Estudi d'una casa unifamiliar sismoresistent

El treball que es presenta té com a objectiu contribuir a l’estudi de l’esmorteïment de les oscil·lacions induïdes per terratrèmols mitjançant materials intel·ligents, per tal d’evitar i/o minimitzar les accions sísmiques que actuen sobre les estructures. Les oscil·lacions induïdes pels terratrèmols sobre les estructures poden produir, en aquestes, deformacions permanents i fractures estructurals, pel que constitueixen una font de destrucció molt important tant de béns materials com personals. La investigació de nous materials i d’elements estructurals sismo-resistents és un tema de permanent actualitat. A la pràctica, tenim dos tipus possibles d’esmorteïdors en enginyeria civil. D’una banda, en grans estructures que tenen assegurades la potència elèctrica i l’atenció tècnica, hi ha els sistemes semi-actius, per exemple els que utilitzen fluïds magneto-reològics i, d’altra banda, els sistemes passius convencionals associats a les deformacions plàstiques. En el nostre cas estudiem l’efectivitat d’uns aliatges (AMF1), com actuadors passius en vistes a l’aprofitament de la seva histèresi per la conversió d’energia mecànica en calor. Dins dels materials amb memòria de forma disponibles industrialment (de base coure o associats al NiTi) proposem l’ús del CuAlBe (coure- alumini - beril·li). Aquest aliatge té les capacitats clàssiques dels AMF: és pseudo-elàstic, té histèresi i es pot utilitzar com un “sensor” i com un “actuador”. Si bé la fractura es troba propera als 1000 o més cicles de treball, els esmorteïdors dels sismes i de les rèpliques han de “resistir” uns pocs minuts (d’1 a 5, incloent les 2 a 4 rèpliques associades a cada event) i a freqüències properes a 1 Hz; això estableix que només cal garantir uns 1000 cicles de treball. En general, per sismes de 6 o 7 a l’escala de Richter, l’esmorteïdor cal que redueixi les amplituds de les oscil·lacions d’una estructura d’acer a la meitat o menys, fonamentalment per sota de la deformació plàstica de l’acer, com en el cas del terratrèmol de“El Centro”2. Per terratrèmols de magnituds superiors, hi haurà un esmorteïment parcial, probablement la fractura dels esmorteïdors i un resultat final imprevisible. Una vegada analitzades les condicions de dissipació que es demanen a l’esmorteïdor, les condicions ambientals i la durada imposada de la garantia, estudiarem que l’aliatge sigui l’adequat. Per això, descriurem les seves propietats segons les condicions imposades. El disseny de l’esmorteïdor i la seva posició en les diagonals dels pòrtics ens donarà una valoració –per simulació- de la resposta de l’estructura si es troba sotmesa a les acceleracions del terratrèmol de “El Centro”. Donarem un breu exemple de l’aplicació dels esmorteïdors en un pòrtic “realista” sotmès a una càrrega lleugera i sota les accions d’un pistó a la freqüència d’1 Hz