Teste sísmico do NHERI TallWood Building para estabelecer um novo recorde

O projeto TallWood de Infraestrutura de Pesquisa em Engenharia de Riscos Naturais (NHERI) investigará a resiliência de edifícios altos de madeira simulando uma série de grandes terremotos em um edifício de madeira maciça de 10 andares em escala real nesta primavera.

"Este projeto é o projeto em escala real mais alto já testado em uma mesa de terremotos em qualquer lugar", disse Dan Dolan, professor emérito do Departamento de Engenharia Civil e Ambiental que trabalhou no projeto por quase uma década. "Queremos criar projetos de construção que sofrerão poucos danos em terremotos e ainda serão habitáveis."

Edifícios feitos de madeira maciça – camadas de madeira unidas – estão ganhando popularidade como alternativas mais ecológicas e rápidas para estruturas de concreto e aço.

O projeto de pesquisa é financiado pela US National Science Foundation e várias outras organizações industriais para determinar como esses edifícios se sairiam em terremotos. A equipe do projeto 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.

"A madeira em massa faz parte de uma grande tendência em arquitetura e construção, mas o desempenho sísmico de edifícios altos feitos com esses novos sistemas não é tão bem compreendido quanto outros sistemas de construção existentes", disse Shiling Pei, investigador principal e professor associado de civil e engenharia ambiental na Colorado School of Mines, que está liderando o projeto. "O sistema de parede de balanço consiste basicamente em um painel de parede de madeira maciça ancorado ao solo usando cabos ou hastes de aço com grandes forças de tensão. 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 então as hastes de aço puxarão o prédio de volta ao prumo assim que o terremoto passar."

Devido a este movimento sísmico induzido pelo sistema de balanço, os componentes do edifício, como a fachada exterior, as paredes interiores e as escadas, estão em grande perigo.

“O projeto resiliente também deve levar em conta os sistemas não estruturais do edifício, que não fazem parte do sistema estrutural de resistência à carga, mas desempenham um papel importante na função do edifício e em sua capacidade de recuperação após o terremoto”, disse Keri Ryan, um co -investigador e professor de engenharia da Universidade de Nevada, Reno.

Os testes estão programados para começar este mês na mesa de agitação ao ar livre da Universidade da Califórnia em San Diego - um dos dois maiores simuladores de terremotos do mundo. Localizada no Englekirk Structural Engineering Center na University of California San Diego, a instalação faz parte da Infraestrutura de Pesquisa de Engenharia de Riscos Naturais da NSF. A mesa vibratória tem a maior capacidade de carga útil do mundo. É capaz de transportar e sacudir estruturas com peso de até 2.000 toneladas métricas, ou 4,5 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. Para referência, os pilotos de caça experimentam até 9gs de aceleração em vôo.

Em 2017, a equipe do projeto realizou um teste em um edifício de madeira maciça de dois andares, simulando o tremor do terremoto de Northridge, um terremoto de magnitude 6,7 que atingiu Los Angeles em 1994. O edifício foi submetido a 13 testes de terremoto e permaneceu estruturalmente danificado. livre. Além de demonstrar que os sistemas de construção de madeira maciça podem ser sismicamente resilientes, esses testes ajudaram a equipe de pesquisa a desenvolver os métodos de projeto e análise que foram usados ​​para o edifício de 10 andares.

As informações dos testes serão usadas para desenvolver diretrizes de projeto para tais estruturas de balanço em edifícios de madeira, o que as tornará mais fáceis e econômicas de construir, disse Dolan. Ele preside um subcomitê do Building Seismic Safety Council que está trabalhando para desenvolver diretrizes para todos os tipos de estruturas rochosas.