Qué edificios sobrevivirán a un terremoto. ¿Bajo o alto?

Answer 1

La probabilidad de falla de una estructura depende de la forma en que fue diseñada. No es tan fácil como parece o se siente.

Diseñar una estructura para resistir los terremotos se basa en muchos supuestos. Directamente desde el enfoque de análisis, suposiciones en el código y la probabilidad de terremotos. Un edificio podría colapsar si:

1. El movimiento del suelo o la aceleración del suelo o la intensidad del terremoto es mayor de lo que se calcula. Un terremoto de nivel de diseño es el que tiene una probabilidad de excedencia del 2% en 50 años. ¿Por qué 50 años? Porque esa es la vida asumida de un edificio. Si tenemos un terremoto más fuerte que el terremoto de nivel de diseño, entonces hay posibilidades de que un edificio se derrumbe.
2. Baja ductilidad en el edificio. Si el edificio está diseñado sin ningún detalle dúctil de refuerzo y ni siquiera un solo monitoreo durante la construcción tiene más posibilidades de colapso que cualquier otra estructura.
3. Irregularidades en la construcción. Si el edificio tiene un par de columnas muy cortas, durante el terremoto terminarán tomando más cargas y colapsarán debido a esta alta demanda de corte. Si hay una historia débil, la historia que tiene menos rigidez que las historias adyacentes se desplazará mucho más que otras historias y tiene la posibilidad de colapsar. Si la estructura es muy irregular, la ruta de carga será complicada y eso puede conducir a una falla estructural.

Ahora supongamos que el mismo ingeniero y el mismo contratista están diseñando y construyendo dos edificios, uno de 10 pisos y otro de 50 pisos de altura, ¿cuál tiene más potencial de derrumbarse? Ahora parece una competencia justa.

En aras de simplificar todo (porque la ingeniería estructural es demasiado amplia y profunda y muy variable), supongo que el edificio es bastante regular, no existen irregularidades y ni siquiera una historia suave.

Entonces, esto se reduce al enfoque de análisis. Un edificio corto tiene un comportamiento simplificado. El modo primario del edificio tiene alrededor del 70% del factor de participación del modo primario. Esto significa que el edificio se comportará como un voladizo vertical con un UDL encima. Esto puede darle un buen resultado. Entonces, si sigue códigos con factores de ductilidad correctos y calcula las fuerzas correctamente y sigue enfoques basados ​​en la capacidad, obtendrá una aproximación bastante buena y un diseño de estructura bastante bueno.

Ahora, si sigo el mismo enfoque para un edificio de 50 pisos, ¿qué sucederá? Por desgracia, el edificio está bastante jodido. Un edificio alto tiene efectos de modo significativamente más altos. Ahora, los modos más altos en una estructura (si estudia vibraciones de haz gruesas) conducen a deformaciones de corte significativas. Estas deformaciones de corte pueden exigir mucha más ductilidad. Si solo sigue el análisis de espectro de respuesta tradicional para un edificio corto, no capturará la demanda de ductilidad y el edificio tiene un mayor potencial de colapso. (No lo creo así, ¿verdad?)

Para comprender los efectos del modo superior, haga esto. Para un edificio corto, tome una balanza de plástico y sacúdala violentamente. Vibrará como un trampolín a un lado de la piscina. Ahora, toma un látigo y dale una oportunidad. ¿Notó que ya no oscila como la escala? ¿Puedes ver algunas olas secundarias viajando?

Estas ondas secundarias son ondas de deformación por cizallamiento, lo que crea una demanda de cizallamiento inimaginablemente más alta, una gran deriva intersticial, etc.

Por lo tanto, utilizando un enfoque regular, un edificio más alto es más susceptible al colapso que un edificio más corto. Entonces, ¿cómo diseñamos edificios tan altos? ¿Están finalmente a salvo?

Sí lo son. Realizamos análisis no lineales, es decir, creamos un modelo intensivo del edificio en computadora y probamos bajo muchos temblores de terremoto rigurosos. El factor de ductilidad aleatorio de los códigos se ha ido y vemos demandas más precisas en el edificio. Esto también se llama diseño de edificios basado en el rendimiento. Esta es mi área de interés.

Si hacemos un diseño basado en el rendimiento, entonces estoy más seguro de que ahora, el edificio más alto (50 pisos) tiene más posibilidades de supervivencia que el edificio de 10 pisos, incluso si un terremoto superior al nivel diseñado alcanza el objetivo.

Entonces, ¿qué pasa si quieres hacer que un edificio de 10 pisos sea tan seguro como los de 50 pisos? Bueno, debido a que el edificio corto actúa más como un trampolín, podemos hacer un estudio de empuje y probar el edificio a la máxima capacidad de deformación y ver si el terremoto alguna vez generará esta gran demanda.

Digamos que la línea roja es su línea de demanda de un terremoto. Y si el edificio falla en el punto rojo, entonces el edificio está mal diseñado. Tenemos que asegurarnos de que la capacidad del edificio no caiga menos del 80% de la capacidad máxima a la demanda del terremoto.

¿Qué es un análisis simple? ¿Cómo se realiza en STAAD Pro? ¿Cuál es la diferencia entre análisis simple y sísmico en STAAD Pro? Una respuesta detallada sería bienvenida.

La respuesta de Jinal Doshi a ¿Cuál es la diferencia entre el análisis lineal y no lineal en los programas de análisis estructural?

Entonces, si dos edificios están diseñados usando los códigos, entonces el edificio definitivamente más alto tiene más posibilidades de colapsar que uno más corto.

Uno podría argumentar que un edificio alto será gobernado por las fuerzas del viento, entonces, ¿por qué las demandas de terremotos pueden causar una falla en el edificio? Esto es importante. Comprender la fuerza y ​​la ductilidad son dos cosas muy diferentes. Si una es la parte más profunda del océano, la otra es la montaña más alta del mundo. Aumentar la resistencia de la estructura reduce su ductilidad. Ahora el terremoto exige más ductilidad. De modo que ese aumento en la fuerza exige una demanda aún mayor de ductilidad. Y mucha gente ignora este hecho. Esto hace que la construcción sea aún más susceptible al fracaso. Así que sí, si desea presentar este argumento, inmediatamente se invalida.

¿Quieres aprender más sobre la ductilidad?

Ductilidad en estructuras

Espero que hayan disfrutado nuestra pequeña discusión.

Que te diviertas.

Gracias

Answer 2

La mayoría de la gente piensa que es un edificio de poca altura. Pero la verdad es que, en general, la mayoría de los terremotos ocurren solo hasta 0.5 segundos. Incluso para soportar esto, el edificio debe construirse adecuadamente en un terreno que sea lo suficientemente fuerte y rígido.

Cuando ocurre un terremoto, el temblor conduce a la caída del edificio. ¿Qué se divide y cae, qué pasa aquí? Los pisos inferiores se caen más que los pisos más altos. Entonces, los residentes del piso superior se escapan con menos lesiones.

Aunque está construido correctamente, no hay garantía de que una altura baja o alta te salve. Todo depende de la fuerza de la tierra para resistir y del lugar donde te quedas. Sin embargo, saber cómo funcionan los rascacielos y los rascacielos durante los terremotos le daría una idea. En realidad vivo en el cuarto piso de apartamentos en OMR Chennai , no sé qué pasaría si ocurriera un terremoto.

Answer 3

Esta es una pregunta lógica. Cualquier edificio depende de la calidad de la construcción para una larga vida útil.

Me gustaría sugerir algunos ejemplos para esto. Vivo en Chennai y aquí algunos de los constructores ya han empezado a emplear las mejores técnicas de construcción. Esa es la técnica avanzada de las construcciones MIVAN que se están empleando en la construcción de pisos en Chennai. Esta es la técnica de construcción que se utiliza en la construcción de puentes y torres que representa la vida útil más larga. Tal es la durabilidad de los apartamentos residenciales en Chennai que se construyen aquí.

Por lo tanto, incluso los edificios de gran altura y los apartamentos en Chennai serían los más duraderos y resistentes en caso de cualquier calamidad. Por lo tanto, no habría ninguna diferencia entre los apartamentos de poca altura y de gran altura si se considera la durabilidad.

Por lo tanto, compruebe si antes de construir un piso en Chennai o en cualquier área de la India se construye con los mejores patrones de construcción. Esto garantizaría la seguridad.

Answer 4

Ninguno. Depende de qué tan bien se construyó el edificio. ¿Cumple con los estándares modernos de construcción para una zona de terremotos, por ejemplo, está asegurada a sus cimientos, está reforzada adecuadamente? ¿Tiene un piso suave, es decir, un garaje en la planta baja (para el primer piso de EE. UU.) Con múltiples espacios de estacionamiento, como en un bloque de pisos o un bloque de oficinas? Aquellos con los pisos blandos son más propensos a colapsar o sufrir daños graves.

¿Sobre qué tipo de suelo está construido? Si está en suelo blando, como por ejemplo el Distrito Marina en San Francisco, que se construyó sobre cosas arrojadas al puerto después del terremoto de 1906. Si es así, sufrirá un proceso llamado licuefacción donde el suelo blando se vuelve como la arena húmeda de una playa y cualquier cosa con peso se hundirá en ella. Un edificio en terreno duro y sólido tiene más probabilidades de sobrevivir.

Answer 5

Imagina que estás en el piso 30 de un rascacielos y un terremoto de gran magnitud. ¿Qué harás? Bueno, en contra de la intuición para algunos, deberías estar agradecido … y alejarte de cualquier archivador que pueda caerse. El hecho es que para la mayoría de los terremotos, los edificios altos son los lugares más seguros para estar. La gente a menudo mira todos los edificios altos y pregunta: “¿Qué pasaría si hubiera un terremoto?” La respuesta es que probablemente estarían mucho más seguros que si estuvieran parados en un vecindario de poca altura.

Esto puede sorprender a algunas personas, pero hay algunas razones si sabe un poco sobre cómo responden los edificios durante los terremotos. Por un lado, en un nivel práctico, si estás dentro de un edificio con más de 20 pisos, es demasiado lejos para salir corriendo a la calle cuando ocurre un terremoto. Definitivamente, estás más seguro lejos de los escombros que caen y las estampidas de personas en pánico en la calle.

En segundo lugar, los rascacielos modernos, en áreas de baja sismicidad, están diseñados para soportar cargas laterales del viento que pueden ser mucho más altas que las de los terremotos. En áreas de alta sismicidad, es probable que hayan sido diseñados para el movimiento sísmico, y para edificios muy altos que tienen un período natural largo se balancearán de una manera no violenta, pero aún muy alarmante.

En resumen, a menos que te encuentres en el epicentro de un terremoto muy importante o te quedes atrapado en un edificio muy antiguo, tienes muchas más posibilidades de sobrevivir que tus amigos en el suelo.

Answer 6

El diseño de la estructura de un edificio es más importante que la altura para lograr resistencia a los terremotos. Dicho esto, es más fácil hacer que los edificios bajos sean a prueba de terremotos que los edificios altos. Pero un edificio alto diseñado para resistir terremotos será más resistente que un edificio bajo sin ninguna disposición contra los terremotos.

Answer 7

Como otros señalaron, los edificios altos tienen menos probabilidades de colapsar debido a su período fundamental más largo. Sin embargo, es interesante saber que las herramientas analíticas modernas nos permiten cuantificar esta probabilidad que, para un típico edificio de concreto de 30 pisos con muro de corte en California, puede ser 10 veces más bajo que un nivel bajo en la misma región, si está interesado puede consulte este documento: El efecto del límite de deriva de diseño en el rendimiento sísmico de los edificios de gran altura con doble RC

Answer 8

Los diseños resistentes a los terremotos son la diferencia entre supervivencia y destrucción, no de gran altura frente a baja altura. El trabajo de truss dentro de la arquitectura es lo que estabiliza la estructura, no su altura sobre el suelo. La triangulación es el mejor refuerzo porque los triángulos son la geometría más rígida.

Answer 9

La vibración del terremoto se transmite de abajo hacia arriba. Por lo tanto, el extremo libre tiembla más, cuanto más alto sea, más temblará. Imagínense sacudir un árbol grande desde el tallo: el extremo superior temblará más. Entonces, si se trata de una comparación, entonces todo lo demás permanece igual (en términos de construcción), un edificio de gran altura tiene menos posibilidades de supervivencia (más propenso al daño) en comparación con uno de baja altura.

Answer 10

Los edificios diseñados estructuralmente para sobrevivir a un terremoto sobrevivirán a ese terremoto (intensidad y magnitud específicas). Los edificios que no están diseñados para sobrevivir a un terremoto pueden / pueden no sobrevivir a un terremoto.

El aumento no importa