¿Cómo determinan los ingenieros civiles si un edificio es estructuralmente sólido después de un terremoto?

Para dicha actividad forense, los END (pruebas no destructivas) son imprescindibles, ya que muchos daños no son visibles. Cualquiera de las Casas Nacionales de Pruebas ubicadas en varias partes del país puede ser consultada para tales pruebas contra pagos.

En estos días, los departamentos de ingeniería civil de la mayoría de los colegios de ingeniería también están llevando a cabo tales pruebas, a cambio de pagos.

En la India, los laboratorios privados como los Laboratorios Shriram también tienen fama de tales trabajos, pero normalmente los Departamentos del Gobierno solo reconocen los servicios de las Casas de Prueba Nacionales a menos que los equipos de prueba específicos no estén disponibles en los NTH más cercanos.

Básicamente, la estructura está diseñada para la cizalladura de la base calculada, por lo que tenemos que verificar los miembros que son responsables de esto, es decir, el sistema de resistencia a la fuerza lateral.

Por ejemplo

El daño que se ve en la imagen de arriba sugiere que el edificio se balancea durante el terremoto, lo que provoca el deterioro de la junta de la columna del haz.

Las imágenes de arriba representan el mismo caso.

Los ingenieros civiles determinan la solidez de la construcción a partir de las juntas básicas, que son vulnerables a daños fácilmente …

Existen diferentes pruebas físicas, químicas y no destructivas para verificar si varios miembros de la estructura están libres de peligro o dentro de los límites permitidos según los estándares o la experiencia.

También hay algunas herramientas analíticas o softwares asistidos por computadora que aplican vibraciones a miembros críticos, juntas y comprueban el criterio de servicio de deflexión, etc. para el mismo.

Si bien nunca he inspeccionado ninguna estructura en busca de “daños por terremoto”, per se, he inspeccionado muchas estructuras (acero / concreto / mampostería de madera) para determinar el desgaste estándar y me imagino que no hay una gran diferencia.

Un evento sísmico típicamente afectará su sistema de resistencia a la fuerza lateral (LFRS). Cuando el suelo cambia, generalmente imparte una gran carga lateral en el edificio; Por lo general, también hay un componente vertical en el evento, pero casi siempre es insignificante.

Siempre comenzaría con el exterior del edificio y buscaría signos de deriva y daño excesivos. La deriva excesiva generalmente se manifestaría como ventanas rotas, revestimiento exterior agrietado o “balanceo” visible del edificio (¡entonces está en problemas REALES!). Cuando se diseña un edificio, se consideran las cargas sísmicas y el edificio está diseñado para resistir esas cargas todo mientras se mantiene dentro de una cierta tolerancia a la deriva para que las ventanas / revestimiento no se destruyan, pero si la carga sísmica fue mayor de lo esperado, cualquier cosa puede pasar.

Las fuerzas sísmicas e incluso los sistemas que diseñamos para resistirlos son muy teóricos y, aunque hacemos muchos esfuerzos para ser conservadores en nuestro diseño, muchas veces simplemente no predecimos con precisión el evento sísmico.

Si todo está bien por fuera, nos dirigimos hacia adentro.

Comenzaremos en la parte inferior y revisaremos los diferentes componentes de LFRS. Necesitamos determinar qué es lo que resiste las cargas laterales, ya sean tirantes x, muros de corte, marcos de momento o alguna combinación. Esto generalmente se puede extraer fácilmente de los dibujos de diseño. Dependiendo de la altura de la estructura también, generalmente podemos hacer una suposición bastante buena.

Dato curioso: el terremoto de Northridge en 1994 en California fue uno de los principales eventos que ayudó a dar forma al diseño sísmico. Como resultado, se hicieron muchos cambios en el código – Terremoto de Northridge en 1994 – Wikipedia

Examinaremos los componentes de LFRS y verificaremos cualquier tipo de daño.

Para las abrazaderas en X, observamos las conexiones para ver si las placas están dobladas, si los tornillos se presionaron contra los agujeros de los tornillos con tanta fuerza que rompen la placa, si los tornillos se cortaron y por cualquier alargamiento de las abrazaderas . Lo más común es que los frenos se alarguen o se “estiren” y podemos ver que el buen refuerzo x se ve un poco torcido. Esta reparación generalmente solo requiere quitar y reemplazar el miembro diagonal.

Por momentos, inspeccionaremos algunas de las conexiones y buscaremos grietas en las placas de brida (que resisten la mayoría del momento). También buscaremos cualquier problema de pandeo local de la viga y las columnas. Cualquier grieta en el acero es una buena señal de que algo salió mal. El acero estructural es bastante fuerte – ASTM A992 – Wikipedia

Para muros de corte, generalmente solo buscamos grietas. La mayoría de los muros de corte son tablones de concreto o madera y estos tienden a ser los más fáciles de revisar. Las reparaciones pueden ser muy buenas.

Subiremos esto por el edificio algunas historias y quizás las revisemos todas. Dependerá de la magnitud del terremoto, el tipo de edificio, la edad del edificio y muchos otros factores, por supuesto.

Pero después de que los sistemas laterales se vean bien, revisaremos algunos de los elementos del colector de diafragma del piso (difícil de explicar cuáles son) y nos aseguraremos de que no haya ningún problema. Básicamente, un elemento colector “recoge” la carga lateral y la descarga en una de las LFRS que mencioné anteriormente.

Al final del día o días de inspección, lo más probable es que si se tratara de un terremoto de un tamaño bastante decente, habrá daños que deben repararse. Las características arquitectónicas exteriores casi siempre se dañarán antes que la estructura principal, por lo que generalmente es un buen indicador.

Los edificios se diseñan más comúnmente para evitar el colapso de un terremoto de diseño, no necesariamente permanecen completamente en servicio. En otras palabras, queremos que el edificio permanezca el tiempo suficiente para que pueda salir, no para que no ocurra ningún daño (por lo general). El costo de hacer esto último es bastante alto, y solo se usa realmente en edificios Tipo IV, como hospitales, instalaciones de generación de energía, infraestructura crítica, edificios que NECESITAN operar después de un evento de terremoto de diseño.

Realmente no nos importa si su edificio de oficinas es una mierda, siempre y cuando salga antes de que se caiga.

Como es habitual con estas preguntas vagas increíbles, de ninguna manera es una guía completa para inspeccionar un evento de construcción posterior al terremoto.