NHERI para investigar resiliência de edifícios altos de madeira por testes de simulador de terremoto

Construção de casas

Imagem:Renderização do canteiro de obras do projeto TallWood / LEVER Architecture para a Infraestrutura de Pesquisa em Engenharia de Riscos Naturais (NHERI)

O projeto TallWood da Infraestrutura de Pesquisa de Engenharia de Riscos Naturais (NHERI), no qual os pesquisadores de engenharia da Colorado State University (CSU) estão desempenhando um papel crítico, visa investigar a resiliência de edifícios altos de madeira simulando uma série de grandes terremotos em escala real, Edifício de madeira maciça de 10 andares nesta primavera - o edifício em escala real mais alto do mundo já testado em um simulador de terremoto ou mesa vibratória. O projeto de pesquisa é financiado pela US National Science Foundation.

John van de Lindt, professor do Departamento de Engenharia Civil e especialista em análise sísmica e resiliência, está trabalhando no projeto com um colega de longa data e ex-aluno, Shiling Pei.

Ao longo do projeto, van de Lindt e seus alunos da CSU ajudarão a avaliar os danos infligidos ao edifício a partir de uma perspectiva de resiliência e estimar quanto tempo levaria para o edifício retornar à sua função normal após um terremoto. O termo técnico é "recuperação funcional" e é provavelmente o futuro dos códigos de projeto estrutural nos Estados Unidos, disse van de Lindt.

A equipe projetou um sistema lateral de parede de balanço de madeira de 10 andares de altura, adequado para regiões com alto risco de terremoto. Este novo sistema visa um desempenho resiliente, o que significa que o edifício terá danos mínimos causados ​​por terremotos no nível do projeto e será rapidamente reparado após terremotos raros.

O sistema de parede de balanço consiste em um painel de parede de madeira maciça ancorado ao solo por meio de cabos ou hastes de aço com grandes forças de tração, de acordo com Pei. “Quando expostos a forças laterais, os painéis de parede de madeira balançam para frente e para trás – o que reduz os impactos do terremoto – e, em seguida, as hastes de aço puxam o edifício de volta ao prumo assim que o terremoto passa”, disse ele.

Devido a esse movimento sísmico induzido pelo sistema de balanço, os componentes não estruturais críticos de resiliência dentro e cobrindo o edifício, como a fachada externa, as paredes internas e as escadas, estão em um grande passeio.

A equipe do projeto concentrou-se em componentes não estruturais críticos para a segurança que abrangem andar a andar e, portanto, estão sujeitos ao movimento relativo entre os andares. O edifício apresenta quatro conjuntos de fachadas externas, várias paredes internas e uma torre de escada de 10 andares. O envelope externo deve proteger o edifício de temperaturas extremas e eventos climáticos, enquanto as escadas devem permanecer funcionais para permitir que os ocupantes saiam com segurança e os socorristas acessem continuamente todos os andares do edifício.

Os testes estão programados para começar em maio na única mesa de agitação ao ar livre do mundo. Localizado no Englekirk Structural Engineering Center na Universidade da Califórnia em San Diego, o simulador de terremoto faz parte da Infraestrutura de Pesquisa de Engenharia de Riscos Naturais da NSF e, por meio de financiamento da NSF, foi recentemente atualizado para seis graus de liberdade para reproduzir os movimentos completos do solo em 3D que podem ocorrem durante um terremoto. Agora também é capaz de testar cargas úteis de até 2.000 toneladas, ou mais de 4 milhões de libras.

Os testes simularão movimentos de terremotos registrados durante terremotos anteriores, cobrindo uma faixa de magnitudes de terremotos na escala Richter, de magnitude 4 a magnitude 8. Isso será feito acelerando a mesa para pelo menos 1g, o que poderia acelerar o topo do edifício até tanto quanto 3gs.