Strutture antisismiche - Earthquake-resistant structures

Modello della Gaiola pombalina (gabbia pombalina), una struttura architettonica in legno resistente ai terremoti sviluppata in Portogallo nel XVIII secolo per la ricostruzione del centro cittadino pombaline di Lisbona dopo il devastante terremoto di Lisbona del 1755

Le strutture antisismiche o antisismiche sono progettate per proteggere gli edifici in misura maggiore o minore dai terremoti . Sebbene nessuna struttura possa essere completamente immune ai danni dei terremoti, l'obiettivo della costruzione resistente ai terremoti è erigere strutture che se la cavino meglio durante l' attività sismica rispetto alle loro controparti convenzionali. Secondo i codici di costruzione , le strutture antisismiche sono destinate a resistere al più grande terremoto di una certa probabilità che potrebbe verificarsi nella loro posizione. Ciò significa che la perdita di vite umane dovrebbe essere minimizzata prevenendo il crollo degli edifici per terremoti rari mentre la perdita della funzionalità dovrebbe essere limitata per quelli più frequenti.

Per combattere la distruzione dei terremoti, l'unico metodo disponibile per gli architetti antichi era quello di costruire le loro strutture simbolo per durare, spesso rendendole eccessivamente rigide e resistenti .

Attualmente, esistono diverse filosofie di progettazione nell'ingegneria sismica, che utilizzano risultati sperimentali, simulazioni al computer e osservazioni di terremoti passati per offrire le prestazioni richieste per la minaccia sismica nel sito di interesse. Questi vanno dal dimensionamento appropriato della struttura per essere abbastanza forte e duttile da sopravvivere allo scuotimento con un danno accettabile, all'equipaggiamento con isolamento della base o all'utilizzo di tecnologie di controllo delle vibrazioni strutturali per ridurre al minimo eventuali forze e deformazioni. Mentre il primo è il metodo tipicamente applicato nella maggior parte delle strutture resistenti ai terremoti, le strutture importanti, i punti di riferimento e gli edifici del patrimonio culturale utilizzano le tecniche più avanzate (e costose) di isolamento o controllo per sopravvivere a forti scosse con danni minimi. Esempi di tali applicazioni sono la Cattedrale di Nostra Signora degli Angeli e il Museo dell'Acropoli .

Tendenze e progetti

Vengono presentate alcune delle nuove tendenze e/o progetti nel campo delle strutture di ingegneria sismica.

Materiali da costruzione

Sulla base di studi in Nuova Zelanda, relativi ai terremoti di Christchurch , il calcestruzzo prefabbricato progettato e installato secondo i codici moderni ha funzionato bene. Secondo il Earthquake Engineering Research Institute , gli edifici in pannelli prefabbricati hanno avuto una buona durata durante il terremoto in Armenia, rispetto ai pannelli prefabbricati.

Rifugio antisismico

Una società di costruzioni giapponese ha sviluppato un rifugio cubico di sei piedi, presentato come un'alternativa alla protezione antisismica di un intero edificio.

Test simultanei su tavola vibrante

Il test simultaneo su tavola vibrante di due o più modelli di edifici è un modo vivido, persuasivo ed efficace per convalidare sperimentalmente soluzioni di ingegneria sismica .

Pertanto, due case in legno costruite prima dell'adozione del Codice edilizio giapponese del 1981 sono state trasferite a E-Defense per i test (vedere entrambe le immagini a lato). La casa di sinistra è stata rinforzata per aumentarne la resistenza sismica, mentre l'altra no. Questi due modelli sono stati impostati sulla piattaforma E-Defense e testati contemporaneamente.

Soluzione combinata per il controllo delle vibrazioni

Close-up di moncone di sismicamente retrofit edificio dei servizi comunali a Glendale, California

Progettato dall'architetto Merrill W. Baird di Glendale, in collaborazione con AC Martin Architects di Los Angeles, il Municipal Services Building al 633 di East Broadway, Glendale è stato completato nel 1966. Situato in posizione prominente all'angolo tra East Broadway e Glendale Avenue, questo edificio civico edificio funge da elemento araldico del centro civico di Glendale.

Nell'ottobre 2004 l' Architectural Resources Group (ARG) è stato incaricato da Nabih Youssef & Associates, ingegneri strutturali, di fornire servizi relativi a una valutazione delle risorse storiche dell'edificio a causa di una proposta di retrofit sismico.

Nel 2008, l'edificio dei servizi comunali della città di Glendale, in California, è stato adattato sismicamente utilizzando un'innovativa soluzione combinata per il controllo delle vibrazioni: le fondamenta dell'edificio sopraelevate esistenti sono state appoggiate su cuscinetti in gomma ad alto smorzamento .

Sistema di pareti in lamiera d'acciaio

Pareti di taglio in lamiera d'acciaio accoppiata, Seattle
L' edificio dell'hotel Ritz-Carlton / JW Marriott che utilizza il sistema avanzato di pareti di taglio in lamiera d'acciaio, Los Angeles

Una parete di taglio in lamiera d'acciaio (SPSW) è costituita da piastre di tamponamento in acciaio delimitate da un sistema di travi-colonna. Quando tali lastre di tamponamento occupano ciascun livello all'interno di una baia incorniciata di una struttura, costituiscono un sistema SPSW. Mentre la maggior parte dei metodi di costruzione antisismica sono adattati da sistemi più vecchi, SPSW è stato inventato interamente per resistere all'attività sismica.

Il comportamento di SPSW è analogo a una trave a piastra verticale a sbalzo dalla sua base. Simile alle travi in ​​lamiera, il sistema SPSW ottimizza le prestazioni dei componenti sfruttando il comportamento post- instabilità dei pannelli di tamponamento in acciaio.

L'edificio dell'hotel Ritz-Carlton/JW Marriott, parte dello sviluppo LA Live a Los Angeles, California , è il primo edificio a Los Angeles che utilizza un sistema avanzato di pareti di taglio in lamiera d'acciaio per resistere ai carichi laterali di forti terremoti e venti.

La centrale nucleare di Kashiwazaki-Kariwa è stata parzialmente potenziata

La Centrale nucleare di Kashiwazaki-Kariwa , la più grande stazione di generazione nucleare nel mondo dalla rete di alimentazione elettrica di rating, è accaduto di essere vicino all'epicentro del più forte M w 6.6 luglio 2007 Chuetsu terremoto al largo . Ciò ha avviato un arresto prolungato per l'ispezione strutturale che ha indicato che era necessaria una maggiore protezione antisismica prima di poter riprendere l'attività.

Il 9 maggio 2009 un'unità (Unità 7) è stata riavviata, dopo gli aggiornamenti sismici . La corsa di prova doveva continuare per 50 giorni. L'impianto era stato completamente chiuso per quasi 22 mesi dopo il terremoto.

Prova sismica di un edificio di sette piani

Un terremoto distruttivo ha colpito un condominio di legno solitario in Giappone . L'esperimento è stato trasmesso in diretta via web il 14 luglio 2009 per fornire informazioni su come rendere le strutture in legno più forti e meglio in grado di resistere a forti terremoti.

Il Miki shake presso il Centro di ricerca sull'ingegneria sismica di Hyogo è l'esperimento chiave del progetto quadriennale NEESWood, che riceve il suo supporto principale dal programma NEES (Network for Earthquake Engineering Simulation) della National Science Foundation degli Stati Uniti .

"NEESWood mira a sviluppare una nuova filosofia di progettazione sismica che fornirà i meccanismi necessari per aumentare in sicurezza l'altezza delle strutture a telaio in legno nelle zone sismiche attive degli Stati Uniti, nonché a mitigare i danni sismici alle strutture a struttura in legno a pochi piani, ", ha affermato Rosowsky, Dipartimento di Ingegneria Civile presso la Texas A&M University . Questa filosofia si basa sull'applicazione di sistemi di smorzamento sismico per edifici in legno. I sistemi, che possono essere installati all'interno delle pareti della maggior parte degli edifici in legno, comprendono robusti telai metallici , controventi e serrande riempite con fluido viscoso .

Struttura antisismica Superframe

Il sistema proposto è composto da pareti centrali, travi a cappello incorporate nel livello superiore, colonne esterne e smorzatori viscosi installati verticalmente tra le punte delle travi a cappello e le colonne esterne. Durante un terremoto, le travi cappello e le colonne esterne fungono da stabilizzatori e riducono il momento ribaltante nel nucleo, e gli ammortizzatori installati riducono anche il momento e la flessione laterale della struttura. Questo sistema innovativo può eliminare le travi interne e le colonne interne su ogni piano, e quindi fornire agli edifici uno spazio libero da colonne anche in regioni altamente sismiche.

Architettura del terremoto

Il termine "architettura sismica" o "architettura sismica" è stato introdotto per la prima volta nel 1985 da Robert Reitherman. La frase "architettura sismica" è usata per descrivere un grado di espressione architettonica della resistenza sismica o l'implicazione della configurazione, della forma o dello stile architettonico nella resistenza sismica. Viene anche usato per descrivere edifici in cui considerazioni di progettazione sismica hanno avuto un impatto sulla sua architettura. Può essere considerato un nuovo approccio estetico nella progettazione di strutture in aree soggette a sismi.

Storia

In un articolo di Scientific American del maggio 1884, "Edifici che resistono ai terremoti" descriveva i primi sforzi ingegneristici come Shōsōin .

Guarda anche

Riferimenti

link esterno