Quando se trata de resistência sísmica, existem vários mitos que questionam a capacidade da madeira de desempenhar um papel adequado no caso de um terremoto. No entanto, sua ductilidade permite que ela se deforme plasticamente sem quebrar, absorvendo e dissipando a energia gerada pelo movimento e vibração. Além disso, ao contrário do aço ou concreto, a madeira é um material leve com uma boa relação resistência-peso, permitindo que suporte forças sísmicas sem adicionar cargas excessivas à construção. Isso foi amplamente verificado em residências ao redor do mundo. No entanto, como se comporta um edifício de madeira engenheirada de grande altura diante de um terremoto?
Para dissipar dúvidas, o Projeto Tallwood recentemente construiu um prédio de 10 andares feito de madeira laminada cruzada (CLT) na Universidade da Califórnia, San Diego (UCSD). A estrutura foi testada em uma mesa de vibração que simulou o terremoto de Northridge de 1994, que teve magnitude 6,7, e o terremoto de Chi-Chi em Taiwan em 1999, com magnitude 7,7.
Edifícios de madeira, construídos unindo camadas de madeira, estão cada vez mais presentes em cidades do mundo todo, pois são considerados uma alternativa mais eficiente e ambientalmente responsável por conta dos níveis menores de energia incorporada. Isso é especialmente verdade nos Estados Unidos, onde atualizações nos códigos de construção do International Building Code (IBC) têm permitido aumentar progressivamente as alturas dos edifícios. Essas atualizações também fornecem diretrizes detalhadas para design e construção, além de requisitos para resistência ao fogo, capacidade de carga e proteção sísmica.
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A madeira resiste bem a terremotos?Para coletar dados concretos e validar uma metodologia de projeto sísmico para edifícios altos de madeira, a Fundação Nacional de Ciência dos Estados Unidos (NSF) alocou US$17 milhões para atualizar o maior simulador de terremoto externo do mundo. Com 25 pés x 40 pés (7,62 m x 12,19 m), esta mesa de vibração faz parte da rede de infraestrutura de pesquisa em engenharia de riscos naturais da NSF e tem capacidade para carregar e agitar estruturas com peso de até 2.000 toneladas métricas ou 4,5 milhões de libras, equivalente a 1.300 carros sedan. O simulador reproduz com precisão os movimentos de solo em 3D experimentados durante os terremotos, abrangendo movimento em todos os seis graus de liberdade: longitudinal, lateral, vertical, rolagem, inclinação e guinada.
O Edifício Tallwood, projetado pela LEVER Architecture e fabricado pela Timberlab usando produtos de madeira em massa doados, atinge uma altura de 116 pés ou aproximadamente 36 metros. De acordo com os arquitetos, "O design, desenvolvido como um protótipo típico de mercado, é distinguido por suas paredes de madeira engenheirada, que permitem que a estrutura balance e se centralizar durante um terremoto, sem danificar o sistema estrutural primário. As barras de aço pós-tensionados que se estendem por toda a altura de cada parede oscilante, bem como as placas flexíveis em forma de U (UFPs) substituíveis em cada nível do piso, absorvem a força de um evento sísmico. O conceito excede os requisitos básicos de segurança criando uma solução resiliente e facilmente reparável, evitando a necessidade de demolir o prédio após um terremoto."
Durante os testes, 800 sensores coletaram dados cruciais que permitirão desenvolver e calibrar modelos informáticos que ajudarão os engenheiros a projetar edifícios semelhantes no mundo real. Os quatro pisos superiores serão agora desmantelados, para realizar ensaios adicionais enfocados na reutilização do material ao final da sua vida útil.
O projeto foi apoiado pela Fundação Nacional de Ciência dos Estados Unidos e um consórcio de universidades, incluindo Colorado School of Mines (liderança), Universidade de Nevada (Reno), Colorado State University, Universidade de Washington, Universidade Estadual de Washington, Universidade da Califórnia em San Diego, Universidade Estadual de Oregon e Lehigh University. O projeto também recebeu apoio do Serviço Florestal dos Estados Unidos, Laboratório de Produtos Florestais e vários parceiros industriais.
