NOVES REGLAMENTACIONS EUROPEES RELATIVES AL ÚS DE FIXACIONS EN ZONES SÍSMIQUES

Les exigències del disseny sísmic de fixacions estan regulades per la EOTA TR045 (fins a la publicació de la norma EN 1992-4) Aquest document fa referència a la avaluació sísmica de les fixacions que figuren en l’annex E de la Guia ATE 001, el que implica la diferenciació d’ús en categories de rendiment sísmic C1 i C2.

La categoria de rendiment sísmic C1 tracte les capacitat de les fixacions únicament en termes de resistència límit, mentre que la categoria de rendiment sísmic C2, la més exigent, tracta les capacitats a la vegada que els termes de resistència límit i la deformació i l’estat dels danys. La taula adjunta associa les exigències sísmiques al nivell de l’activitat sísmica i a la categoria d’importància dels edificis.

Nivell d’activitat sísmicaa Categoria d’importància segons la norma a
EN 1998-1:2004, 4.2.5
Categoria ag Sc I II III IV
Molt dèbilb ag S ≤ 0,05 g Ninguna exigència suplementària
Dèbilb 0,05 g < ag S ≤ 0,10 g C1 C1d or C2e C2
> Dèbil ag S > 0,10 g C1 C2

 

a – Els valors defineixen els nivells d’activitat sísmica que figuren en el annex francès de la norma EN 1988-1.
b – Definició segons la norma EN 1998-1:2004, 3.2.1.
c – ag designa l’acceleració del sòl sobre un sòl tipus A (EN 1998-1:2004, 3.2.1).
S – Factor sòl (veure per exemple EN 1998-1:2004, 3.2.2).
d – C1 per a les unions de tipus ‘B’ (veure TR045 §5.1) per a les fixacions d’elements no estructurals sobre les estructures.
e – C2 per a les unions de tipus ‘A’ (veure TR045 § 5.1) per a les fixacions d’elements estructurals sobre les estructures.

Moltes regions europees estan afectades pel risc de tremolors de terra. Els tremolors sísmics poden constituir un dany per a les vides humanes així com per a la funcionalitat i per a la integritat física de les edificacions.

Seismic Map

Mapa de risc sísmic a Europa, representant les zones en les que la probabilitat de l’activitat sísmica en els pròxims 50 anys és del 10%.

Els tremolors sísmics en les construccions danyen a la vegada components estructurals i els components no estructurals. En les darreres dècades, el principal aspecte a tenir en compte per la enginyeria civil ha estat la dinàmica estructural per a evitar en primer lloc el col·lapse dels edificis. Aquest problema ha estat tractat per a la elaboració d’anàlisi de disseny afinats, incloent-hi en les reglamentacions actuals, amb el descobriment de noves solucions, com aïllaments o amortidors. Últimament, l’estudi s’ha dirigit sobre la resposta als sismes dels elements no estructurals i del contingut dels edificis.

ESTRUCTURES

El tremolor de terra és un dels successos més perillosos podent causar efectes perjudicials considerables en les estructures. Una construcció pot resistir les accions sísmiques horitzontals per un comportament fràgil o dúctil, segons les condicions límit. La unió entre els diferents elements és un punt fonamental de dissipació de l’energia, en un cas de comportament sísmic global eficaç.

ELEMENTS NO ESTRUCTURALS

Si tenim en consideració els recents esdeveniments sísmics de gran intensitat (L’Aquila 2009, Xile 2010, Christchurch 2011, Tohoku 2011, Emilie-Romagne 2012), els danys ocasionats als elements no estructurals provocaren unes pèrdues econòmiques considerables i un important temps d’aturada fins a establir el correcte funcionament dels edificis.

Múltiples aspectes influeixen en el comportament sísmic d’una estructura i sobre la resposta dinàmica dels equips: l’activitat sísmica regional, la proximitat d’una falla activa, les condicions locals del sòl i les característiques dinàmiques de l’edifici, són solament alguns d’aquests aspectes. No obstant això, molts altres factors importants influeixen en la resposta sísmica dels elements no estructurals. Entre tots aquests factors, la ubicació dels elements a l’edifici, les característiques dinàmiques dels elements no estructurals i la unió amb l’estructura així com la configuració geomètrica i el seu sistema d’unió forma part dels més rellevants.

El comportament global d’un component no estructural pot ser comprès millor si prenem en compte les diferents categories dels efectes que es produeixen durant un sisme. Aquestes categories són enumerades seguidament.

  1. Efectes de la inèrcia – Els elements exposats a aquest fenomen poden ser igualment definits com “sensibles a l’acceleració”. Aquesta resposta pot provocar un enderroc o lliscament en funció de les seves condicions de fixat (per exemple armaris no fixats, biblioteques autònomes, estants, grups electrògens d’emergència).
  2. Deformacions de l’edifici – Aquest efecte i la deformació entre els pisos tenen una influència significativa en els components no estructurals “sensibles al desplaçament” (per exemple les finestres, tancaments interiors i exteriors, altres elements sòlidament blocats en l’estructura).
  3. Separació de l’edifici – Un cop (xoc entre els edificis que es deformen de formes diferents) entre edificis molt propers els uns als altres, poden produir-se en el transcurs del sisme. Això pot danyar els elements no estructurals sensibles a la deformació que pateixen al separar-se (per exemple parapets, cornises a les façanes, canalitzacions, conduccions d’extinció, canonades i sistemes de calefacció, ventilació o climatització, tancaments o sostres).
  4. Interacció no estructural – Els components no estructurals poden interactuar quan es troben en un mateix espai, com en un sostre fals o en un pas de canonades. Aquests sistemes poden tenir formes, mides i diferents característiques dinàmiques, així com diferents requisits de muntatge que poden vibrar de forma diferent el un del altre, causant una interacció dinàmica (per exemple conductes de distribució dels sistemes d’extinció interactuant amb el sostre, les canonades contigües, els equips tècnics suspesos oscil·lant i colpejant qualsevol element contigu).

Per a cada categoria d’efectes, es possible identificar una solució diferent per a evitar danys o fallades en els components no estructurals, això també tenen efectes directes sobre el sistema de fixació a adoptar. Per aquestes raons, es necessari escollir i dissenyar les fixacions a instal·lar cuidadosament per a garantir un comportament satisfactori i fiable en condicions sísmiques.

INVESTIGACIÓ EN COL·LABORACIÓ AMB ITW

El programa “Aplicació sísmica de les fixacions” elaborat per ITW Construction Products Itàlia amb el servei d’enginyeria civil, ambiental i d’arquitectura de la universitat de Pàdua a abordat la qüestió del comportament sísmic de les fixacions. La primera part del projecte en particular ha estat dedicada a l’estudi de dispositiu de fixació instal·lats a posteriori pels elements no estructurals a través de test de taula vibratòria.

La posada en marxa experimental a premés aprofundir considerablement en el coneixement dels rendiments dinàmics dels productes seleccionats. Les aplicacions més crítiques i les més habituals en les que els dispositius de fixació són instal·lats, han estat estudiades. Amb tots els resultats, els treballs de investigació han proporcionat un ajut a l’elaboració de nous productes i han dut a nous camps d’aplicació no incorporats en les reglamentacions.

La configuració de test i les unitats estructurals han estat dissenyades per a reproduir els efectes induïts per un sisme sobre els components no estructurals situats en l’interior dels edificis, como els equips mecànics o mèdics. Els test han estat realitzats en el Laboratori de dinàmica estructural i supervisió de vibracions del centre de investigació ENEA (Roma). El programa dirigit a dispositius de fixació sobre dos materials base molt estesos: els elements en formigó i els murs de maçoneria. La categoria de formigó utilitzada és C25/30 i els murs de maçoneria han estat realitzats amb envans de totxana buida Poroton®. Les mostres de fixacions instal·lades en el formigó han estat testades en formigó fissurat i no fissurat. Una capa de guix de al voltant de 1cm es va aplicà a la superfície dels panells de maçoneria per a simular les condicions reals.

Seismic

Seismic

Seismic