Las estructuras resistentes a terremotos o asísmicas están diseñadas para proteger a los edificios en cierta medida o en mayor medida de los terremotos . Si bien ninguna estructura puede ser completamente inmune a los daños causados por terremotos, el objetivo de la ingeniería sísmica es erigir estructuras que resistan mejor la actividad sísmica que sus contrapartes convencionales. Según los códigos de construcción , las estructuras resistentes a terremotos están destinadas a soportar el terremoto más grande de cierta probabilidad que probablemente ocurra en su ubicación. Esto significa que la pérdida de vidas debe minimizarse evitando el colapso de los edificios en caso de terremotos poco frecuentes, mientras que la pérdida de la funcionalidad debe limitarse en caso de terremotos más frecuentes. [1]
Para combatir la destrucción causada por los terremotos, el único método disponible para los arquitectos antiguos era construir sus estructuras emblemáticas para que duraran, a menudo haciéndolas excesivamente rígidas y fuertes .
En la actualidad, existen varias filosofías de diseño en ingeniería sísmica que hacen uso de resultados experimentales, simulaciones por computadora y observaciones de terremotos pasados para ofrecer el desempeño requerido para la amenaza sísmica en el sitio de interés. Estas van desde dimensionar adecuadamente la estructura para que sea lo suficientemente fuerte y dúctil para sobrevivir al temblor con un daño aceptable, hasta equiparla con aislamiento de base o usar tecnologías de control de vibración estructural para minimizar las fuerzas y deformaciones. Si bien el primero es el método que se aplica típicamente en la mayoría de las estructuras resistentes a los terremotos, las instalaciones importantes, los monumentos y los edificios de patrimonio cultural utilizan las técnicas más avanzadas (y costosas) de aislamiento o control para sobrevivir a fuertes temblores con un daño mínimo. Ejemplos de tales aplicaciones son la Catedral de Nuestra Señora de los Ángeles y el Museo de la Acrópolis . [ cita requerida ]
Se presentan algunas de las nuevas tendencias y/o proyectos en el campo de las estructuras de ingeniería sísmica.
Según estudios realizados en Nueva Zelanda en relación con los terremotos de Christchurch de 2011 , el hormigón prefabricado diseñado e instalado de acuerdo con los códigos modernos tuvo un buen desempeño. [2] Según el Instituto de Investigación de Ingeniería Sísmica , los edificios con paneles prefabricados tuvieron una buena durabilidad durante el terremoto de Armenia, en comparación con los paneles de marco prefabricados. [3]
Una empresa constructora japonesa ha desarrollado un refugio cúbico de seis pies, presentado como una alternativa a la protección antisísmica de un edificio entero. [4]
La prueba simultánea en mesa vibratoria de dos o más modelos de edificios es una forma vívida, persuasiva y efectiva de validar experimentalmente soluciones de ingeniería sísmica .
De esta manera, dos casas de madera construidas antes de la adopción del Código de Construcción japonés de 1981 se trasladaron a E-Defense [5] para realizar pruebas. Una de las casas se reforzó para aumentar su resistencia sísmica, mientras que la otra no. Estos dos modelos se instalaron en la plataforma E-Defense y se probaron simultáneamente. [6]
Diseñado por el arquitecto Merrill W. Baird de Glendale, en colaboración con AC Martin Architects de Los Ángeles, el edificio de servicios municipales en 633 East Broadway, Glendale, se completó en 1966. [7] Este edificio cívico, ubicado en la esquina de East Broadway y Glendale Avenue, sirve como elemento heráldico del centro cívico de Glendale.
En octubre de 2004, Nabih Youssef & Associates, ingenieros estructurales, contrató a Architectural Resources Group (ARG) para brindar servicios relacionados con una evaluación de recursos históricos del edificio debido a una propuesta de modernización sísmica.
En 2008, el edificio de servicios municipales de la ciudad de Glendale, California, fue modernizado antisísmicamente utilizando una innovadora solución combinada de control de vibraciones: los cimientos elevados existentes del edificio se colocaron sobre cojinetes de caucho de alta amortiguación .
Un muro de corte de placas de acero (SPSW, por sus siglas en inglés) consiste en placas de relleno de acero delimitadas por un sistema de columnas y vigas. Cuando dichas placas de relleno ocupan cada nivel dentro de un tramo enmarcado de una estructura, constituyen un sistema SPSW. [8] Mientras que la mayoría de los métodos de construcción resistentes a terremotos son adaptaciones de sistemas más antiguos, el SPSW se inventó enteramente para soportar la actividad sísmica. [9]
El comportamiento del SPSW es análogo al de una viga de placa vertical en voladizo desde su base. De manera similar a las vigas de placa, el sistema SPSW optimiza el rendimiento de los componentes aprovechando el comportamiento posterior al pandeo de los paneles de relleno de acero.
El edificio del hotel Ritz-Carlton/JW Marriott, parte del desarrollo LA Live en Los Ángeles, California , es el primer edificio en Los Ángeles que utiliza un avanzado sistema de muro de corte de placas de acero para resistir las cargas laterales de fuertes terremotos y vientos.
La central nuclear de Kashiwazaki-Kariwa , la mayor central nuclear del mundo por potencia eléctrica neta nominal, se encontraba cerca del epicentro del terremoto marino más fuerte de Mw 6,6 de julio de 2007 en Chūetsu . [ 10 ] Esto dio inicio a un cierre prolongado para inspección estructural que indicó que se necesitaba una mayor protección contra terremotos antes de poder reanudar la operación. [11]
El 9 de mayo de 2009, una unidad (Unidad 7) volvió a funcionar, después de las mejoras sísmicas . La prueba tuvo que continuar durante 50 días. La planta había estado completamente cerrada durante casi 22 meses después del terremoto.
Un terremoto destructivo golpeó un condominio de madera solitario en Japón . [12] El experimento fue transmitido en vivo por Internet el 14 de julio de 2009, para obtener información sobre cómo hacer que las estructuras de madera sean más fuertes y más capaces de soportar grandes terremotos. [13]
El temblor de Miki en el Centro de Investigación de Ingeniería Sísmica de Hyogo es el experimento final del proyecto NEESWood de cuatro años de duración, que recibe su apoyo principal del Programa de la Red de Simulación de Ingeniería Sísmica (NEES) de la Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos .
"NEESWood tiene como objetivo desarrollar una nueva filosofía de diseño sísmico que proporcione los mecanismos necesarios para aumentar de forma segura la altura de las estructuras de madera en zonas sísmicas activas de los Estados Unidos, así como para mitigar los daños causados por terremotos en las estructuras de madera de poca altura", dijo Rosowsky, del Departamento de Ingeniería Civil de la Universidad Texas A&M . Esta filosofía se basa en la aplicación de sistemas de amortiguación sísmica para edificios de madera. Los sistemas, que se pueden instalar dentro de las paredes de la mayoría de los edificios de madera, incluyen una estructura metálica resistente, arriostramientos y amortiguadores llenos de un fluido viscoso .
El sistema propuesto está compuesto por muros centrales, vigas de perfil bajo incorporadas en el nivel superior, columnas exteriores y amortiguadores viscosos instalados verticalmente entre las puntas de las vigas de perfil bajo y las columnas exteriores. Durante un terremoto, las vigas de perfil bajo y las columnas exteriores actúan como estabilizadores y reducen el momento de vuelco en el núcleo, y los amortiguadores instalados también reducen el momento y la deflexión lateral de la estructura. Este sistema innovador puede eliminar las vigas y columnas interiores en cada piso y, por lo tanto, proporcionar a los edificios un espacio de piso sin columnas incluso en regiones altamente sísmicas. [14] [15]
El término "arquitectura sísmica" o "arquitectura sísmica" fue introducido por primera vez en 1985 por Robert Reitherman. [16] La frase "arquitectura sísmica" se utiliza para describir un grado de expresión arquitectónica de resistencia sísmica o implicación de la configuración, forma o estilo arquitectónico en la resistencia sísmica. También se utiliza para describir edificios en los que las consideraciones de diseño sísmico afectaron su arquitectura. Puede considerarse un nuevo enfoque estético en el diseño de estructuras en áreas propensas a los sismo. [17]
Un artículo en Scientific American de mayo de 1884, "Edificios que resisten terremotos", describió los primeros esfuerzos de ingeniería como el Shōsōin . [18]
Antes de que se mejoraran los códigos de construcción, se consideraba que los marcos de las puertas eran el elemento más reforzado de los edificios y el lugar más seguro bajo el que estar durante un terremoto. Este ya no es un consejo general, a pesar de que existe una idea errónea común de lo contrario. [19] [20]
