Principios básicos del diseño sísmico para edificios, Parte II

El procedimiento de diseño sísmico depende en gran parte de las propiedades físicas de un edificio. Para ofrecer un diseño sísmico confiable, se deben considerar todos los factores que influyen en la respuesta de un edificio a los terremotos.

Este artículo describe cómo las características del edificio y las propiedades de los materiales afectan el diseño sísmico. Discutimos los requisitos y procedimientos generales de diseño en un artículo anterior.


Haga que el diseño de su edificio sea más resistente.


Factores de diseño sísmico

Ductilidad: La capacidad de un material para doblarse o deformarse antes de fracturarse se conoce como ductilidad. Todos los materiales tienen un punto de rotura o falla, una vez superada su resistencia máxima después de una deformación considerable. Los materiales no dúctiles como el hormigón tienden a fallar abruptamente y romperse, y es más probable que los edificios con baja ductilidad se desmoronen durante un terremoto. Para lograr la ductilidad adecuada en un edificio, es importante diseñar juntas y refuerzos con cuidado.

Torsión: Todos los objetos tienen un centro de masa, incluidos los edificios. Este es el punto en el que el edificio se puede equilibrar sin ninguna rotación. Cuando la masa se distribuye uniformemente, el centro geométrico de un piso coincidirá con el centro de masa del edificio. Por otro lado, cuando la masa se distribuye de manera desigual, el centro de masa se ubicará fuera del centro geométrico. Como resultado, la distribución de masa desigual provoca una carga de torsión en el edificio; considere usar una distribución de masa simétrica para minimizar la torsión.

Fuerza: La resistencia es la capacidad de un material para manejar las fuerzas aplicadas dentro de un límite seguro, sin sufrir daños o fallas permanentes.

Rigidez: La rigidez es la resistencia de un material a la deflexión o deriva.

Mojadura: La amortiguación es la velocidad a la que se absorbe la vibración natural. Los edificios deben diseñarse para disipar y absorber las vibraciones de la manera más eficaz posible, evitando la resonancia cuando experimentan un impacto dinámico.

Configuración de edificios en diseño sísmico

El término «configuración del edificio» engloba todos los elementos estructurales y no estructurales, como la forma y el tamaño del edificio. La configuración del edificio determinará cómo se distribuyen las fuerzas sísmicas en los pisos y dentro de la estructura, así como su magnitud. Hay dos configuraciones principales:

  • Una configuración regular consta de edificios con muros de corte, pórticos resistentes a momentos o pórticos de refuerzo. Estos edificios tienen proporciones bajas de altura a base, alturas de piso iguales, secciones y elevaciones uniformes, planos simétricos, vanos cortos y redundancia, máxima resistencia a la torsión debido a la simetría y trayectorias de carga directa.
  • Una configuración irregular es lo opuesto. Estas estructuras tienen diferentes alturas de piso, distribución de masa irregular y planos y secciones asimétricas. Debido a todas estas irregularidades, estos edificios tienden a sufrir concentraciones de tensión y torsión problemáticas.

Para crear un diseño sísmico adecuado y adecuado, es importante analizar el período, torsión, ductilidad, resistencia, rigidez, amortiguación y configuración del edificio. Este análisis también ayuda a determinar qué dispositivos y estrategias emplear para el diseño sísmico.

Principios básicos del diseño sísmico para edificios, Parte II

Estrategias y dispositivos de diseño sísmico

Muros de corte: Los muros de cortante son elementos que se colocan para endurecer los muros, que transfieren las fuerzas laterales de los pisos y techos a los cimientos del edificio.

Diafragmas: Los diafragmas son pisos y techos que se utilizan como planos horizontales rígidos, que transfieren fuerzas laterales a elementos verticales como paredes y marcos estructurales.

Marcos resistentes al momento: Las juntas de columnas y vigas en marcos resistentes a momentos están diseñadas para resistir tanto el corte como la flexión, lo que elimina la limitación de espacio de los muros de corte sólidos o los marcos arriostrados. Estas juntas de columna / viga están diseñadas para mantener la rigidez al tiempo que permiten cierta deformación para la disipación de energía. Utilizan la ductilidad del acero por sí solo o en hormigón armado.

Marcos arriostrados: Al igual que los muros de corte, también se utilizan para transferir cargas laterales desde pisos y techos hasta cimientos. Los marcos arriostrados se utilizan cuando el uso de muros cortantes no es práctico.

Dispositivos de disipación de energía: Diseñar un edificio para que sea más resistente a las fuerzas sísmicas aumentará las sacudidas y esto puede causar daños en el interior. Los dispositivos de disipación de energía están diseñados para reducir las sacudidas: la energía se disipa cuando los materiales dúctiles se deforman de manera controlada. Algunos ejemplos de dispositivos disipadores de energía son los arriostramientos excéntricos y los amortiguadores móviles.

Aislamiento de base: Esta estrategia de diseño sísmico consiste en separar el edificio de la cimentación, utilizando aisladores para absorber el impacto. A medida que el suelo tiembla, el edificio se mueve a un ritmo más lento porque los aisladores están disipando una gran parte del impacto. Para que este sistema funcione, el edificio debe tener una altura adecuada para evitar que se vuelque, mientras que tiene conexiones de servicios públicos flexibles para mantener el movimiento en la base.

  • Reequipar un edificio existente con aislamiento de base es costoso. En estos casos, considere la posibilidad de utilizar amortiguadores.
  • Se debe considerar el espacio adicional para el desplazamiento horizontal, ya que todo el edificio se moverá como una unidad.
  • Los aisladores elastoméricos están hechos de caucho natural, caucho de alta amortiguación u otro elastómero combinado con partes metálicas.
  • Los aisladores de fricción están hechos principalmente de piezas metálicas.

Los edificios altos no pueden aislarse de la base debido al riesgo de vuelco. Dado que son más flexibles que los edificios de poca altura, su desplazamiento horizontal debe controlarse con amortiguadores de absorción de energía.

Relacionados

Cómo la tecnología puede ayudar a los propietarios de edificios a cumplir con el New Deal Verde de l...
Tres formas de utilizar el financiamiento C-PACE en un edificio
Selección de las mejores mejoras de edificios en Nueva York
Requisitos del sistema de tuberías de gas médico en Chicago
Seguridad eléctrica y calidad de la energía: una guía breve
Mejoramiento de edificios contra huracanes y otros eventos climáticos
Control de la erosión en los sitios de construcción
Violaciones de edificios comunes y soluciones en la construcción de edificios de Chicago
Todo lo que necesita saber sobre el diseño de cableado de sucursales
Por qué el HVAC debe permanecer encendido durante la emergencia por coronavirus
La moratoria del servicio de gas de Westchester es una crisis inminente para el desarrollo económico
¿Qué es el hormigón permeable?
Consejos para hacer que su hogar y estilo de vida sean más eficientes energéticamente
Inicio Funciones que ayudan a proteger el medio ambiente
Cómo la Ciudad de Nueva York está mejorando sus edificios contra huracanes y otros desastres natural...
Cómo obtener el crédito fiscal federal para baterías solares
Cómo los desarrolladores inmobiliarios pueden beneficiarse de la tasa de fondos federales del 0%
Ciudades de EE. UU. Con la mayor cantidad de edificios con certificación ENERGY STAR en 2021
Configuraciones de sistemas de calefacción y refrigeración para edificios comerciales
NYC anuncia renovaciones de energía profunda para 9 edificios propiedad de la ciudad