Test sismici del NHERI TallWood Building per stabilire un nuovo record

Il progetto TallWood della Natural Hazards Engineering Research Infrastructure (NHERI) studierà la resilienza degli alti edifici in legno simulando una serie di grandi terremoti su un edificio in legno massiccio di 10 piani a grandezza naturale questa primavera.

"Questo progetto è il progetto in scala reale più alto mai testato su una tavola sismica ovunque", ha affermato Dan Dolan, professore emerito presso il Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale che ha lavorato al progetto per quasi un decennio. "Vogliamo creare progetti di edifici che subiranno pochi danni in caso di terremoto e che siano comunque abitabili".

Gli edifici realizzati in legno massiccio – strati di legno legati insieme – stanno guadagnando popolarità come alternative più ecologiche e veloci alle strutture in cemento e acciaio.

Il progetto di ricerca è finanziato dalla National Science Foundation degli Stati Uniti e da diverse altre organizzazioni industriali per determinare come tali edifici si comporterebbero in caso di terremoti. Il team del progetto ha progettato un sistema di pareti laterali oscillanti in legno massiccio, alto 10 piani, adatto per regioni ad alto rischio sismico. Questo nuovo sistema mira a garantire prestazioni resilienti, il che significa che l’edificio subirà danni minimi derivanti dai terremoti a livello di progetto e sarà rapidamente riparabile dopo rari terremoti.

"Il legno massiccio fa parte di una tendenza massiccia nell'architettura e nell'edilizia, ma la prestazione sismica degli edifici alti realizzati con questi nuovi sistemi non è così ben compresa come quella di altri sistemi di costruzione esistenti", ha affermato Shiling Pei, ricercatore principale e professore associato di ingegneria civile. e ingegneria ambientale presso la Colorado School of Mines che sta guidando il progetto. "Il sistema di pareti oscillanti consiste fondamentalmente in un pannello di parete in legno massiccio ancorato al terreno tramite cavi o aste di acciaio con grandi forze di tensione. Quando esposti a forze laterali, i pannelli di parete in legno oscilleranno avanti e indietro, riducendo gli impatti del terremoto. e poi le sbarre d'acciaio riporteranno l'edificio al suo posto una volta passato il terremoto."

A causa di questo movimento sismico indotto dal sistema oscillante, i componenti dell'edificio, come la facciata esterna, le pareti interne e le scale, si trovano a dover fare un grande giro.

"La progettazione resiliente deve tenere conto anche dei sistemi non strutturali dell'edificio, che non fanno parte del sistema di resistenza al carico strutturale, ma svolgono un ruolo importante nella funzione dell'edificio e nella sua capacità di riprendersi dopo il terremoto", ha affermato Keri Ryan, co-progettista. -ricercatore e professore di ingegneria presso l'Università del Nevada, Reno.

I test dovrebbero iniziare questo mese presso la tavola vibrante all’aperto dell’Università della California a San Diego, uno dei due più grandi simulatori di terremoti al mondo. Situata presso l'Englekirk Structural Engineering Center presso l'Università della California a San Diego, la struttura fa parte dell'infrastruttura di ricerca sull'ingegneria dei rischi naturali della NSF. La tavola vibrante ha la più grande capacità di carico utile al mondo. È in grado di trasportare e scuotere strutture che pesano fino a 2000 tonnellate o 4,5 milioni di libbre.

I test simuleranno i movimenti sismici registrati durante terremoti precedenti che coprono una gamma di magnitudo sismiche sulla scala Richter, dalla magnitudo 4 alla magnitudo 8. Ciò verrà fatto accelerando la tavola ad almeno 1 g, il che potrebbe accelerare la parte superiore dell'edificio fino a ben 3 g. Per riferimento, i piloti di caccia sperimentano fino a 9 g di accelerazione in volo.

Nel 2017, il team del progetto ha effettuato un test su un edificio massiccio in legno a due piani simulando le scosse causate dal terremoto di Northridge, un terremoto di magnitudo 6,7 che colpì Los Angeles nel 1994. L'edificio è stato sottoposto a 13 test sismici ed è rimasto strutturalmente danneggiato. gratuito. Oltre a dimostrare che i sistemi di costruzione in legno massiccio possono essere sismicamente resilienti, questi test hanno aiutato il gruppo di ricerca a sviluppare i metodi di progettazione e analisi che sono stati utilizzati per l’edificio di 10 piani.

Le informazioni ottenute dai test verranno utilizzate per sviluppare linee guida di progettazione per tali strutture a dondolo negli edifici in legno, che ne renderanno più semplice ed economica la costruzione, ha affermato Dolan. Presiede un sottocomitato del Consiglio per la sicurezza sismica degli edifici che sta lavorando per sviluppare linee guida per tutti i tipi di strutture a dondolo.