Ingeniería Sísmica: ¿Puede Un Edificio Resistir El Terremoto De Northridge En 1994?

{h1}

Los investigadores están estudiando cómo un edificio de dos pisos hecho de acero conformado en frío puede soportar terremotos poderosos.

BUFFALO, N.Y. - En un cavernoso edificio de tipo almacén aquí en la Universidad de Buffalo, un grupo de hombres y mujeres se pusieron cascos y esperaron a que se produjera un terremoto de magnitud 6.7. Pero este no fue un terremoto ordinario, generado por la ruptura de fallas en lo profundo de la Tierra: estos rumores se estaban creando a propósito.

Investigadores de la Universidad Johns Hopkins pasaron el verano en el centro de investigación de ingeniería sísmica de la Universidad de Buffalo para ver cómo un edificio de dos pisos hecho de acero conformado en frío - láminas de acero delgadas y livianas que se enrollan o se prensan para formar, entre otras Las cosas, los rascacielos modernos, pueden soportar poderosas fuerzas sísmicas.

Durante los últimos meses, Benjamin Schafer y Kara Peterman, ambos de la Escuela de Ingeniería de Whiting en Johns Hopkins en Baltimore, realizaron una serie de pruebas en dos edificios construidos de manera similar: uno que consiste solo en un esqueleto de acero y otro en el exterior Se agregaron elementos de revestimiento y no estructurales, como paredes interiores, una escalera y una capa de material amarillo resistente a la intemperie.

Para mediados de agosto, los investigadores ya habían completado 131 pruebas de sacudidas diferentes en sus edificios, pero el 16 de agosto, Schafer y Peterman se prepararon para su prueba final y más fuerte: una simulación del terremoto de Northridge de 1994 que sacudió a Los Ángeles, matando a 60 personas. Personas y causando aproximadamente $ 13 mil millones en daños. [Galería de imágenes: terremotos destructivos de este milenio]

En las instalaciones de prueba de terremotos, el edificio de dos pisos es imponente, mide 50 pies (15 metros) de largo, 20 pies (6 m) de ancho y 20 pies (6 m) de altura. La apariencia de la estructura no tiene nada especial, es fácil confundirla con los primeros pisos de cualquier nuevo desarrollo en ciernes en un sitio de construcción; a excepción de un grupo de cadenas de trabajo pesado que se originan desde el techo sin terminar hasta una grúa aérea que se usó para bajar el edificio a la Mesas de batidos masivos del laboratorio. Estas plataformas móviles, accionadas por bombas hidráulicas que apenas son visibles a través de un espacio en el piso, son capaces de replicar las fuerzas sísmicas de un terremoto.

Incógnitas conocidas

En sus pruebas anteriores, las estructuras de acero conformadas en frío fueron diseñadas para resistir los sismos más pequeños que estaban creando Schafer y Peterman, pero los investigadores ahora tenían curiosidad por saber cómo les iba a su segundo edificio, equipado con paredes interiores y una escalera, si recrearon las fuerzas de tal manera que el edificio estaba sentado casi en la parte superior de la línea de falla del terremoto de Northridge.

"En nuestras otras pruebas, sabíamos que el edificio estaba diseñado para que todavía estuviera en pie, así que eso definitivamente infunde confianza, pero hoy es un gran interrogante", dijo Peterman, un estudiante de doctorado de ingeniería civil, amable y comunicativo, a WordsSideKick.com. Una risa nerviosa en la mañana de la última prueba de agitación. "Realmente no sabemos qué va a pasar. Esperamos que no sea catastrófico, al menos".

Cuando se diseñan los edificios, los ingenieros estructurales incorporan los llamados muros de cortante, que están compuestos por paneles reforzados y se utilizan para anclar el edificio contra fuerzas tales como fuertes vientos o actividad sísmica. Pero durante los terremotos reales, particularmente los muy intensos, los edificios pueden actuar de forma algo errática, dijo Schafer.

"Nadie le dice al edificio qué parte debe resistir el terremoto y cuál no", dijo animadamente a WordsSideKick.com Schafer, el presidente del departamento de ingeniería civil de Johns Hopkins y el investigador principal del estudio. "Muchas partes del edificio pueden involucrarse en un terremoto, y no puedes evitar eso. Para un terremoto realmente grande, la mayoría de las teorías dicen que todas las cosas pequeñas podrían dañarse, pero te quedarás con el corte los muros que usted diseñó al principio para apoyarlo. Pero, no puede probar esa idea hasta que tenga un gran terremoto. Hoy, estamos haciendo un gran terremoto ".

Sacudelo

Diez cámaras y más de 100 sensores se conectaron al edificio para registrar la cantidad de movimiento y daños a la estructura sufrida durante la prueba. Cuando las plataformas empezaron a temblar, el edificio de dos pisos se mecía de lado a lado, en medio de fuertes ruidos y varias grietas ensordecedoras.

Al final, Schafer y Peterman esperaron a que los sensores indicaran que el edificio todavía estaba estructuralmente sólido antes de entrar para inspeccionar la cantidad de daño. Después de examinar cuidadosamente las paredes de cerca, brillando linternas en las esquinas oscuras y agachándose para ver las uniones entre las paredes, los investigadores se reunieron para discutir sus primeras observaciones antes de que Schafer declarara que la prueba había sido un éxito rotundo.

"Hay grietas y mucho daño en las esquinas, pero todo es bastante cosmético", dijo Schafer con entusiasmo después de la inspección, sonriendo ampliamente, como si estuviera sorprendido por la resistencia del edificio. "En algunos lugares en el exterior, podemos ver algunos daños, y una vez que retiramos el [material de protección contra la intemperie], es posible que podamos ver dañados los muros de corte, pero el rendimiento fue mucho mejor que nunca. imaginado ".

Schafer y Peterman tendrán que derribar su edificio de prueba este mes para dejar espacio para un nuevo equipo de investigadores que se mudarán a las instalaciones del terremoto.Después de soportar un verano de pruebas de sacudidas, que culminaron en el simulado terremoto de Northridge, su edificio, con sus paredes desnudas y una escalera solitaria, ha hecho su trabajo.

Peterman dijo que estará triste al ver el edificio demolido, pero ya no se apegará a sus estructuras de prueba. Sin embargo, el primer objeto en el que realizó pruebas de terremotos, un objeto pequeño del tamaño de una palma, se sienta con orgullo en su escritorio en el trabajo, dijo.

Benjamin Schafer (izquierda), Kara Peterman (centro) e ingeniero estructural Rob Madsen (derecha, con la camisa verde) se colocan frente a su edificio de acero formado en frío y discuten los resultados de la prueba de terremotos de la estructura.

Benjamin Schafer (izquierda), Kara Peterman (centro) e ingeniero estructural Rob Madsen (derecha, con la camisa verde) se colocan frente a su edificio de acero formado en frío y discuten los resultados de la prueba de terremotos de la estructura.

Crédito: Denise Chow / WordsSideKick.com

Terremoto postmortem

Mientras tanto, a Schafer y Peterman les llevarán meses analizar minuciosamente todos los datos de sus sensores, pero durante su examen inicial del edificio, los investigadores encontraron algo inesperado en el segundo piso.

Cuando se diseñó la estructura, 11 bloques de concreto, cada uno con un peso de 2,000 lbs. (907 kilogramos), fueron amontonados en el segundo piso para representar muebles y personas que podrían ocupar un edificio en un terremoto real, y se encontraban en el terremoto de Northridge. [Los 10 terremotos más grandes de la historia]

Después del simulacro del terremoto de Northridge, Schafer y Peterman se sorprendieron al encontrar que las 2,000 libras. los bloques se movieron aproximadamente 10 pulgadas (25 centímetros) de sus posiciones originales.

"Cuando el edificio se movió, los bloques eran lo suyo", explicó Schafer. "Todos se movieron, incluido uno que se colocó en la pared posterior, que podría haber sido la grieta que escuchamos".

En su autopsia del edificio, Schafer y Peterman analizarán cada pieza del edificio, incluso buscando daños ocultos dentro de las paredes. Sus resultados podrían ayudar a mejorar los códigos de construcción a nivel nacional para los edificios de acero conformados en frío, que son cada vez más populares para los edificios de baja y media. La investigación podría reducir la probabilidad de futuros colapsos catastróficos en las zonas del país propensas a terremotos.

"El objetivo final es mejorar el código de diseño sísmico de acero conformado en frío", dijo Peterman. "En el futuro, podremos diseñar de manera más eficiente edificios de acero conformados en frío, porque tenemos una idea de lo que está pasando. Si tiene una mejor idea de cómo estos edificios reaccionan a las cargas sísmicas, podrá Para hacer diseños más informados ".

Sigue a Denise Chow en Twitter @denisechow. Sigue a WordsSideKick.com @wordssidekick, Facebook & Google+. Artículo original en WordsSideKick.com.


Suplemento De Vídeo: .




Investigación


¿Por Qué Seattle Consiguió Toda Esta Nieve?
¿Por Qué Seattle Consiguió Toda Esta Nieve?

Llamas Giratorias: Cómo Funcionan Los Tornados De Fuego
Llamas Giratorias: Cómo Funcionan Los Tornados De Fuego

Noticias De Ciencia


'Earthscapes' Forever Stamps Ofrece Increíbles Vistas
'Earthscapes' Forever Stamps Ofrece Increíbles Vistas

Hechos Sobre Los Topos
Hechos Sobre Los Topos

Láseres: La Nueva Herramienta De Medición De Nieve
Láseres: La Nueva Herramienta De Medición De Nieve

El Uso De Testosterona Puede Aumentar El Riesgo De Coágulos De Sangre Temporalmente
El Uso De Testosterona Puede Aumentar El Riesgo De Coágulos De Sangre Temporalmente

Pez Hembra Encendida Cuando Los Novios Ganan Una Pelea
Pez Hembra Encendida Cuando Los Novios Ganan Una Pelea


ES.WordsSideKick.com
Reservados Todos Los Derechos!
La Reproducción De Cualquier Permitió Sólo Prostanovkoy Enlace Activo Al Sitio ES.WordsSideKick.com

© 2005–2019 ES.WordsSideKick.com