Guia de conceção para componentes não estruturais à prova de terramotos

Quando pensamos em edifícios resistentes a terremotos, nossas mentes normalmente se concentram em elementos estruturais - as vigas de aço, colunas de concreto e sistemas de fundação que mantêm os edifícios em pé. an often-overlooked aspect of seismic safety lies in what engineers call "non-structural components"—the elements that don't support a building's weight but can become deadly hazards when earthquakes strike.

O terremoto de Northridge, na Califórnia, em 1994, deu uma lição que nos leva a pensar: embora os danos estruturais fossem significativos, 80-90% das perdas de edifícios eram resultado de falhas de componentes não estruturais.Dez hospitais críticos na área afetada foram forçados a fechar temporariamente devido a problemas como vazamentos de água., vidros quebrados, luminárias em queda e sistemas de energia de emergência falhados, dificultando gravemente a resposta médica após um desastre.

Esta catástrofe demonstrou que o projeto sísmico para componentes não estruturais não é uma engenharia opcional, é uma questão de vida ou morte.

A Sociedade Americana de Engenheiros Civis (ASCE) define componentes não estruturais no capítulo 13 da ASCE 7 como elementos permanentemente ligados ao edifício que não suportam cargas estruturais.

• Componentes arquitetónicos:Tecidos, divisórias, luminárias, revestimentos
• Sistemas mecânicos:Equipamento de climatização, tubulação, canalização
• Sistemas elétricos:Geradores, interruptores, condutores
• Sistemas de canalização:Caldeiras de água, tubulações de aspersores

A ASCE 7 introduz vários conceitos críticos para a concepção sísmica não estrutural:

• Componente:O próprio equipamento ou elemento de utilidade (por exemplo, manipulador de ar, bomba)
• Apoio:Método de transferência de cargas de componentes para a estrutura (apóios, cabos)
• Anexo:Método de ligação física (bolinhos, soldas)
• Fator de importância (Ip):Um multiplicador que reflete a criticidade de um componente

ASCE 7-10 Secção 13.2.1 exige a concepção sísmica dos elementos arquitetónicos.

• Os tetos sem segurança podem desabar, bloqueando as rotas de fuga
• As luzes que caem tornam-se projéteis mortais
• A sobreposição de estantes de livros pode prender os ocupantes
• O vidro quebrado das paredes das cortinas cria detritos perigosos

A secção 13.5 fornece coeficientes sísmicos para a concepção de sistemas de suporte adequados com base:

• Peso e dimensões dos componentes
• Altura das fixações acima do piso
• Construção de zonas sísmicas

Para hospitais e outras instalações críticas, a manutenção da função mecânica/elétrica após o terremoto é vital.

• Equipamento HVAC:Requer isolamento da base ou montagem restringida
• Sistemas de tubulação:Precisam de ligações flexíveis e de apoio sísmico.
• Equipamento elétrico:Tem de resistir a queda e manter as ligações.
• Potência de emergência:Os geradores requerem montagem sísmica especial

A norma ASCE 7 estabelece regras claras para determinar quando é necessária uma fixação sísmica:

• Componentes de peso > 400 lb (181 kg)
• Equipamentos com centros de gravidade superiores a 1,2 m acima do piso
• Requisitos específicos para os condutos e canalizações elétricas

A norma permite exceções limitadas, tais como:

• Tubos de pequeno diâmetro, com cabos < 12 polegadas de comprimento
• Sistemas de suporte leves (< 10 lbs/ft)

O projecto sísmico adequado dos componentes não estruturais requer:

• Compreensão dos requisitos do capítulo 13 da norma ASCE 7
• Coordenação entre as disciplinas de arquitetura e engenharia
• Considerando as necessidades de funcionalidade pós-terremoto
• Implementação de detalhes de suporte adequados durante a construção

Como demonstrou o terramoto de Northridge, a negligência destes elementos "secundários" pode ter consequências primárias para a segurança da vida e para a funcionalidade dos edifícios.Não há detalhes sem importância, apenas oportunidades para salvar vidas através de um design cuidadoso..