reacondicionamiento sísmico


El reacondicionamiento sísmico es la modificación de las estructuras existentes para hacerlas más resistentes a la actividad sísmica , el movimiento del suelo o la falla del suelo debido a terremotos . Con una mejor comprensión de la demanda sísmica en las estructuras y con nuestras experiencias recientes con grandes terremotos cerca de los centros urbanos, se reconoce claramente la necesidad de reacondicionamiento sísmico. Antes de la introducción de los códigos sísmicos modernos a fines de la década de 1960 para los países desarrollados (EE. UU., Japón, etc.) y a fines de la década de 1970 para muchas otras partes del mundo (Turquía, China, etc.), [1]muchas estructuras se diseñaron sin detalles ni refuerzos adecuados para la protección sísmica. Ante el problema inminente, se han llevado a cabo diversos trabajos de investigación. Se han publicado en todo el mundo lineamientos técnicos de última generación para evaluación sísmica, modernización y rehabilitación, como ASCE-SEI 41 [2] y los lineamientos de la Sociedad de Ingeniería Sísmica de Nueva Zelanda (NZSEE). [3] Estos códigos deben actualizarse periódicamente; el terremoto de Northridge de 1994 sacó a la luz la fragilidad de los marcos de acero soldado, por ejemplo. [4]

Las técnicas de reacondicionamiento descritas aquí también son aplicables para otros peligros naturales como ciclones tropicales , tornados y vientos fuertes de tormentas eléctricas . Si bien la práctica actual de rehabilitación sísmica se ocupa predominantemente de las mejoras estructurales para reducir el peligro sísmico del uso de las estructuras, es igualmente esencial reducir los peligros y las pérdidas de los elementos no estructurales. También es importante tener en cuenta que no existe una estructura a prueba de terremotos, aunque el rendimiento sísmico se puede mejorar en gran medida mediante un diseño inicial adecuado o modificaciones posteriores.

Las estrategias de modernización (o rehabilitación) sísmica se han desarrollado en las últimas décadas tras la introducción de nuevas disposiciones sísmicas y la disponibilidad de materiales avanzados (por ejemplo , polímeros reforzados con fibra (FRP) , hormigón reforzado con fibra y acero de alta resistencia). [5]

Recientemente, se están explorando enfoques más holísticos para la rehabilitación de edificios, incluida la rehabilitación sísmica y energética combinada. Dichas estrategias combinadas tienen como objetivo explotar los ahorros de costos mediante la aplicación de intervenciones de rehabilitación energética y fortalecimiento sísmico a la vez, mejorando así el rendimiento sísmico y térmico de los edificios. [8] [9] [10]

En el pasado, la modernización sísmica se aplicó principalmente para lograr la seguridad pública, con soluciones de ingeniería limitadas por consideraciones económicas y políticas. Sin embargo, con el desarrollo de la ingeniería sísmica basada en el rendimiento (PBEE), se reconocen gradualmente varios niveles de objetivos de rendimiento:

El uso de postesado externo para nuevos sistemas estructurales se ha desarrollado en la última década. En el marco de PRESS (Precast Seismic Structural Systems), [11] un programa de investigación conjunto de EE. UU. y Japón a gran escala, se han utilizado tendones de acero de alta resistencia postensados ​​no adheridos para lograr un sistema resistente a momentos con capacidad de autocentrado. Una extensión de la misma idea para el reacondicionamiento sísmico se ha probado experimentalmente para el reacondicionamiento sísmico de puentes de California en el marco de un proyecto de investigación de Caltrans [12] y para el reacondicionamiento sísmico de pórticos de hormigón armado no dúctil. [13]El pretensado puede aumentar la capacidad de elementos estructurales como vigas, columnas y uniones viga-columna. El pretensado externo se ha utilizado para mejoras estructurales para cargas vivas/por gravedad desde la década de 1970. [14]


Armazones de corte de relleno - Dormitorio de la Universidad de California, Berkeley
Arriostramiento externo de un estacionamiento de hormigón armado existente (Berkeley)
Terminal de Autobuses Port Authority en la ciudad de Nueva York
Uno de los muchos "pernos de terremoto" que se encuentran en las casas de época en la ciudad de Charleston después del terremoto de Charleston de 1886. Se podían apretar y aflojar para sostener la casa sin tener que demoler la casa debido a la inestabilidad. Los pernos estaban directamente conectados sin apretar al marco de soporte de la casa.
 
 
Falla parcial debido a estructura de cortante inadecuada a nivel del garaje. Daños en San Francisco por el evento de Loma Prieta .
Refuerzo de acero para juntas de esquina y varillas de alta resistencia a la tracción con cubierta antiexplosión inyectada debajo
La casa se deslizó de los cimientos
Colapso del muro bajo y desprendimiento de la estructura de la escalera de hormigón
Columna encamisada y cementada a la izquierda, sin modificar a la derecha
Se insertaron diagonales adicionales debajo de ambas cubiertas de este puente.
Elementos de celosía remachados obsoletos
Reemplazo de celosía de placa atornillada, formando miembros de caja
Colapso del viaducto de Cypress Freeway . Obsérvese el fallo del envoltorio anti-explosión inadecuado y la falta de conexión entre los elementos verticales superior e inferior.