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1 / 17 Três edifícios numa mesa As mesmas lajes e pilares repetidos três vezes. O da esquerda não tem dispositivo, o do meio fica sobre apoios de borracha, e o da direita tem uma massa sintonizada na cobertura. A mesa treme uma vez por segundo a 0,05 g. Arraste para olhar ao redor.
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01 Três edifícios numa mesa As mesmas lajes e pilares repetidos três vezes. O da esquerda não tem dispositivo, o do meio fica sobre apoios de borracha, e o da direita tem uma massa sintonizada na cobertura. A mesa treme uma vez por segundo a 0,05 g. Arraste para olhar ao redor.
02 Cada edifício tem seu próprio ritmo Cada edifício foi empurrado para o lado e solto. O sem dispositivo oscila uma vez a cada 0,60 s, e o isolado, a cada 2,55 s. O amortecedor à direita absorve a oscilação de seu edifício em poucos ciclos.
03 Tremer no período próprio Agora o solo treme a cada 0,6 s, o período do edifício comum. Cada empurrão chega justamente quando os pavimentos voltam, por isso o movimento cresce até que o amortecimento retire tanta energia por ciclo quanto entra.
04 O primeiro andar se deforma mais Os pilares mais baixos suportam a inércia dos seis pavimentos, por isso sua deriva é a maior. A 0,05 g, chega a 0,97% da altura do andar, perto dos 1,5% que a norma coreana permite para a classe de importância I.
05 Apoios flexíveis mudam o período Os apoios do edifício do meio são flexíveis lateralmente. Seu período se torna 2,55 s, longe do tremor de 0,6 s, por isso o edifício quase não se move enquanto a mesa treme embaixo.
06 Tremores lentos e longos chegam aos apoios A 2,5 s, o solo coincide com o edifício isolado. O edifício ainda se deforma pouco, mas sua base desliza 39,5 cm sobre os apoios. É por isso que a junta sísmica precisa ser larga.
07 O amortecedor contraria a cobertura Perto de 0,65 s, o bloco amortecedor oscila cerca de um quarto de ciclo atrás da cobertura e a puxa de volta. Considerando todos os períodos de excitação, a maior deriva do edifício da direita a 0,05 g é 0,21%, contra 0,97% no sem dispositivo.
08 Travar o amortecedor Travado, o bloco é apenas peso extra. O período do edifício da direita aumenta para 0,615 s e, a 0,62 s, ele oscila quase tanto quanto o sem dispositivo. O terceiro gráfico mostra por quê.
09 Um registro real: El Centro, 1940 Agora a mesa reproduz o movimento do solo registrado em El Centro. O terceiro gráfico se transforma no espectro de resposta do registro, com um ponto no período de cada edifício. O edifício comum fica perto do pico; o isolado fica bem afastado, na encosta.
10 Kobe em dez pavimentos Uma onda sintética com os 0,82 g de Kobe e pulso de 1 s sacode edifícios de 10 pavimentos. O sem dispositivo passa de 2% de deriva; apoios de borracha com chumbo mantêm os pavimentos abaixo de 1%, mas se movem 56 cm; amortecedores a óleo em todos os andares param em 0,91%.
11 Distante, lento e prolongado A onda sintética de Tohoku tem apenas 0,03 g, mas mantém um ritmo de 6,5 s durante minutos. Torres de 60 pavimentos, com períodos próximos de 6 s, oscilam por metros. O isolamento piora isso; amortecedores em todos os andares ajudam.
12 Onze dispositivos de perto Escolha qualquer dispositivo pelo controle ou pela lista abaixo. O laço é a força em função do deslocamento: uma linha estreita armazena energia e a devolve, um laço largo a retira como calor.
13 Quando o solo vira líquido Areia molhada e fofa sob 0,15 g. Cada ciclo aumenta um pouco a pressão da água, até que os grãos deixem de pressionar uns aos outros, e a areia não suporte nada. Experimente areia mais compacta ou um nível freático mais profundo.
14 Empurrar um balanço na hora certa Oito pêndulos pendem de uma barra sacudida. Só aquele cujo período coincide com o tremor cresce: a 3,17 s, o balanço de 2,5 m. Os edifícios respondem ao solo da mesma maneira.
15 A esfera do Taipei 101 Rajadas de tufão fazem a torre de 508 m oscilar em seu período de 7 s. A esfera de 660 t oscila atrás da torre, e seus amortecedores retiram energia. Trave-a e compare a aceleração no topo.
16 Dentro do pavimento de isolamento Sob um hospital isolado: apoios, amortecedores a óleo, a folga ao redor do edifício, uma chapa de cobertura na porta e tubulações em laços flexíveis. O solo treme muito mais que os pavimentos acima.
17 Uma ponte sobre apoios A mesma ideia sob um tabuleiro de ponte. Apoios isoladores deixam o tabuleiro oscilar lentamente enquanto os pilares ficam tranquilos. Trave os apoios, e os pilares recebem a carga total; o tabuleiro também deve permanecer sobre seu assento.
Mesa vibratória Uma mesa de aço que sustenta os três edifícios, para que cada um receba exatamente o mesmo movimento do solo. Para uma senoide de aceleração, move-se A/ω² para cada lado: 1,2 cm a 0,05 g e 1 s, 20 cm a 0,05 g e 4 s. Atuador O pistão hidráulico que empurra a mesa, seguindo uma onda senoidal, o registro de El Centro de 1940 ou uma de seis ondas sintéticas. Lajes dos pavimentos Cada pavimento é uma massa concentrada de 400 t, com 12 m de lado e pavimentos separados por 3,5 m. Todo o peso de um pavimento é tratado como se estivesse na laje. Pilares Os pilares de um andar funcionam como uma única mola lateral, escolhida para que o período do edifício comum seja 0,1 s por pavimento: 755 MN/m para 6 pavimentos e 0,60 s, com 2% de amortecimento. Fundação fixa Um edifício não isolado é parafusado à mesa, de modo que sua base se move exatamente com o solo. Camada de isolamento Apoios de borracha, borracha com chumbo, pêndulo de atrito ou deslizantes sob uma laje de 400 t. Com apoios de borracha ajustados a 2,5 s, o primeiro período do edifício de 6 pavimentos passa a 2,55 s, em vez de 0,60 s. Junta sísmica A folga ao redor de um edifício isolado. Nas tarefas, ela é de 80 cm; com tremores a cada 2,5 s a 0,05 g, a base do modelo de 6 pavimentos sobre apoios de borracha se move 39,5 cm. Dispositivos dos andares Amortecedores a óleo, amortecedores de aço, contraventamentos com restrição à flambagem ou paredes de cisalhamento, instalados em todos os andares do edifício que os recebe. Amortecedor da cobertura Uma massa sintonizada, tanques de água ou uma massa ativa na cobertura. A massa sintonizada do edifício de 6 pavimentos é de 66 t, 5% de sua massa de primeiro modo de 1319 t, com período de 0,638 s e 13,5% de amortecimento. Acelerômetros da cobertura Caixas vermelhas em cada cobertura. Elas sentem a aceleração total, a do próprio edifício somada à do solo, que é o que pessoas e móveis no último pavimento sentem. Dispositivo de perto Um dispositivo por vez, movido de um lado para o outro em sua amplitude de projeto. O laço ao lado é a força em função do deslocamento que o modelo usa. Areia saturada Dez metros de areia desenhados em dez fatias. Cada fatia passa de bege a azul conforme a pressão da água nela se aproxima do peso da areia acima. Casa sobre areia Uma pequena casa apoiada na superfície. Quando a areia sob ela se liquefaz, afunda e se inclina, como os apartamentos de Niigata em 1964. Pêndulos e balanço Oito pêndulos de 1,0 s a 3,17 s numa única barra sacudida. O mais longo é um balanço de parquinho de 2,5 m. Taipei 101 A torre de 508 m desenhada com base em seu artigo estrutural: uma base afunilada, oito módulos alargados de 8 pavimentos e uma agulha. Seu primeiro período é de cerca de 7 s. Esfera amortecedora 660 t de chapas de aço empilhadas, penduradas por cabos no nível 92, com amortecedores a óleo embaixo. Desenhada muito maior que a torre ao lado. Hospital isolado Um hospital de 5 pavimentos sobre 12 apoios de borracha com chumbo e 4 amortecedores a óleo. Um desenho conceitual, não um edifício específico. Cobertura da junta e tubulações Uma chapa de aço cobre a folga na porta, e tubulações a atravessam em laços flexíveis, para que nada se quebre quando o edifício se move. Tabuleiro da ponte Um tabuleiro de vigas de 2000 t em três vãos, apoiado em aparelhos de apoio sobre dois pilares e em assentos nos encontros. Apoios da ponte Apoios de borracha com chumbo no topo dos pilares. Travados, fazem os pilares suportarem toda a inércia do tabuleiro.
