Retrofit sísmico

Para una cobertura más amplia sobre este tema, ver Ingeniería sísmica.

Retroadaptación sísmica es la modificación de las existentes estructuras para hacerlos más resistentes a actividad sísmica, movimiento de tierra o suelo debido a la falta terremotos. Con mejor conocimiento de la demanda sísmica en estructuras y con nuestras recientes experiencias con grandes terremotos cerca de centros urbanos, la necesidad de sísmica retroadaptación es bien reconocido. Antes de la introducción de modernos códigos sísmicos en la década de 1960 para los países desarrollados (Estados Unidos, Japón etc.) y finales de 1970 para muchas otras partes del mundo (Turquía, China etc..) muchas estructuras fueron diseñadas sin detalle adecuado y refuerzo de protección sísmica. Ante el problema inminente, distintos trabajos de investigación se ha realizado. Directrices técnicas de vanguardia para la evaluación sísmica, modificación y rehabilitación han sido publicadas alrededor del mundo - como el ASCE SEI 41 y la sociedad de Nueva Zelandia para las pautas de terremoto Ingeniería (NZSEE) de. Estos códigos deben actualizarse regularmente; el Terremoto de Northridge de 1994 sacado a la luz la fragilidad de los marcos de acero soldado con autógena, por ejemplo.

Las técnicas de modificación aquí también son aplicables para otros peligros naturales tales como ciclones tropicales, tornadosy graves vientos De tempestades de truenos. Mientras que práctica actual de retroadaptación sísmica predominante se refiere a mejoras estructurales para reducir la peligrosidad sísmica de la utilización de las estructuras, es igualmente esencial para reducir los riesgos y las pérdidas de elementos no estructurales. También es importante tener en cuenta que no hay tal cosa como una estructura a prueba de terremoto, aunque desempeño sísmico puede mejorarse considerablemente a través del diseño inicial apropiado o modificaciones posteriores.

Esquileo del infill armaduras de – Dormitorio de la Universidad de California, Berkeley

Refuerzo externo de un hormigón existente estacionamiento (Berkeley)

Terminal de autobuses de Port Authority

Estrategias de

Estrategias de adaptación (o rehabilitación) sísmicas se han desarrollado en el pasado pocas décadas después de la introducción de nuevas disposiciones sísmicas y la disponibilidad de materiales avanzados (p. ej. polímeros reforzados con fibra (FRP), concreto reforzado fibra y acero de alta resistencia). Estrategias de adaptación son diferentes técnicas de adaptación, donde el primero es el enfoque básico para lograr un objetivo general para rendimiento, tales como aumento de la fuerza, aumentar la deformabilidad, reduciendo las demandas de deformación, mientras que el segundo es los métodos técnicos para lograr esta estrategia, por ejemplo Revestimiento de FRP.

• Aumento de la capacidad global (fortalecimiento). Esto normalmente se hace mediante la adición de refuerzos o nuevos muros estructurales.
• Reducción de la demanda sísmica por medio de amortiguamiento suplementario y/o uso de aislamiento de base sistemas.
• Aumento de la capacidad local de elementos estructurales. Esta estrategia reconoce la capacidad inherente a las estructuras existentes y por lo tanto, adoptar un enfoque más rentable para actualizar selectivamente la capacidad local (deformación/ductilidad, resistencia o rigidez) de los componentes estructurales individuales.
• Modificación selectiva de debilitamiento. Esta es una estrategia intuitiva de contador para cambiar el mecanismo inelástico de la estructura, sin dejar de reconocer la capacidad inherente de la estructura.
• Permite deslizamiento conexiones tales como puentes de paso para acomodar el movimiento adicional entre estructuras sísmicamente independientes.
• Además de los amortiguadores de fricción sísmico débiles estructuras de apoyo y amortiguación.

Objetivos de rendimiento

En el pasado, retrofit sísmico se aplicó principalmente para lograr la seguridad pública, con soluciones de ingeniería limitadas por consideraciones económicas y políticas. Sin embargo, con el desarrollo de Ingeniería de terremotos basado en el desempeño (PBEE), varios niveles de objetivos de rendimiento poco a poco son reconocidos:

• Seguridad pública. El objetivo es proteger la vida humana, asegurando que la estructura no colapsará a sus ocupantes o transeúntes, y que la estructura se puede salir con seguridad. Bajo condiciones sísmicas severas la estructura puede ser una amortización económica total, requiriendo desmontaje y reemplazo.
• Supervivencia de la estructura. El objetivo es que la estructura, al mismo tiempo seguro de salida, pueden requerir reparación extensa (pero no reemplazo) antes de que es generalmente útil o considerado seguro para la ocupación. Esto es típicamente el nivel más bajo de modernización aplicado a puentes.
• Funcionalidad de la estructura. Estructura primaria indemne y la estructura es sin menoscabo de utilidad para su aplicación principal. Un alto nivel de adaptación, esto asegura que cualquier reparación requerida es sólo "cosméticos" - por ejemplo, pequeñas grietas en yeso, paneles de yeso y estuco. Este es el nivel aceptable mínimo de retrofit para hospitales.
• Estructura afectada. Este nivel de adaptación es preferido para estructuras históricas de alta significación cultural.

Técnicas de

Técnicas comunes de retroadaptación sísmicas se dividen en varias categorías:

Uno de muchos "terremoto pernos" encontrado a lo largo de período casas en la ciudad de Charleston con posterioridad a la Terremoto de Charleston de 1886. Podría apretar y aflojar para apoyar a la casa sin tener que demoler lo contrario la casa debido a la inestabilidad. Los pernos fueron conectados directamente sin apretar a la estructura de soporte de la casa.

Postensado externo

El uso del postensado externo para los nuevos sistemas estructurales se han desarrollado en la última década. Debajo de la PRENSA (sistemas estructurales sísmicos prefabricados), una articulación U.S./Japan a gran escala de investigación programa de acero de alta resistencia postesado no adherente tendones han sido utilizados para lograr un sistema de resistencia por el momento que tiene la capacidad de centrado automático. Una extensión de la idea misma de retroadaptación sísmica ha sido probada experimentalmente para retrofit sísmico de puentes de California bajo un proyecto de investigación de Caltrans y para retrofit sísmico de no dúctil reforzado con marcos de concreto. Pretensado puede aumentar la capacidad de los elementos estructurales como las uniones de la viga, columna y viga-columna. Cabe señalar que pretensado externo se ha utilizado para la mejora estructural de gravedad/vivir cargando desde la década de 1970.

Aisladores de base

Artículo principal: Aislamiento de base

Aislamiento de base es una colección de elementos estructurales de un edificio que sustancialmente debe separar la estructura del edificio desde el suelo sacudiendo así proteger la integridad del edificio y mejorar su desempeño sísmico. Esto ingeniería sísmica tecnología, que es un tipo de sísmica control de vibraciones, se puede aplicar tanto a un edificio nuevo diseñado para la actualización sísmica de estructuras existentes. Normalmente, las excavaciones se hacen alrededor del edificio y el edificio se separa de las bases. Vigas de acero o de hormigón armado reemplazar las conexiones a las bases, mientras que debajo de éstos, el aislamiento reemplazar almohadillas o aisladores de base, el material retirado. Mientras que la aislamiento de base tiende a restringir la transmisión del movimiento del suelo al edificio, también mantiene el edificio en la posición correcta sobre la base. Atención cuidadosa a los detalles es necesario donde la construcción de interfaces con el suelo, sobre todo en entradas, escaleras y rampas, para asegurar suficiente movimiento relativo de los elementos estructurales.

Amortiguadores suplementarios

Complementarias amortiguadores absorben la energía de movimiento y convierten en calor, así"de amortiguación"efectos resonantes en estructuras que se unen rígido al suelo. Además de agregar capacidad de disipación de energía a la estructura, amortiguación adicional puede reducir la demanda de desplazamiento y aceleración dentro de las estructuras. En algunos casos, la amenaza de daño no se logra de la conmoción inicial sí mismo, sino del periódico resonante induce el movimiento de la estructura que se repite el movimiento de la tierra. En el sentido práctico, amortiguadores suplementarios actúan de manera similar a Amortiguadores de choque utilizado en suspensiones automotrices.

Amortiguadores de masa sintonizadas

Amortiguadores de masa sintonizadas (TMD) emplean móvil peso algún tipo de resortes. Estas normalmente se emplean para reducir la influencia del viento en edificios muy altos, la luz. Diseños similares se pueden emplear para impartir resistencia del terremoto de ocho a diez edificios de pisos que son propensos a destructivo terremoto inducido por resonancias.

Tanque de chapoteo

Un chapoteo es un tanque grande de líquido a un piso superior. Durante un evento sísmico, el líquido en este depósito se chapotea hacia adelante y hacia atrás, pero está dirigido por bafles - las particiones que evitar que el tanque sí mismo convertirse en resonante; a través de su masa el agua puede cambiar o contradecir el período resonante del edificio. Energía cinética adicional se puede convertir en calor por los deflectores y se disipa a través del agua - cualquier aumento de la temperatura será insignificante. Una colina de Rincon en San Francisco es un rascacielos de reciente con un tanque de chapoteo en la azotea.

Sistema de control activo

Edificios muy altos ("rascacielos"), cuando se construyó utilizando materiales ligeros modernos, podría influir en incómodo (pero no peligroso) en ciertas condiciones de viento. Una solución a este problema es incluir en una historia superior una masa grande, limitada, pero libre de moverse dentro de una gama limitada y movimiento en algún tipo de sistema de rodamientos como un colchón de aire o película hidráulica. Hidráulica pistones, impulsado por bombas eléctricas y acumuladores, son conducidos activamente para contrarrestar las fuerzas de viento y resonancia natural. Estos pueden también, si bien diseñado, ser eficaces en controlar el movimiento excesivo - con o sin potencia aplicada - en un terremoto. En general, sin embargo, altura de marco de acero moderno edificios no están sujetos como a peligroso movimiento como son aumento medio (de ocho a diez historia) los edificios, como el período resonante de un edificio alto y masivo es más largo que los choques de segunda aproximadamente una aplicada por un terremoto.

Adición de ad hoc de apoyo/refuerzo estructural

La forma más común de modificación sísmica para bajar edificios es agregando fuerza a la estructura existente para resistir las fuerzas sísmicas. El fortalecimiento se puede limitar a las conexiones entre elementos existentes del edificio o puede implicar agregar elementos resistencia primarios como paredes o marcos, particularmente en las historias más bajas.

Conexiones entre los edificios y sus adiciones de expansión

Con frecuencia, edificio adiciones será no fuertemente conectado a la estructura existente, pero simplemente colocado junto a él, sólo menor continuidad en pavimento, revestimiento y techado. Como resultado, la adición puede tener un diverso período resonante de la estructura original, y fácilmente pueden separar uno del otro. El movimiento relativo entonces hará las dos partes que chocan, causando graves daños estructurales. Modificación sísmica será cualquiera tie los componentes del edificio de dos rígidamente juntos que se comportan como una sola masa o emplean amortiguadores para expender la energía del movimiento relativo, con el permiso apropiado para este movimiento, tales como el aumento separación y deslizamiento puentes entre secciones.

Columnas concretas exteriores

Edificios históricos de mampostería sin refuerzo, pueden tener culturalmente importante detalle interior o murales que no deben ser disturbados. En este caso, la solución puede ser agregar un número de acero, de hormigón o columnas de concreto postensados al exterior. Especial atención debe prestarse a las conexiones con otros miembros tales como zapatas, placas superiores y cerchas.

Cerchas de esquileo del infill

 

Se muestra aquí es un refuerzo de esfuerzo cortante exterior de un edificio dormitorio de hormigón armado convencional. En este caso, había suficiente fuerza vertical de las columnas del edificio y suficiente resistencia al corte en la parte inferior historias que sólo refuerzo de esfuerzo cortante limitada fue requerido para hacer resistentes a los terremotos en esta ubicación, cerca de la Avería de Hayward.

Estructura exterior masiva

 

En otras circunstancias, se requiere mayor refuerzo. En la estructura se muestra a la derecha, un garaje más tiendas, la colocación, detalles, y pintura de la armadura se convierte en sí mismo un adorno arquitectónico.

Solución y escenario de actualización típico

Fallo de Soft-historia

Artículo principal: Edificio de pisos blandos

Falta parcial debido al esquileo inadecuada estructura a nivel de garage. Daños en el San Francisco debido a la Loma Prieta evento.

Este modo de colapso se conoce como colapso de piso blando. En muchos edificios el nivel del suelo está diseñado para diferentes usos de los niveles superiores. Las estructuras residenciales de baja altura pueden ser construidas sobre un garaje de estacionamiento que tienen grandes puertas en un lado. Hoteles pueden tener una planta alta para permitir una gran entrada o salones de baile. Edificios de oficinas pueden tener almacenes en la planta baja que continua windows para la visualización del deseo.

Diseño sísmico tradicional asume que las historias más baja de un edificio son más fuertes que las plantas superiores y donde este no es el caso, si el menor es menos fuerte que la estructura superior, la estructura no responde a los terremotos de la manera esperada. Utilizando métodos de diseño moderno, es posible considerar una historia débil. Varios fracasos de este tipo en un complejo grande causada la mayoría de las muertes en el Terremoto de Northridge de 1994.

Por lo general, donde se encuentra este tipo de problema, la historia débil se refuerza para que sea más fuerte que los pisos de arriba mediante la adición de muros de cortante o marcos de momento. Marcos de momento consisten en invertido U Bents son útiles en la preservación de acceso a garaje de menor historia, mientras que una solución de costo más bajada puede utilizar muros de cortante o vigas de celosía en varios lugares, que reducen parcialmente la utilidad para el estacionamiento de automóviles pero todavía permiten el espacio a ser utilizado para el almacenamiento de otros.

Conexiones viga-columna de Junta

Refuerzo de acero común de esquina y varillas de alta resistencia con lechada anti-explosión chaqueta abajo

Las conexiones de Junta viga-columna son una debilidad estructural común en el trato con retroadaptación sísmica. Antes de la introducción de los modernos códigos sísmicos en la década de 1970, las juntas viga-columna eran típicamente no ingeniería o diseño. Pruebas de laboratorio han confirmado la vulnerabilidad sísmica de estas conexiones mal detalladas y bajo diseño. De las conexiones de Junta viga-columna puede normalmente conllevar catastrófico derrumbe de un edificio de estructura, tan a menudo observado en terremotos recientes

Para juntas viga-columna de concreto reforzado - diversas soluciones de adaptación han sido propuestas y probado en los últimos 20 años. Filosóficamente, se pueden implementar las diversas estrategias de modificación sísmicas mencionadas para juntas de hormigón. Revestimiento de hormigón o de acero han sido una popular técnica de modificación hasta el advenimiento de los materiales compuestos tales como Polímero reforzado con fibra de carbono (FRP). Materiales compuestos como el carbono FRP y FRP aramic han probado extensivamente para el uso en retrofit sísmico con cierto éxito. Una nueva técnica incluye el uso de debilitamiento selectivo de la viga y añadido postensado externo a la articulación para abisagrar resistencia a la flexión en la viga, que es más deseable en términos de diseño sísmico.

Por ejemplo, fallos de soldadura generalizado en las juntas viga-columna de baja a mediana acero edificios durante el terremoto de Northridge de 1994 han demostrado la defiencies estructural de estas conexiones resistentes a momento 'diseño moderno' post-1970 soldado con autógena. Un proyecto de investigación de saco posterior [4] ha documentado, probado y propuso varias soluciones retrofit para estos soldar acero resistentes a momento. Diversas soluciones de modificación se han desarrollado para estas uniones soldadas - como a) fortalecimiento de la autógena y b) adición de acero brida de forma cuadril o 'hueso de perro'.

Tras el terremoto de Northridge, un número de momento acero-edificios de marco se encontraron que han experimentado fracturas frágiles de la viga a las conexiones de la columna. Descubrimiento de estas fracturas frágiles no anticipadas de las conexiones de la estructura es alarmante a los ingenieros y la industria de la construcción. A partir de la década de 1960, los ingenieros comenzaron a considerar acero soldado con autógena edificios con estructura de momento entre los sistemas más dúctiles contenidos en el código de la edificación. Muchos ingenieros creen que acero marco de momento edificios fueron esencialmente invulnerables al daño del terremoto inducido y pensó que daño ocurriera, sería limitado al rendimiento dúctil de miembros y conexiones. Observación de daños sufridos por los edificios en el terremoto de Northridge de 1994 indica que contrario al comportamiento, en muchos casos, las fracturas frágiles iniciaron dentro de las conexiones a niveles muy bajos de la demanda de plástico. En septiembre de 1994, conjunta de la SAC, AISC, AISI y NIST convocan conjuntamente un taller internacional en Los Ángeles para coordinar los esfuerzos de varios participantes y sentar las bases de investigación sistemática y la resolución del problema. En septiembre de 1995 la SAC Joint Venture entró en un acuerdo contractual con FEMA para llevar a cabo la fase II del proyecto acero SAC. En fase II, saco continuó su estudio amplia orientada al problema de la actuación de marcos de acero resistente de momento y las conexiones de varias configuraciones, con el objetivo de desarrollar criterios de diseño sísmico para la construcción de acero. Como resultado de estos estudios ahora se sabe que el típico detalle de conexión resistencia de momento empleados en el momento de acero marco de la construcción antes del terremoto de Northridge de 1994 tuvo una serie de características que representa inherentemente susceptible a la fractura frágil.

Falta del esquileo dentro de diafragma de piso

Pisos en edificios de madera se construyen generalmente sobre los palmos relativamente profundos de madera, llamado vigas, cubierta con un entarimado de madera diagonal o madera contrachapada para formar una base sobre la cual se presenta la superficie del piso acabado. En muchas estructuras de éstos están todos alineados en la misma dirección. Para impedir que las vigas se vuelque en su lado, el bloqueo se utiliza en cada extremo, y para la tiesura adicional, bloqueo o arriostramiento diagonal de madera o metal se puede colocar entre vigas en uno o más puntos en sus vanos. En el borde externo es típico utilizar una única profundidad de bloqueo y una viga perimetral general.

Si el bloqueo o clavando es inadecuada, cada viga se puede colocar plana por las fuerzas de corte aplicadas al edificio. En esta posición carecen la mayor parte de su fuerza original y más podría colapsar la estructura. Como parte de una modificación el bloqueo puede ser duplicado, especialmente en los bordes exteriores del edificio. Puede ser apropiado agregar clavos adicionales entre las solera inferior de la pared del perímetro erigida sobre el diafragma de piso, aunque para ello será necesario exponer la placa del travesaño quitando el yeso interior o revestimiento exterior. Como la solera puede ser bastante antigua y deben utilizarse clavos secos y substancial, puede ser necesario pretaladrar un agujero para el clavo en la madera vieja para evitar rajaduras. Cuando la pared se abre para este propósito también puede ser apropiado atar elementos de pared vertical en la base con conectores especiales y los pernos de pegado con cemento epoxi en los agujeros taladrados en la Fundación.

Desplazamiento de Fundación y fracaso de "paralizar la pared"

Casa se deslizó fuera de la Fundación

Colapso de pared poco cripple y desprendimiento de la estructura de escalera de hormigón

Estructuras domésticas de una o dos historia estructura de madera construidas sobre una base perimetral o losa son relativamente seguras en un terremoto, pero en muchas estructuras construcción antes de 1950 la solera que se ubica entre la Fundación concreta y el diafragma de piso (Fundación de los perímetro) o base (losa de Fundación) no puede ser suficientemente atornillado en. Además, archivos adjuntos mayores (sin substancial anticorrosión) pueden han corroído hasta el punto de debilidad. Un choque lateral puede deslizar el edificio enteramente fuera de los cimientos o la losa.

A menudo este tipo de edificios, sobre todo si construida sobre una pendiente moderada, se erige sobre una plataforma conectada a una Fundación del perímetro a través de paredes de stud bajo llamado "paralizar la pared" o pin-up. Esta estructura de pared baja sí mismo puede fallar en cizalla o en sus conexiones a sí mismo en las esquinas, hacia el edificio moverse diagonalmente y derrumbarse los muros bajos. La probabilidad de fracaso del pin-para arriba puede reducirse asegurándose de que las esquinas se refuerzan bien en corte y que los paneles de corte están bien conectados entre sí a través de los postes esquineros. Esto requiere estructural contrachapada de hoja, a menudo tratada para resistencia a pudrición. Este grado de madera contrachapada se hace sin nudos sin relleno interior y con más capas más finas de madera común. Nuevos edificios diseñados para resistir los terremotos suelen utilizar OSB (tablero orientado del filamento), a veces con metal juntas entre paneles y bien atado estuco recubrimiento para mejorar su rendimiento. En muchos hogares de la zona moderna, especialmente las construidas sobre suelos expansivos (arcillas) el edificio está construido sobre una losa monolítica única y relativamente gruesa, mantenido en una sola pieza por barras altas de resistencia a la tracción que se tensionan después la losa. Este poststressing coloca el concreto en compresión - una condición bajo la cual es extremadamente fuerte en el doblez y así no se agrietará bajo condiciones adversas del suelo.

Embarcaderos múltiples en hoyos poco profundos

Algunos mayores estructuras de bajo costo son elevadas sobre pilones de hormigón cónicas en fosas poco profundas, un método utilizado con frecuencia para sujetar cubiertas al aire libre a los edificios existentes. Esto se ve en condiciones de suelo húmedo, especialmente en condiciones tropicales, ya que deja un espacio ventilado seco debajo de la casa y en condiciones de extremo norteñas de permafrost (barro congelado) ya que mantiene la calidez del edificio de desestabilizar el suelo debajo. Durante un terremoto, los pilones vuelco, derramando el edificio al suelo. Esto se puede solucionar usando agujeros profundamente aburrido para contener los pilones reforzados cast-in-place, que entonces se aseguran al panel de piso en las esquinas del edificio. Otra técnica es agregar suficiente arriostramiento diagonal o secciones de pared de corte concreto entre torres de alta tensión.

Explosión de columna de hormigón armado

Con camisa y lechada columna de izquierda, sin modificar el derecho

Pilares de hormigón armado normalmente contienen grandes del diámetro vertical barras de refuerzo (barras de refuerzo) dispuestos en un anillo, rodeado de más ligero-calibran aros de varilla. En el análisis de fallas debido a los terremotos, se ha realizado que la debilidad no estaba en las barras verticales, sino en fuerza inadecuada y la cantidad de aros. Una vez que se viola la integridad de los aros, las barras de refuerzo vertical pueden doblar hacia afuera, haciendo hincapié en la columna central de concreto. El concreto entonces simplemente se desmenuza en trozos pequeños, ahora no restricciones de rebar circundante. En construcciones nuevas se utilizan una mayor cantidad de aro-como las estructuras.

Una modificación simple es rodear la columna con una chaqueta de placas de acero formado y soldado con autógena en un solo cilindro. El espacio entre la chaqueta y la columna entonces se llena de hormigón, un proceso llamado lechada. Donde las condiciones de suelo o estructura requieren modificación adicional, pilotes adicionales se pueden conducir cerca de la base de la columna y cojines concretos a los pilotes de la torre se fabricaron en o por debajo del nivel del suelo. En el ejemplo mostrado no todas las columnas debían ser modificados para obtener suficiente resistencia sísmica para las condiciones de espera. (Esta ubicación es a una milla de la Zona de avería de Hayward.)

Explosión de pared de hormigón armado

Muros de hormigón se utilizan a menudo en la transición entre el terraplén de la carretera elevada y las estructuras del paso superior. La pared se utiliza para retener el suelo y así permitir el uso de un palmo más corto y también para transferir el peso de la luz directamente hacia abajo para zapatas en suelos no perturbados. Si estos muros son insuficientes puede desmoronarse bajo el estrés de movimiento de tierra inducida de un terremoto.

Una forma de modificación es a numerosas perforaciones en la superficie de la pared y asegure corto L-en forma de secciones de barras de refuerzo a la superficie de cada agujero con epoxy adhesivo. Barras de refuerzo vertical y horizontal adicional entonces se aseguraron a los nuevos elementos, se erige en una forma, y se vierte una capa adicional de concreto. Esta modificación puede combinarse con zapatas adicionales en zanjas excavadas y libros de apoyo adicional y atar-mueve hacia atrás para conservar el espacio en las paredes limitadoras.

Refuerzo de fibra de vidrio y resina de la pared de ladrillo

Ladrillo de construcción de estructuras ha sido reforzado con capas de fibra de vidrio y resina apropiada (epoxi o poliéster). En plantas bajas estas se pueden aplicar sobre toda superficie expuesta, mientras que en pisos superiores esto puede limitarse para reducir las áreas alrededor de las aberturas de puertas y ventanas. Esta aplicación proporciona resistencia a la tracción que endurece la pared contra la doblez de la parte con la aplicación. La protección eficiente de un edificio requiere de extensos análisis e ingeniería para determinar las localizaciones apropiadas para ser tratados.

Ascensor

Húmedos o mal consolidada suelo aluvial interfaces en una estructura de "playa como" contra la base de material firme, las ondas sísmicas viajan a través del aluvión pueden ampliarse, como son ondas de agua contra una pendiente Playa. En estas condiciones especiales, aceleraciones verticales hasta dos veces la fuerza de la gravedad se han medido. Si un edificio no se asegura a una Fundación bien integrada es posible que el edificio al ser de empuje de (o con) sus cimientos en el aire, generalmente con grave daño al aterrizar. Incluso si está bien fundada, porciones más altas tales como plantas superiores o estructuras o estructuras adjuntas como toldos y porches pueden desprenderse de la estructura primaria.

Buenas prácticas en estructuras modernas, resistentes a los terremotos dictan ser buenas conexiones verticales a lo largo de cada componente del edificio, de la tierra imperturbada o ingeniería a la Fundación a solera en postes verticales para tapa de la placa a través de cada planta y seguir la estructura de azotea. Encima de la placa de Fundación y travesaño de las conexiones se realizan típicamente usando correa de acero o chapa estampados, clavados a los miembros de madera con clavos especial endurecido alto-esquile la fuerza y ángulo pesado estampados asegurados con a través de pernos, usando arandelas grandes para evitar tirar-por. Donde los pernos inadecuados se proporcionan entre las placas del travesaño y una fundación en una construccion existente (o no son confiables debido a la posible corrosión), pueden agregarse placas de abrazadera especial, cada uno de los cuales se fija a la base usando pernos de expansión insertados en los agujeros taladrados en un lado de la cara de concreto. Otros miembros de la entonces deben fijarse a las placas de solera con accesorios adicionales.

Suelo

Una de las modificaciones más difíciles es la necesaria para evitar daños debido a la falta de suelo. Falta del suelo puede ocurrir en una pendiente, un falta de pendiente o deslizamiento de tierra, o en un área plana debido a licuefacción de arena saturada de agua o barro. En general, pilotes profundos se deben conducir en suelo estable (por lo general duro barro o arena) o a la roca madre subyacente o se debe estabilizar la pendiente. Para los edificios construidos encima de anteriores deslizamientos de tierra, que el sentido práctico de la modificación puede verse limitado por factores económicos, ya que no es práctico para estabilizar un deslizamiento de grande y profundo. La probabilidad de falla de deslizamiento de tierra o suelo puede depender también de factores estacionales, como el suelo puede ser más estable al principio de una temporada de lluvias que a principios de la estación seca. Tal una temporada"dos" Clima mediterráneo se ve a lo largo de California.

En algunos casos, lo mejor que puede hacer es reducir la entrada de la escorrentía de elevaciones más altas, estables mediante la captura y derivación a través de canales o tuberías y para drenar el agua infiltrada directamente y de manantiales subterráneos mediante la inserción de tubos perforados horizontales. Hay numerosos lugares en California donde se han construido extensos desarrollos sobre derrumbamientos arcaicos, que no se han movido en tiempos históricos pero que (si tanto saturados de agua y sacudido por un terremoto) tienen una alta probabilidad de la mudanza en masa, con secciones enteras de desarrollo suburbano a nuevas ubicaciones. Mientras que las más modernas estructuras de casa (bien atadas a las losas de cimentación monolítica de concreto reforzadas con cables de tensión post) pueden sobrevivir tal movimiento en gran parte intacto, el edificio ya no será en su ubicación correcta.

Utilidad de tuberías y cables: los riesgos

Gas natural y gas propano tuberías de abastecimiento a las estructuras a menudo resultar especialmente peligrosos durante y después de los terremotos. Debe colapsar un edificio movimiento desde su fundación o caída debido a la pared del lisiado, las tuberías de hierro dúctil transportan el gas dentro de la estructura puede romperse, por lo general en la localización de las uniones roscadas. El gas entonces todavía puede ser proporcionado al regulador de presión de presión más alta líneas así que siguen fluyendo en cantidades considerables; entonces pueden ser inflamado por una fuente cercana como un iluminado luz piloto o formación de arcos conexión eléctrica.

Hay dos métodos principales de restricción automáticamente el flujo de gas después de un terremoto, instalado en el lado de baja presión del regulador y generalmente aguas abajo del medidor de gas.

• Una bola de metal jaula puede colocarse en el borde de un orificio. Sobre choque sísmico, el balón rodará en el orificio, sellándolo para evitar que el flujo de gas. La bola puede restaurarse más tarde por el uso de un externo imán. Este dispositivo responderá sólo al movimiento de la tierra.
• Puede usarse un dispositivo sensible al flujo para cerrar una válvula, si el flujo de gas supera un umbral determinado (muy parecido a un eléctrico interruptor de circuito). Este dispositivo funcionará independientemente de movimiento sísmico, pero no responderá a fugas menores que puedan ser causados por un terremoto.

Parece que la configuración más segura sería utilizar uno de cada uno de estos dispositivos en serie.

Túneles de

A menos que el túnel penetra una falla probable deslizarse, el mayor peligro de túneles es un deslizamiento de tierra bloquea la entrada. Protección adicional alrededor de la entrada se puede aplicar para desviar cualquier material caída (similar como se hace para desviar la nieve avalanchas) o la pendiente por encima del túnel puede ser estabilizada de alguna manera. Donde sólo pequeñas a medianas rocas y cantos rodados se espera que caiga, la cuesta entera puede ser cubierta con malla de alambre, fijado a la cuesta con barras de metal. Esto es también una modificación común a los cortes de carretera donde existen las condiciones apropiadas.

Tubos subacuáticos

La seguridad de tubos bajo el agua es altamente dependiente de las condiciones del suelo a través del cual se construyó el túnel, los materiales y refuerzos utilizados y el terremoto predicho máximo esperado y otros factores, algunos de los que pueden permanecen desconocidos en conocimiento actual.

Tubo de BART

Para obtener información actualizada de BART sobre varias modernizaciones sísmicas ver [5].

Un tubo de particular interés estructural, sísmico, económico y político es el BART (Bay Area Rapid Transit) tubo de Transbay. Este tubo fue construido en la parte inferior de Bahía de San Francisco a través de un proceso innovador. En lugar de empujar un escudo a través del fango suave de la bahía, el tubo fue construido en un terreno en secciones. Cada sección consistió en dos túneles de tren interior de sección transversal circular, un túnel de acceso central de sección rectangular y una cáscara oval externa que abarca los tres tubos interiores. El espacio intermedio se llenó con hormigón. En la parte inferior de la Bahía fue excavado un foso y una cama plana de la piedra machacada se prepara para recibir las secciones del tubo. Las secciones se flotó en su lugar y hundidas a continuación, junto con las conexiones atornilladas a las secciones previamente colocado. Un sobrellenado se colocó luego sobre el tubo para mantenerlo hacia abajo. Una vez completado desde San Francisco a Oakland, se instalaron las pistas y componentes eléctricos. La respuesta predicha del tubo durante un terremoto importante fue comparada a ser como la de una cadena de (cocinado) espagueti en un recipiente de postre de gelatina. Para evitar de insistir demasiado en el tubo debido a los movimientos diferenciales en cada extremo, un deslizamiento empalme del resbalón se incluyó en la terminal de San Francisco bajo el punto de referencia Ferry Building.

Los ingenieros del consorcio PBTB (Parsons Brinckerhoff-Tudor-Bechtel) de la construcción utilizan las mejores estimaciones de movimiento de tierra disponible en el momento, ahora conocido por ser insuficiente teniendo en cuenta los métodos de análisis computacional moderna y conocimiento geotécnico. Solución inesperada del tubo ha reducido la cantidad de deslizamiento que puede ser acomodado sin falta. Estos factores han resultado en la hoja conjunta ser demasiado corto diseñado para garantizar la supervivencia del tubo bajo posible (incluso probables) grandes terremotos en la región. Para corregir esta deficiencia que el empalme del resbalón debe ampliarse para permitir el movimiento adicional, una modificación que ser caro y técnicamente y logísticamente difícil. Otras modificaciones al tubo de BART incluyen consolidación vibratoria de sobrellenado del tubo para evitar la licuefacción potencial de sobrellenado, que ahora se ha completado. (Si el sobrellenado no hay peligro de porciones del tubo aumenta desde la parte inferior, un evento que potencialmente podría causar fallas de las conexiones de la sección.)

Modificación de puente

Puentes tiene varios modos de falla.

Ejes de balancín de expansión

Muchos puente corto son estáticamente anclado en un extremo y conectado a los ejes de balancín en el otro. Este eje de balancín da soporte vertical y transversal permitiendo el palmo del puente para expandirse y contraerse con los cambios de temperatura. El cambio en la longitud del tramo se acomoda sobre un boquete en la carretera por peine juntas de expansión. Durante el movimiento de tierra severo, los ejes de balancín pueden saltar de sus pistas o moverse más allá de sus límites de diseño, haciendo que el puente al unship desde su punto de descanso y luego desalineación o fracasan completamente. Movimiento puede estar limitado por agregar restricciones acero dúctiles o alta resistencia fricción fijada a las vigas y diseñadas para deslizar bajo tensión extrema aún limitando el movimiento en relación con el anclaje.

Rigidez de la cubierta

Las diagonales adicionales fueron insertadas bajo ambas bandejas de este puente

Puentes colgantes pueden responder a sismos con un movimiento de lado a lado superior a la que fue diseñado para la respuesta de ráfaga de viento. Tal movimiento puede provocar la fragmentación de la superficie de la carretera, daños a los cojinetes y deformación plástica o rotura de componentes. Pueden añadirse dispositivos tales como amortiguadores hidráulicos o con conexiones deslizantes y reenforcement diagonal adicional.

Lazos, vigas y vigas principales de celosía

Miembros de la celosía remachadas obsoleto

Vigas del enrejado consisten en dos "I" - vigas conectadas con un criss - cross enrejado de acción plana de la correa o el ángulo. Estos pueden reforzarse grandemente substituyendo el enrejado abierto con miembros de la placa. Esto es hecha generalmente en concierto con la sustitución de caliente los remaches con pernos.

Empernado de reemplazo del enrejado de la placa, formando a los miembros de la caja

Remaches calientes

Muchas estructuras antiguas se fabricaban mediante la inserción de los remaches al rojo vivo en los agujeros pretaladrados; los remaches suaves son martillados luego con un martillo de aire de un lado y un Bucking bar en la cabecera. Como estas enfríen lentamente, se dejan en un recocido condición (suave), mientras que la placa, de haber sido laminado en caliente y apagado durante la fabricación, sigue siendo relativamente dura. Bajo tensión extrema las placas duras pueden distorsionar los remaches suaves, dando por resultado falta del empalme.

La solución es quemar cada remache con un soplete de oxígeno. El agujero está dispuesto entonces a un diámetro exacto con un exprimidor. Un especial perno localizador, que consiste en una cabeza, un eje que empareja el agujero escariado y un extremo roscado insertado y retuvo con una tuerca, entonces aprieta con un llave. Como el perno se ha formado de una alta resistencia apropiada aleación de y ha sido tratada térmicamente, no es sujeto a cualquiera de los dos la falta de corte plástico típica de remaches calientes ni la fractura frágil de los tornillos ordinarios. Incumplimiento parcial será en el flujo plástico del metal asegurado por el perno; con la ingeniería apropiada tal incumplimiento debe ser no catastróficos.

Terraplén y paso superior

Carreteras elevadas se construyen típicamente en secciones de relleno de tierra elevados relacionados con puente-como los segmentos, a menudo apoyados con columnas verticales. Si el suelo no donde termina un puente, el puente puede ser desconectado del resto de la calzada y la escapada. El acondicionamiento para esto es añadir refuerzo adicional a cualquier pared de apoyo, o añadir cajones profunda adyacentes al borde en cada extremo y conecte con una viga de soporte debajo del puente.

Otro fracaso se produce cuando el relleno en cada extremo se mueve (por efectos resonantes) a granel, en direcciones opuestas. Si hay un estante fundador insuficiente para el paso elevado, entonces puede caer. Estante adicional y permanece dúctil puede añadirse para fijar el puente a la cimentación en uno o ambos extremos. Las estancias, en lugar de fijarse a las vigas, pueden en cambio sujetarse a ellos. Bajo moderada carga, estos mantienen el paso superior centrado en la brecha por lo que es menos probable que salga de su fundador plataforma en un extremo. La capacidad de los extremos fijos a la diapositiva, en lugar de descanso, evitará la caída completa de la estructura si falla en la cimentación.

Viaductos

Grandes secciones del camino pueden consistir en enteramente viaducto, secciones con ninguna conexión a la tierra que a través de columnas verticales. Cuando se utilizan columnas de concreto, el detalle es fundamental. Error típico puede ser en el derrocamiento de una fila de columnas ya sea a la falta de conexión de tierra o insuficiente embalaje cilíndrico con barras de refuerzo. Ambos fallos fueron vistos en el 1995 Gran terremoto de Hanshin en Kobe, Japón, donde fue establecido un viaducto entero, apoyado centralmente por una sola fila de columnas de grandes tamaño, a un lado. Estas columnas son reforzadas excavando a la plataforma de Fundación, pilotes adicionales, y agregando un cojín nuevo, más grande, bien comunicado con el rebar junto a o en la columna. Una columna con barra embalaje insuficiente, que es propenso a estallar y luego la bisagra en el punto de ruptura, puede se completamente en una chaqueta circular o elíptica de chapa de acero soldada con autógena y lechada como se describió anteriormente.

Autopista de ciprés colapso del viaducto. Insuficiencia de embalaje anti-estalló inadecuada y la falta de conexión entre superior e inferior en cuenta elementos verticales.

A veces pueden fallar viaductos en las conexiones entre componentes. Esto fue visto en el fracaso de la Autopista de ciprés en Oakland, California, durante el Terremoto de Loma Prieta. Este viaducto fue una estructura de dos niveles, y las porciones superiores de las columnas no eran muy bien conectadas con las porciones más bajas que el nivel inferior; Esto causó que la cubierta superior a desplomarse sobre la cubierta inferior. Las conexiones débiles tales como éstos requieren jacketing externo adicional - a través de componentes de acero externos o por una chaqueta completa de hormigón armado, utilizando a menudo trozo las conexiones que se pegan (usando epoxy adhesivo) en numerosos orificios. Estos recibos son entonces conectado a envolturas adicionales, se erigen formas externas (que pueden ser temporal o permanente) y se vierte hormigón adicional en el espacio. Grandes estructuras conectadas similares del viaducto ciprés también deben ser analizadas correctamente en su totalidad utilizando simulaciones por ordenador dinámica.

Modificación residencial

Las fuerzas de lado a lado causan más daño de terremoto. Pernos de la mudsill a la Fundación y la aplicación de la madera contrachapada para paralizar las paredes son algunas técnicas básicas de modificación que los propietarios de viviendas pueden aplicarse a las estructuras residenciales de marcos de madera para mitigar los efectos de actividad sísmica. El Ciudad de San Leandro crear directrices para estos procedimientos, como se indica en el siguiente Folleto. Conciencia pública y la iniciativa son fundamentales para el acondicionamiento y conservación de edificio existentes y esos esfuerzos como los de la Asociación de gobiernos del área de la bahía son instrumentales en la prestación de recursos informativos a las comunidades sísmicamente activas.

Estructura de marco de madera

Mayoría de las casas en América del norte es estructuras de entramado de madera. La madera es uno de los mejores materiales para la construcción sismo-resistente ya que es ligero y más flexible que la albañilería. Es fácil trabajar con y menos costoso que el acero, mampostería o concreto. En casas viejas las debilidades más significativas son la conexión de las paredes de entramado de madera a la Fundación y las relativamente débiles "cripple-paredes". (Lisiado, las paredes son las paredes de madera cortas que se extienden desde la parte superior de la Fundación hasta el nivel más bajo del piso en las casas que han planteado pisos). Adición de conexiones de la base de la estructura de marcos de madera a la Fundación es casi siempre una parte importante de un retrofit sísmico. Preparando el tullido-muros para resistir las fuerzas de lado a lado es esencial en casas con paredes de tullido; refuerzo se hace generalmente con madera contrachapada. Tablero orientado del filamento (OSB) no realiza constantemente como madera contrachapada y no es la opción favorecida para los diseñadores o instaladores.

Métodos de modificación en estructuras mayores de woodframe pueden consistir en de los métodos siguientes y otros no descritos aquí.

• Los carriles de placa menor de paredes (generalmente llamado "durmiente" o "umbrales de Fundación" en América del norte) son atornillados a una base continua, o asegurados con conectores metálicos rígidos atornillados a la Fundación para resistir las fuerzas de lado a lado.
• Cojo las paredes son apoyados con madera contrachapada.
• Elementos verticales (típicamente los postes en los extremos de la pared de madera contrachapada, paneles de refuerzo) están conectados a la Fundación. Estas conexiones están diseñadas para evitar que las paredes arriostradas oscilando hacia arriba y hacia abajo cuando se someten a fuerzas y hacia atrás en la parte superior de los muros apoyados, no para resistir la pared o casa "salto" de la Fundación (que casi nunca ocurre).
• En dos edificios de historia con "estructura de la plataforma" (a veces llamado construcción de estilo "occidental", donde las paredes se erigen progresivamente al diafragma superior más bajo de la historia, a diferencia de "oriental" o estructura del globo), las paredes superiores están conectadas a la pared inferior con elementos de tensión. En algunos casos, las conexiones pueden ampliarse verticalmente para incluir retención de ciertos elementos de techo. Este tipo de refuerzo es generalmente muy costosa con respecto a la fuerza adquirida.
• Postes verticales se fijan a las vigas y otros miembros apoyan. Esto es particularmente importante donde la pérdida de apoyo conduciría al colapso de un segmento de un edificio. Las conexiones de los puestos a las vigas no pueden resistir las fuerzas de lado a lado apreciables; es mucho más importante reforzar todo el perímetro de un edificio (preparando las paredes tullido y suplir conexiones Fundación para enmarcar de madera) que es para reforzar las conexiones de poste a la viga.

Enmarcar de madera es eficaz cuando se combina con la mampostería, si la estructura está adecuadamente diseñada. En Turquía, las casas tradicionales (bagdadi) se realizan con esta tecnología. En El Salvador, madera y bambú se utilizan para la construcción residencial.

Albañilería reforzada y sin refuerzo

En muchas partes de los países en desarrollo tales como Pakistán, Irán y China, pretratado o en algunos casos reforzado albañilería es la forma predominante de estructuras para rural residencial y vivienda. Albañilería era también una forma común de construcción en la primera parte del siglo XX, lo que implica que un número considerable de estas estructuras de mampostería en riesgo tendría valor patrimonial significativo. Muros de mampostería que no son reforzadas son especialmente peligrosos. Tales estructuras pueden ser más apropiados para el reemplazo de modificación, pero si las paredes son la carga principal teniendo elementos en estructuras de tamaño modesto pueden ser adecuadamente reforzados. Es especialmente importante que vigas de piso y techo bien fijarse a las paredes. Se pueden añadir soportes verticales adicionales en forma de acero o de hormigón armado.

En el oeste de Estados Unidos, mucho de lo que se ve como realmente la masonería es ladrillo o piedra. Reglas de construcción actuales dictan la cantidad de tie-back necesario, que consisten en metal correas aseguradas a verticales de elementos estructurales. Estas correas se extienden en los cursos de mortero, asegurando la chapa a la estructura primaria. Estructuras mayores pueden no garantizar esto suficientemente para la seguridad sísmica. Una chapa débil asegurada en un interior de casa (a veces utilizado para hacer frente a una chimenea del piso al techo) puede ser especialmente peligrosa para los ocupantes. Chimeneas de mampostería mayores también son peligrosos si tienen considerable extensión vertical por encima del techo. Estos son propensos a la rotura en la línea del techo y caigan en la casa de una sola pieza grande. Para retrofit, soportes adicionales pueden añadirse; sin embargo, es extremadamente caro fortalecer una chimenea de mampostería existente para adecuarse a las normas de diseño contemporáneo. Es mejor simplemente quite la extensión y reemplazar con materiales más ligeros, con tubería de metal especial sustituyendo la teja tubo y una estructura de madera reemplazando la mampostería. Esto puede ser igualado contra albañilería existente mediante el uso de chapa muy fina (similar a un azulejo, pero con la aparición de un ladrillo).

Véase también

• Ensayos destructivos
• Ingeniería sísmica
• Instituto de investigación de ingeniería de terremotos
• Simulación de terremoto
• Mitigación del movimiento sísmico
• OpenSees -Sistema abierto para la simulación de ingeniería del terremoto
• San Francisco – Oakland Bay Bridge -Una modificación amplia de la porción occidental está ahora completa y construcción de grandes porciones de la reemplazo del palmo está en marcha.
• Peligro sísmico
• Desempeño sísmico
• Superadobe
• Edificio a prueba de tsunamis
• Control de vibraciones

Acoplamientos externos

• Soluciones de modificación para Nueva Zelandia -Adaptar soluciones para Nueva Zelanda - grupo de investigación dedicado a la modificación sísmica. Contactos y publicaciones están disponibles.
• Kit de herramientas seguridad terremoto de ABAG hogar De ABAG, la Asociación de Bahía de gobiernos del área, su sitio web incluye mucha información valiosa y herramientas de análisis interactivo. Si usted sabe o puede estimar razonablemente en el peor de los casos el índice sacudare previsto para su área todavía puede utilizar el cuestionario de evaluación de seguridad en el hogar incluido, incluso si usted no se encuentran dentro de la Área de la bahía de San Francisco. Hay otras secciones generalmente aplicable para cualquier nivel potencial de actividad sísmica, como asegurar el mobiliario. Esto es una referencia especialmente valiosa para cualquier residente de un área sujeta a la actividad sísmica
• Plan de ingeniería estándar establece para retrofit sísmico residencial También de ABAG, éstos requieren aprobación por el oficial de construcción locales.
• Artículo extenso incluyendo algunas modificaciones estructurales y una comparación de varios cierres de seguridad de gas natural: La guía del usuario para la seguridad del terremoto (BYU)
• Proyecto de investigación de riesgo de infraestructura en la Universidad de British Columbia, Vancouver, Canadá
• Cómo la ciudad de San Leandro puede ayudar a fortalecer su hogar... San Leandro, California folleto que ilustra mejoras estructurales casa sencilla que puede realizar el propietario.
• Manual de rehabilitación sísmica
• Calculadora costo Retrofit sísmico de FEMA
• Rendimiento del entorno construido (Terremoto de Loma Prieta), u. S. Geological Survey profesional papel 1152-A
• Raising the Bar: la duración de este nuevo del puente de la bahía de ingeniería Destaca la construcción de puentes de gran escala y técnicas de la ingeniería en una zona sísmicamente activa

Otras Páginas

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• Guerra de Dakota de 1862
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