Uma torre maciça de madeira passou por um teste de vibração para investigar sua resiliência sísmica

Jul 10, 2023

Em 9 de maio, dezenas se reuniram para assistir a uma torre de dez andares no nordeste de San Diego balançar sob as forças de terremotos simulados consecutivos. O edifício, uma maquete experimental de um edifício alto de madeira maciça, foi construído sobre a grande mesa de agitação ao ar livre de alto desempenho na UC San Diego. A chamada mesa à qual o edifício está aparafusado é uma placa de favo de mel de aço de 3 pés de espessura e 25 por 40 pés montada em atuadores hidráulicos. Ele se move com seis graus de liberdade para simular terremotos com precisão de acordo com registros sísmicos. No teste daquele dia, ele executou simulações dos principais terremotos de 1994 em Northridge, Califórnia (magnitude 6,7) e 1999 em Chi-Chi, Taiwan (magnitude 7,7). Em ambas as vezes, depois de um pouco assustador de oscilação, o edifício se endireitou de volta à sua forma e posição inicial, sem nenhum dano aparente causado pelo tremor.

Durante os testes, além das inspeções visuais, cerca de 750 sensores registraram dados em todo o edifício. Os testes foram uma demonstração notável de construção resiliente e um marco importante para o Tall Wood Project, uma ampla colaboração sob os auspícios da National Science Foundation's Natural Hazards Engineering Research Infrastructure (NHERI).

O NHERI Tall Wood Project, que investiga a resiliência sísmica da construção de arranha-céus de madeira, é liderado pelo Dr. Shiling Pei da Colorado School of Mines e envolve pesquisadores de instituições acadêmicas de todo o mundo e muitos parceiros da indústria. Entre eles está a LEVER Architecture, com sede em Portland, cujo papel como arquitetos no projeto continua o profundo envolvimento da empresa com a construção em massa de madeira. O edifício de teste pode ser visto como uma modificação do projeto Framework não construído da LEVER, que ganhou o US Tall Wood Building Prize em 2015. No centro de ambos os projetos está o que é chamado de sistema de parede de balanço: paredes de madeira maciça ancoradas por pilares hastes ou cabos tensionados passando por seus centros. Thomas Robinson, cofundador e diretor da LEVER, explicou o conceito no local: "Uma parede típica é ancorada nos dois cantos da base. Nessas paredes, apenas os cabos são ancorados na fundação. Isso permite que toda a parede balance para trás e para frente, e então o cabo puxa de volta para o centro."

Devido à alta relação resistência/peso da madeira, a estratégia estrutural aqui não é simplesmente resistir à força sísmica, mas sim projetar meios de mover e dissipar essa força através de um sistema estrutural menos maciço. A ideia é que tal sistema teria danos mínimos em um terremoto e seria imediatamente ocupável e rapidamente reparável. Como disse Robinson, "estamos sempre pensando: 'O que a madeira pode potencialmente fazer que outros materiais também não podem fazer?'"

Com a estratégia de resiliência do movimento em jogo, diferentes tipos de madeira de massa - laminado cruzado (CLT), laminado de folheado (VLT), laminado de prego/cavilha (NLT/DLT), painel de compensado de massa (MPP), laminado colado (glulam )—são usados ​​em toda a torre para maximizar as condições sob avaliação. O projeto também incorpora uma série de sistemas não estruturais destinados a se mover em conjunto com as paredes de balanço, incluindo uma escada resistente ao fogo que acomoda deriva, juntas de expansão e faixas de cabeça de deflexão aninhadas em divisórias internas e sistemas exclusivos de parede cortina com expansão -painéis articulados pendurados nos níveis inferiores de cada um dos quatro cantos do edifício.

A torre é o edifício em escala real mais alto já testado em uma mesa vibratória, um fato que indica o escopo da ambição do projeto. Embora as evidências e os dados já produzidos pelo Tall Wood Project provavelmente aumentem a visibilidade e a implementação da madeira maciça resiliente, o objetivo da equipe do projeto é codificar o conhecimento produzido. "Esse trabalho está em andamento", explicou Pei. "Estamos tentando trabalhar com o USDA, o Serviço Florestal e os profissionais para tentar ir para a próxima etapa, para introduzir isso em nosso código de construção no próximo ciclo de atualização. Esperamos ter um sistema de parede de balanço em nosso código até 2028."