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1 / 17 Tres edificios en una mesa Los mismos pisos y columnas, tres veces. El de la izquierda no lleva nada, el del medio se apoya en apoyos de caucho y el de la derecha tiene una masa sintonizada en la azotea. La mesa se sacude una vez por segundo con 0,05 g. Arrastra para mirar alrededor.
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01 Tres edificios en una mesa Los mismos pisos y columnas, tres veces. El de la izquierda no lleva nada, el del medio se apoya en apoyos de caucho y el de la derecha tiene una masa sintonizada en la azotea. La mesa se sacude una vez por segundo con 0,05 g. Arrastra para mirar alrededor.
02 Cada edificio tiene su propio compás Se empujó cada edificio hacia un lado y se soltó. El que no lleva dispositivo oscila una vez cada 0,60 s y el aislado cada 2,55 s. El amortiguador de la derecha absorbe la oscilación de su edificio en pocos ciclos.
03 Sacúdelo a su propio periodo Ahora el suelo se sacude cada 0,6 s, el periodo del edificio sin dispositivo. Cada empujón llega justo cuando los pisos vuelven, así que el movimiento crece hasta que el amortiguamiento extrae en cada ciclo tanta energía como entra.
04 El primer piso se dobla más Las columnas más bajas soportan la inercia de los seis pisos, así que su deriva es la mayor. Con 0,05 g llega al 0,97 % de la altura del piso, cerca del 1,5 % que permite la norma coreana para la clase de importancia I.
05 Los apoyos blandos cambian el periodo Los apoyos del edificio del medio son blandos en horizontal. Su periodo pasa a ser 2,55 s, muy lejos de la sacudida de 0,6 s, así que el edificio apenas se mueve mientras la mesa se sacude debajo.
06 La sacudida larga y lenta encuentra los apoyos Con 2,5 s el suelo coincide con el edificio aislado. El edificio sigue doblándose poco, pero su base desliza 39,5 cm sobre los apoyos. Por eso el foso debe ser ancho.
07 El amortiguador se mueve contra la azotea Cerca de 0,65 s el bloque amortiguador oscila con un retraso de un cuarto de ciclo respecto a la azotea y tira de ella hacia atrás. Para todos los periodos de sacudida, la peor deriva del edificio de la derecha con 0,05 g es del 0,21 %, frente al 0,97 % del que no lleva dispositivo.
08 Bloquea el amortiguador Bloqueado, el bloque es solo peso añadido. El periodo del edificio de la derecha crece hasta 0,615 s, y a 0,62 s oscila casi tanto como el que no lleva dispositivo. El tercer gráfico muestra por qué.
09 Un registro real: El Centro, 1940 Ahora la mesa reproduce el movimiento del suelo registrado en El Centro. El tercer gráfico pasa a ser el espectro de respuesta del registro, con un punto en el periodo de cada edificio. El edificio sin dispositivo queda cerca del pico; el aislado queda muy lejos, en la pendiente.
10 Kobe en diez pisos Una onda sintética con los 0,82 g de Kobe y un pulso de 1 s sacude edificios de 10 pisos. El que no lleva dispositivo supera el 2 % de deriva; los apoyos de caucho con plomo mantienen los pisos por debajo del 1 %, pero se mueven 56 cm; los amortiguadores de aceite en cada piso se quedan en el 0,91 %.
11 Lejos, lenta y larga La onda sintética de Tohoku es de solo 0,03 g, pero mantiene un ritmo de 6,5 s durante minutos. Las torres de 60 pisos, con periodos cercanos a 6 s, se balancean varios metros. El aislamiento lo empeora; los amortiguadores en cada piso ayudan.
12 Once dispositivos de cerca Elige cualquier dispositivo con el deslizador o la lista de abajo. El lazo es la fuerza frente al movimiento: una línea delgada almacena energía y la devuelve, un lazo grueso la extrae en forma de calor.
13 Cuando el suelo se vuelve líquido Arena suelta y mojada con 0,15 g. Cada ciclo sube un poco la presión del agua, hasta que los granos dejan de apretarse entre sí y la arena ya no soporta nada. Prueba con arena más densa o un nivel freático más profundo.
14 Empuja un columpio en el momento justo Ocho péndulos cuelgan de una misma barra sacudida. Solo crece el que tiene el mismo periodo que la sacudida: con 3,17 s, el columpio de 2,5 m. Los edificios responden al suelo del mismo modo.
15 La esfera del Taipei 101 Las ráfagas de tifón balancean la torre de 508 m con su periodo de 7 s. La esfera de 660 t oscila con retraso respecto a la torre y sus amortiguadores extraen energía. Bloquéala y compara la aceleración en lo alto.
16 Dentro de una planta de aislamiento Bajo un hospital aislado: apoyos, amortiguadores de aceite, la junta alrededor del edificio, una placa cubrejunta en la puerta y tuberías en bucles flexibles. El suelo se sacude mucho más fuerte que los pisos de arriba.
17 Un puente sobre apoyos La misma idea bajo el tablero de un puente. Los apoyos aislantes dejan que el tablero oscile despacio mientras las pilas siguen tranquilas. Si bloqueas los apoyos, las pilas soportan toda la carga; además, el tablero debe seguir sobre su asiento.
Mesa vibradora Una mesa de acero que lleva los tres edificios, de modo que cada uno recibe exactamente el mismo movimiento del suelo. Para una aceleración sinusoidal se mueve A/ω² a cada lado: 1,2 cm con 0,05 g y 1 s, 20 cm con 0,05 g y 4 s. Actuador El cilindro hidráulico que empuja la mesa siguiendo una onda sinusoidal, el registro de El Centro de 1940 o una de seis ondas sintéticas. Losas de piso Cada piso es una masa concentrada de 400 t, de 12 m de lado, con pisos separados 3,5 m. Todo el peso de un piso se trata como si estuviera en la losa. Columnas Las columnas de un piso actúan como un solo resorte horizontal, elegido para que el periodo del edificio sin dispositivo sea de 0,1 s por piso: 755 MN/m para 6 pisos y 0,60 s, con un 2 % de amortiguamiento. Cimentación fija Un edificio sin aislamiento está anclado a la mesa, de modo que su base se mueve exactamente con el suelo. Capa de aislamiento Apoyos de caucho, de caucho con plomo, de péndulo de fricción o deslizantes bajo una losa de 400 t. Con apoyos de caucho fijados a 2,5 s, el primer periodo del edificio de 6 pisos pasa a ser 2,55 s en vez de 0,60 s. Foso La holgura alrededor de un edificio aislado. En las tareas es de 80 cm; sacudida cada 2,5 s con 0,05 g, la base del modelo de 6 pisos sobre apoyos de caucho se mueve 39,5 cm. Dispositivos de piso Amortiguadores de aceite, amortiguadores de acero, riostras de pandeo restringido o muros de cortante, instalados en cada piso del edificio que los lleva. Amortiguador de azotea Una masa sintonizada, tanques de agua o una masa activa en la azotea. La masa sintonizada del edificio de 6 pisos es de 66 t, el 5 % de su masa del primer modo, 1319 t, con un periodo de 0,638 s y un 13,5 % de amortiguamiento. Acelerómetros de azotea Cajas rojas en cada azotea. Sienten la aceleración total, la del propio edificio más la del suelo, que es la que notan las personas y los muebles del último piso. Dispositivo de cerca Un dispositivo cada vez, movido de un lado a otro a su tamaño de diseño. El lazo a su lado es la fuerza frente al movimiento que usa el modelo. Arena saturada Diez metros de arena dibujados en diez capas. Cada capa pasa del beige al azul a medida que la presión del agua en ella se acerca al peso de la arena que tiene encima. Casa sobre arena Una casa pequeña apoyada en la superficie. Cuando la arena bajo ella se licúa, se hunde y se inclina, como los bloques de apartamentos de Niigata en 1964. Péndulos y columpio Ocho péndulos de 1,0 s a 3,17 s en una misma barra sacudida. El más largo es un columpio de parque infantil de 2,5 m. Taipei 101 La torre de 508 m dibujada según su artículo de estructuras: una base cónica, ocho módulos acampanados de 8 pisos y una aguja. Su primer periodo es de unos 7 s. Esfera amortiguadora 660 t de placas de acero apiladas que cuelgan de la planta 92 con cables, con amortiguadores de aceite debajo. Dibujada mucho más grande que la torre que tiene al lado. Hospital aislado Un hospital de 5 pisos sobre 12 apoyos de caucho con plomo y 4 amortiguadores de aceite. Un dibujo conceptual, no un edificio concreto. Cubrejunta y tuberías Una placa de acero cubre la junta en la puerta y las tuberías la cruzan en bucles flexibles, de modo que nada se rompe cuando el edificio se mueve. Tablero del puente Un tablero de vigas de 2000 t en tres vanos, apoyado sobre apoyos en dos pilas y sobre asientos en los estribos. Apoyos del puente Apoyos de caucho con plomo en la cabeza de las pilas. Si se bloquean, las pilas soportan toda la inercia del tablero.
