¿Cómo funcionan los edificios resistentes a terremotos?

Filosofía de diseño resistente a terremotos :
Los ingenieros no intentan hacer edificios a prueba de terremotos que no se dañen incluso durante el terremoto raro pero fuerte; tales edificios serán demasiado robustos y también demasiado caros. En cambio, la intención de la ingeniería es hacer que los edificios sean resistentes a los terremotos; tales edificios resisten los efectos de la sacudida del suelo, aunque pueden sufrir daños severos pero no colapsarán durante el fuerte terremoto. Por lo tanto, la seguridad de las personas y los contenidos está garantizada en los edificios resistentes a los terremotos y, por lo tanto, se evita un desastre. Este es un objetivo principal de los códigos de diseño sísmico en todo el mundo.

Giro de construcción durante el terremoto :
Un edificio con miembros verticales idénticos y que se colocan de manera uniforme en las dos direcciones horizontales, cuando se agita en su base en una determinada dirección, se balancea hacia adelante y hacia atrás de manera que todos los puntos del piso se muevan horizontalmente en la misma cantidad en la dirección en que está sacudido

Pero en la mayoría de los casos, los edificios no son simétricos, por lo tanto, habrá una cantidad desigual de movimiento y sacudidas. Esto causará lo que se conoce como Twist o Torsion. Este movimiento desigual causará más daño a las columnas, que se mueven más durante el movimiento.

Este giro o torsión debido a la distribución desigual causará la falla máxima de los edificios.

Diseño :
Los edificios deben estar diseñados como la cadena dúctil. Por ejemplo, considere la construcción de apartamentos residenciales urbanos comunes: el edificio de varios pisos de hormigón armado. Se compone de miembros horizontales y verticales, a saber, vigas y columnas. Las fuerzas de inercia sísmica generadas en sus niveles de piso se transfieren a través de las diferentes vigas y columnas al suelo. Los componentes de construcción correctos deben hacerse dúctiles. La falla de una columna puede afectar la estabilidad de todo el edificio, pero la falla de una viga causa un efecto localizado. Por lo tanto, es mejor hacer que los haces sean enlaces débiles dúctiles que las columnas. Este método de diseño de edificios RC se llama método de diseño de haz débil de columna fuerte (Figura 4).
Esto hará que los edificios sean más resistentes a la torsión.

Estructuras de mampostería de ladrillo :
En el caso de la mampostería de ladrillo, las paredes que yacen perpendiculares a la dirección de la sacudida del suelo fallarán primero. Sus articulaciones cederán y las paredes colapsarán. Por lo tanto, es importante que eliminemos este tipo de comportamiento sísmico de los edificios.
Esto se puede lograr (a) asegurando un buen enclavamiento de los cursos de albañilería en los cruces, y (b) empleando bandas horizontales en varios niveles, particularmente en el nivel del dintel.

Estructuras enmarcadas :
Para que un edificio permanezca seguro durante el terremoto, las columnas (que reciben fuerzas de las vigas) deben ser más fuertes que las vigas, y los cimientos que reciben fuerzas de las columnas) deben ser más fuertes que las columnas. Además, las conexiones entre vigas y columnas y columnas y cimientos no deben fallar para que las vigas puedan transferir fuerzas de forma segura a columnas y columnas a cimientos.

Cuando se adopta la estrategia de columna fuerte y viga débil en el diseño, es probable que el daño ocurra primero en las vigas. Cuando las vigas se detallan adecuadamente para tener una gran ductilidad, el edificio en su conjunto puede deformarse en grandes cantidades a pesar del daño progresivo causado por el consiguiente rendimiento de las vigas. Por el contrario, si las columnas se debilitan, sufren daños locales severos, en la parte superior e inferior de un piso en particular. Este daño localizado puede llevar al colapso de un edificio, aunque las columnas en los pisos superiores permanecen casi intactas.

Las uniones de columna de viga se pueden fortalecer utilizando más estribos hacia la articulación.

Cómo reducir el efecto en los edificios :
El diseño sísmico convencional intenta hacer edificios que no colapsen bajo fuertes terremotos, pero que puedan sufrir daños a elementos no estructurales (como fachadas de vidrio) y a algunos miembros estructurales del edificio. Esto puede hacer que el edificio no funcione después del terremoto, lo que puede ser problemático en algunas estructuras, como los hospitales, que deben permanecer funcionales después del terremoto. Se requieren técnicas especiales para diseñar edificios de modo que permanezcan prácticamente intactos incluso en un terremoto severo. Los edificios con un rendimiento sísmico tan mejorado generalmente cuestan más que los edificios normales. Sin embargo, este costo se justifica a través del rendimiento mejorado del terremoto.
Se utilizan dos tecnologías básicas para proteger los edificios de los efectos dañinos del terremoto. Estos son dispositivos de aislamiento de base y amortiguadores sísmicos.

La idea detrás del aislamiento de la base es separar (aislar) el edificio del suelo de tal manera que los movimientos sísmicos no se transmitan a través del edificio, o al menos se reduzcan en gran medida.


Los amortiguadores sísmicos son dispositivos especiales introducidos en el edificio para absorber la energía proporcionada por el movimiento del suelo hacia el edificio (al igual que los amortiguadores en los vehículos a motor absorben los impactos debido a las ondulaciones de la carretera).

¿Por qué los edificios a ras del suelo son una muy mala idea en caso de terremotos?
La presencia de paredes en los pisos superiores los hace mucho más rígidos que los pisos abiertos. Por lo tanto, los pisos superiores se mueven casi juntos como un solo bloque, y la mayor parte del desplazamiento horizontal del edificio ocurre en el piso del terreno blando. Por lo tanto, la planta baja se derrumbará fácilmente.
Por lo tanto, es ideal tener paredes en las plantas bajas.

Estas son algunas filosofías de diseño sobre estructuras resistentes a terremotos y cómo funcionan. Espero que esto ayude.

Nota : Este es un extracto de las notas que había recopilado durante mis estudios.
Fuente original: Centro Nacional de Información de Ingeniería de Terremotos

El diseño resistente a terremotos son estructuras diseñadas que pueden resistir terremotos. Estas técnicas de diseño resistentes a los terremotos son útiles para reducir la pérdida de vidas y propiedades al evitar que el edificio se derrumbe durante el terremoto. Sin embargo, no hay ningún edificio que sea completamente inmune durante el terremoto. Cada edificio puede sufrir terremotos debido a las olas horizontales de los terremotos. Aunque el terremoto produce más de un tipo de choques, como vertical, horizontal y circular.

Entonces, de acuerdo con los códigos de construcción, dicho diseño resistente a terremotos en la estructura se implementa de tal manera que las estructuras deben estar erectas durante la actividad sísmica y deben ser menos susceptibles a los daños.
Los edificios de diseño resistente a los terremotos dependen de la resistencia, la rigidez y la capacidad de deformación inelástica que pueden resistir los terremotos. Sin embargo, esto también depende de los materiales de construcción y las técnicas de construcción que se utilizan en la construcción en áreas vulnerables a terremotos. Dichas técnicas no se utilizan para fortalecer el edificio, pero reducen la frecuencia y los pulsos de la actividad sísmica.
TÉCNICAS DE DISEÑO DE RESISTENCIA AL TERREMOTO UTILIZADAS EN LA CONSTRUCCIÓN: –

  • Método de aislamiento base
  • Dispositivo de disipación de energía
  • Lea el artículo completo aquí (Técnicas de diseño resistente a terremotos – Explore Civil)

En resumen, creo que tiene tanto que ver con los materiales de construcción como con el diseño arquitectónico. Aquí hay un gran artículo sobre lo último en materiales resistentes a terremotos.

Investigadores desarrollan concreto resistente a terremotos

Por Michael J. Marquis

En ciudades y pueblos propensos a terremotos, los códigos de construcción requieren pruebas específicas para cualquier mampostería utilizada para construir nuevos edificios. En California, por ejemplo, las paredes de ladrillo deben cumplir con las especificaciones del código para el revestimiento, la unión y la distancia entre los encabezados. Los anclajes de pared se prueban y deben cumplir con los estrictos requisitos de codificación. Dicho esto, los edificios más antiguos de California aún no se han modernizado, por lo que corresponde a los propietarios hacerlo. Este proceso no solo es costoso sino bastante complicado según el tipo de edificio.

Hormigón a prueba de terremotos de UBC

Puede haber una solución. Gracias a un grupo de investigadores canadienses en la Universidad de Columbia Británica, hay una nueva forma de adaptar edificios con un material a prueba de terremotos que está recubierto en las paredes existentes. Capaz de resistir un terremoto de magnitud 9.0 a 9.1 (similar al terremoto de Tohoku, Japón en 2011), la nueva mezcla innovadora de UBC fortifica los muros de concreto existentes que normalmente se derrumbarían bajo la presión de un poderoso evento sísmico.

El “hormigón reforzado con fibra resistente a los sísmicos”, según un reciente comunicado de prensa de UBC, es “similar al acero, diseñado para ser fuerte, maleable y dúctil”. El compuesto de cemento dúctil ecológico (EDCC), llamado corte mezcla de bordes se puede aplicar fácilmente a la superficie de una pared existente, lo que la hace resistente a los terremotos. Esta mezcla bastante innovadora está diseñada para un propósito: salvar vidas.

Compuesto Cementoso Dúctil Ecológico (EDCC)

“Rociamos varias paredes con una capa de EDCC de 10 milímetros de grosor, que es suficiente para reforzar la mayoría de las paredes interiores contra choques sísmicos”, dice Salman Soleimani-Dashtaki, Ph.D. candidato en el departamento de ingeniería civil de la UBC. “Luego los sometimos a terremotos de nivel Tohoku y otros tipos e intensidades de terremotos, y no pudimos romperlos”.

EDCC combina cemento con fibras a base de polímeros, flyash y otros aditivos industriales, lo que lo hace altamente sostenible, según el profesor de ingeniería civil de UBC Nemy Banthia, quien supervisó el trabajo. En las pruebas de laboratorio iniciales, la capa de EDCC de 10 mm de espesor se aplicó a paredes hechas de bloques de concreto tradicionales. Después de pasar por rigurosas pruebas de terremotos, que implicaron simular un evento sísmico de magnitud 9.1, los muros de EDCC ayudan sin derrumbarse. Ese no fue el caso de los muros de hormigón sin el EDCC. Se convirtieron en escombros casi de inmediato.

Producción de cemento y emisiones de gases de efecto invernadero

Con cerca del 70% del compuesto hecho de Flyash, un subproducto industrial, el material EDCC no solo es la sustancia de refuerzo perfecta para edificios en ciudades propensas a terremotos, sino que también reduce los gases nocivos de efecto invernadero que normalmente se producen al fabricar hormigón. Es beneficioso para todos los involucrados. “Al reemplazar casi el 70% del cemento con flyash, un subproducto industrial, podemos reducir la cantidad de cemento utilizado”, dijo Banthia. “Este es un requisito bastante urgente ya que una tonelada de producción de cemento libera casi una tonelada de dióxido de carbono a la atmósfera, y la industria del cemento produce cerca del siete por ciento de las emisiones globales de gases de efecto invernadero”.

“Esta tecnología desarrollada por UBC tiene un impacto de largo alcance y podría salvar la vida no solo de los colombianos británicos sino también de los ciudadanos de todo el mundo”, dijo la ministra de Educación Avanzada, Habilidades y Capacitación, Melanie Mark. “El concreto resistente a los terremotos es un gran ejemplo de cómo la investigación aplicada en nuestras universidades públicas está desarrollando la próxima generación de agentes de cambio. La innovación y el espíritu empresarial que se avanza en todas nuestras instituciones postsecundarias está dando lugar a tecnologías de vanguardia y ayuda a crear una economía dinámica y moderna de Columbia Británica que nos beneficia a todos ”.

Aplicación del mundo real de EDCC

El primer proyecto en el expediente para el equipo de la Universidad de Columbia Británica: aplicar EDCC a las paredes de la Escuela Primaria Dr. Annie B Jamieson ubicada en Vancouver. La investigación de vanguardia fue financiada por el Centro de Excelencia de Investigación Canadá-India IC-IMPACTS, organizado por UBC, que promueve la colaboración de investigación entre Canadá e India. IC-IMPACTS pondrá a disposición EDCC para adaptar una escuela en Roorkee en Uttarakhand, un área altamente sísmica en el norte de India.

“Esta tecnología está recibiendo una atención significativa en la India y proporcionará a nuestras empresas canadienses una fuerte ventaja competitiva en el creciente mercado de infraestructura global”, agregó Banthia, quien también se desempeña como director científico de IC-IMPACTS.

Otras aplicaciones de EDCC incluyen hogares resistentes para las comunidades de las Primeras Naciones, tuberías, pavimentos, plataformas en alta mar, estructuras resistentes a explosiones y pisos industriales.

Salvaguarde su hogar con concreto

A la luz del incendio forestal más destructivo en la historia de California (destruyendo al menos 5,700 edificios y contando) y el daño catastrófico causado por el huracán Harvey (dañando 185,149 hogares en Texas), alejarse de la construcción tradicional de marcos de madera en favor del hormigón armado puede ser una decisión acertada, especialmente si su propiedad es vulnerable a condiciones climáticas severas o incendios forestales.

Fuente: Universidad de Columbia Británica, Nuevo Atlas

Hay varias formas en que el edificio resistente a terremotos funciona …
pocas maneras que puedo recordar son:
1. el techo y el piso están hechos de la manera más ligera posible, con un techo de subestructura de acero con aislamiento. La resina es ligera y su estructura flexible absorbe los terremotos en lugar de colapsar.

2. Algunos edificios de alta tecnología tienen una base tipo resorte que aísla la estructura completa del contacto directo de la tierra. Esto se logra cambiando las capas alternas de arena si el relleno de goma y las placas de acero forman un poste sobre el cual se erige toda la estructura. El resorte absorbe el impacto mientras permite que la estructura se balancee un poco.

3. Otra tecnología utilizada son los amortiguadores que se montan en lo alto de un edificio que se balancean en dirección opuesta al edificio en movimiento, estabilizándolo. Estas enormes masas esféricas se manipulan utilizando algunos actuadores serios. Esta tecnología también ayuda a estabilizar edificios de gran altura en vientos fuertes.

PD … esta respuesta está completamente fuera de mi conocimiento sobre el edificio …; )
Siéntase libre de dejar comentarios para corregirme …

Cómo funciona la construcción de resistencia a terremotos:
Cómo funcionan los edificios resistentes a los terremotos – HowStuffWorks

Ejemplo: casas en Japón
Resistencia a terremotos | Acerca de SEKISUI | SEKISUI CHEMICAL CO., LTD

Es posible hacer edificios sensibles (reactores nucleares) que sean resistentes a los terremotos, teniendo en cuenta la naturaleza sensible de dichos edificios.

Leer más – http://content.magicbricks.com/i

En realidad, incluso estos no son totalmente resistentes al terremoto.
Pasan sobre las vibraciones sesmicas y lo extienden todo para minimizar el efecto del terremoto y producir menos daño.

Dicho esto, si el terremoto es demasiado fuerte, incluso estos no funcionarán contra ellos.

En los últimos años, la ciencia de la construcción de estructuras resistentes a los terremotos ha avanzado enormemente, pero no es un tema completamente nuevo. De hecho, algunos edificios antiguos siguen en pie hoy a pesar de su ubicación en zonas sísmicas activas. Una de las más notables es la iglesia de Santa Sofía, una iglesia con cúpula (ahora museo) construida en Estambul, Turquía, en el año 537 d. C. Aproximadamente 20 años después de su finalización, la enorme cúpula se derrumbó después de un terremoto que sacudió la zona. Los ingenieros evaluaron la situación y decidieron reconstruir el domo, pero a menor escala. También reforzaron toda la iglesia desde el exterior. Vea el enlace adjunto a continuación para ver el artículo completo

http://realtyvector.com/blog/jus