingeniería de Riesgos Naturales (NHERI), en el que los investigadores de ingeniería de la Universidad Estatal de Colorado (CSU) desempeñan un papel fundamental, tiene como objetivo investigar la resiliencia de los edificios altos de madera mediante la simulación de una serie de grandes terremotos a gran escala, Edificio masivo de madera de 10 pisos esta primavera: el edificio a escala real más alto del mundo jamás probado en un simulador de terremotos o mesa vibratoria. El proyecto de investigación está financiado por la Fundación Nacional de Ciencias de los Estados Unidos.

John van de Lindt, profesor en el Departamento de Ingeniería Civil y experto en análisis sísmico y resiliencia, está trabajando en el proyecto con un antiguo colega y antiguo alumno, Shiling Pei.

A lo largo del proyecto, van de Lindt y sus estudiantes de la CSU ayudarán a evaluar el daño infligido al edificio desde una perspectiva de resiliencia y estimarán cuánto tardará el edificio en volver a su funcionamiento normal después de un terremoto. El término técnico es "recuperación funcional" y es probable que sea el futuro de los códigos de diseño estructural en los Estados Unidos, dijo van de Lindt.

El equipo diseñó un sistema lateral de pared basculante de madera maciza de 10 pisos de altura adecuado para regiones con alto riesgo de terremotos. Este nuevo sistema tiene como objetivo un rendimiento resiliente, lo que significa que el edificio tendrá un daño mínimo por los terremotos de nivel de diseño y podrá repararse rápidamente después de terremotos raros.

El sistema de pared oscilante consiste en un panel de pared de madera maciza anclado al suelo mediante cables o varillas de acero con grandes fuerzas de tensión, según Pei. "Cuando se exponen a fuerzas laterales, los paneles de pared de madera se balancearán hacia adelante y hacia atrás, lo que reduce los impactos del terremoto, y luego las varillas de acero volverán a colocar el edificio a plomo una vez que pase el terremoto", dijo.

Debido a este movimiento sísmico inducido por el sistema de balanceo, los componentes no estructurales críticos para la resiliencia dentro y que cubren el edificio, como la fachada exterior, las paredes interiores y las escaleras, se verán afectados.

El equipo del proyecto se centró en los componentes no estructurales críticos para la seguridad que se extienden de piso a piso y, por lo tanto, están sujetos al movimiento relativo entre pisos. El edificio cuenta con cuatro ensamblajes de fachadas exteriores, varios muros interiores y una torre de escaleras de 10 pisos. La envoltura exterior debe proteger el edificio de temperaturas extremas y eventos climáticos, mientras que las escaleras deben permanecer funcionales para permitir que los ocupantes salgan de manera segura y que los socorristas accedan continuamente a todos los pisos del edificio.

Las pruebas están programadas para comenzar en mayo en la única mesa vibratoria al aire libre del mundo. Ubicado en el Centro de Ingeniería Estructural de Englekirk en la Universidad de California en San Diego, el simulador de terremotos es parte de la Infraestructura de Investigación de Ingeniería de Riesgos Naturales de NSF y, a través de fondos de NSF, se actualizó recientemente a seis grados de libertad para reproducir los movimientos de tierra en 3D completos que pueden ocurren durante un terremoto. Ahora también es capaz de probar cargas útiles de hasta 2000 toneladas, o más de 4 millones de libras.

Las pruebas simularán movimientos sísmicos registrados durante terremotos anteriores que cubren un rango de magnitudes sísmicas en la escala de Richter, desde magnitud 4 a magnitud 8. Esto se hará acelerando la mesa a al menos 1 g, lo que podría acelerar la parte superior del edificio hasta tanto como 3gs.