Цель тестов состоит в том, чтобы собрать достаточно данных, чтобы спроектировать деревянные здания, столь же высокие как 20 историй, которые не терпят значительный ущерб во время больших землетрясений. Таким образом, мало того, что жители могут оставить здание целым, но и они могут возвратиться и продолжить жить в здании вскоре после землетрясения.«Проектирование зданий, которые безопасны даже во время больших землетрясений, чрезвычайно важно. Мы делаем это – и мы идем далее.
Мы работаем, чтобы минимизировать здания количества времени, вышедшие из строя после больших землетрясений. Мы также сосредоточены на сокращении издержек, требуемых восстановить их», сказал преподаватель Шилин Пэй, доцент в Горной школе Колорадо, который ведет тесты, финансируемые Национальным научным фондом (NSF) и множеством промышленных спонсоров.На основе понимания, подбираемого из этого текущего набора тестов и связанного исследования, команда возвратится в Сан-Диего в 2020, чтобы построить, встряхнуть, и в конечном счете сжечь эластичные землетрясением 10 древесины истории, основывающейся на столе встряски Сан-Диего UC.
В текущих тестах двухэтажной, структуры 22 фута высотой исследователи изучают поведение полномасштабной сейсмической системы безопасности, сделанной из продвинутых деревянных материалов – включая качающиеся стены, которые могут качаться во время землетрясения и затем перецентрального защитника отдельно и массового пола древесины, разработанного, чтобы противостоять сильным землетрясениям. Древесина – прежде всего, поперечная слоистая древесина (CLT), которая является относительно новым, высокоэффективным материалом, сделанным из слоев деревянного ламината.«С прибытием поперечной слоистой древесины мы можем начать думать о небоскребах древесины», сказал Пэй. «CLT и массовая древесина более широко – часть серьезной тенденции в архитектуре и строительстве, но сейсмическое исполнение высоких зданий, сделанных из этих видов древесины, является неизведанными водами».
Во время теста 14 июля здание и его сейсмическая система безопасности, казалось, преуспели. Исследователи сначала проводят две структуры повествования посредством моделирования Имперского землетрясения Долины с 6.4 величинами, которое произошло в 1979 около границы США-Мексики. Тот тест сопровождался в течение нескольких минут двумя компенсационными моделированиями землетрясение Нортриджа 1994 года.
После осмотра здания, не находя значительное повреждение, исследователи тогда проводят структуру посредством моделирований землетрясения Лома-Приета 1989 года и 6,6 землетрясений Холмов Суеверия величины, которые произошли в 1987 около Солтон-Си.Больше встрясок будет следовать за следующие несколько недель, поскольку исследователи проверяют различные сейсмические проекты безопасности и системы.Исследователи от консорциума американских университетов, с сотрудниками от промышленности и государственного сектора, выполняют тесты на столе встряски Сан-Диего UC, самом большом наружном столе встряски в мире. Средство – часть NHERI@UCSD, экспериментального сооружения в Сан-Диего UC, финансируемом Национальным научным фондом как часть его программы Natural Hazard Engineering Research Infrastructure (NHERI).
Средство расположено в Структурном Техническом Центре Englekirk в Сан-Диего UC Школа Джейкобса Разработки.В то время как некоторые высокие деревянные здания были построены в последние годы, они были или построены в областях, которые, как думают, были сейсмически бездействующими, или они были построены с сейсмической системой безопасности, сделанной из «не деревянные материалы», такие как бетон и сталь.Вне безопасности: проектирование для упругости
Текущие сейсмические строительные нормы и правила безопасности стремятся обеспечивать человеческую безопасность во время больших землетрясений, позволяя зданиям выдерживать достаточно долго за жителей оставить целым. Строительные нормы и правила, однако, не обязательно гарантируют, что у жителей на самом деле будет здание, чтобы возвратиться к. Проектирование зданий, которые, как ожидают, будут снова находиться в эксплуатации вскоре после большого землетрясения, и с минимальными затратами на ремонт, известно как проектирующий для упругости землетрясения.«Во время большого землетрясения люди в здании могут быть в безопасности, но если каркас здания будет сокрушен, у них не будет здания, чтобы возвратиться к. Мы хотим изменить к лучшему ту ситуацию», сказал Пэй.
Упругость – один из ключевых арендаторов этой многолетней научно-исследовательской работы, сосредоточенной на высоких деревянных зданиях, используя массовые материалы древесины.«Владельцы здания хотят знать после большого землетрясения, ‘Сколько месяцев отсутствует я?’» сказал Пэй. «Мы хотим быть в состоянии сказать владельцам здания, ‘Вы будете отсутствовать в течение недели, и здание будет, вероятно, просто нуждаться в ремонте к нескольким системам, которые разработаны, чтобы быть поврежденными».22-футовая структура, проверяемая в этом месяце, является минималистской системой, нацеленной на сбор информации, требуемой спроектировать высокие здания древесины, у которых есть этот вид упругости землетрясения.
Одна из основных целей состоит в том, чтобы учиться, как различная сейсмическая система безопасности взаимодействует друг с другом во время реалистических моделирований землетрясения.«Мы проверили качающиеся стены собой в лаборатории, но как структурные инженеры, мы знаем, что система не равна сумме ее частей.
Между частями есть взаимодействия. Вот почему проекты NHERI, финансируемые NSF, так очень важны.
Мы наконец собираемся быть способными надеть данные, как различные компоненты функционируют как систему во время сильных землетрясений», сказал Пэй.Данные, которые исследователи собирают во время двухэтажных тестов, будут крайне важны для развития методологии дизайна для 10-этажного здания.«Захватывающе видеть, что наше землетрясение сотрясает средство стола, используемое, чтобы проектировать, проверить и утвердить эластичную сейсмическую систему безопасности, сделанную из инновационных, возобновляемых материалов», заявила UC Сан-Диего структурный технический преподаватель Джоэл Конте, который является научным руководителем на гранте NSF NHERI что фонды операции по столу встряски. «Наш стол встряски позволяет исследователям проверить структурные экземпляры в полномасштабном для колебаний почвы разрушительного землетрясения, который крайне важен для того, чтобы сделать виды структурных технических достижений, которые спасают жизни и увеличивают упругость сообществ после стихийных бедствий».
Исследователи, работающие над двухэтажным зданием, собирают данные больше чем через 300 каналов датчика в трех фазах тестирования. Данные произведены в предварительно отобранных пунктах, чтобы иметь размеры, как панели поперечной слоистой древесины (CLT) сгибаются и как группы двигаются друг относительно друга. Исследователи особенно интересуются системой, которая позволяет зданию качаться в ответ на землетрясение и о том, как стены и этажи взаимодействуют во время сотрясения.В качающихся стенных системах вертикальные, массовые стены древесины связаны с фондом post-tensioned прутами, которые увеличиваются через пол и специальных U-образных стальных энергетических транжиров.
Пруты позволяют стене качаться во время землетрясения и хватать назад в его оригинальное вертикальное положение, минимизируя деформацию и получающееся структурное повреждение.Консорциум университетов сотрудничает на этом проекте NSF, включая Горную школу Колорадо, Университет штата Колорадо, Вашингтонский университет, Университет штата Вашингтон, Университет штата Орегон, Университет Лихай, Университет Невады Рено и Калифорнийский университет Сан-Диего.
Двухэтажное следственное тестирование также получило поддержку от многократных промышленных партнеров включая Katerra; Сильная Связь Симпсона; Институт Дизайна Таллвуда; DR Johnson Lumber Co.; Лаборатория Лесоматериалов; Сити-оф-Спрингфилд, Орегон; Совет по Древесине Мягкой древесины; и Соединители Древесины MyTiCon.