Buildings In Earthquakes—How it's constructed impacts what you feel (educational)

Summary

El guion del video destaca cómo la construcción de un edificio y su diseño afectan la forma en que se sienten los terremotos. Los materiales y su flexibilidad son cruciales para la resistencia ante los temblores. Los ingenieros utilizan técnicas como el aislamiento de base y amortiguadores para reducir el daño. Los edificios resistentes a terremotos salvan vidas, pero es vital conocer las acciones de seguridad como 'Bajar, Cubrir y Agarrar' para protegerse durante un sismo.

Takeaways

• 🏗️ La construcción de un edificio y su diseño pueden afectar significativamente la forma en que se sienten los temblores durante un terremoto.
• 🌋 El tipo de material utilizado en la construcción influye en el desempeño del edificio durante un terremoto; por ejemplo, ladrillo es rígido pero se puede fracturar, mientras que la madera es más flexible.
• 🛠️ Los arquitectos y ingenieros estructurales pueden diseñar edificios para resistir la deformación durante un terremoto, utilizando técnicas como el refuerzo de concreto armado.
• 🌳 Los edificios altos diseñados para absorber la energía de un terremoto mediante flexión pueden experimentar un movimiento considerable, especialmente en las plantas superiores.
• 🏡 Una casa de estructura de madera con fundamentos sólidos y soporte de paredes de corte puede ser uno de los edificios más seguros durante un terremoto.
• ⚠️ No todos los edificios, especialmente los antiguos, están diseñados para minimizar el daño por terremoto, lo que puede aumentar el riesgo de daños estructurales.
• 🔨 Durante un terremoto, materiales débiles pueden fallar, muros sin refuerzo pueden doblarse o romperse, y techos pesados pueden colapsar.
• 🏚️ Los edificios de ladrillo sin refuerzo y las construcciones de ladrillo o piedra son especialmente vulnerables a fallar durante un terremoto.
• 🛑 La falta de conexiones adecuadas entre la estructura y el cimiento puede resultar en la desplazamiento o colapso de edificios durante un terremoto.
• 🏗️ Para reducir el daño durante un terremoto, se pueden usar técnicas como el aislamiento de la base y amortiguadores de masa ajustados, que disminuyen el balanceo lateral del edificio.

Q & A

¿Cómo afecta la construcción de un edificio el temblor que se siente durante un terremoto?

La construcción de un edificio y la posición dentro de él pueden afectar la intensidad del temblor que se siente. Los materiales y la forma en que están diseñados influyen en el desempeño del edificio durante un terremoto.

¿Qué tipo de materiales se utilizan en la construcción de edificios y cómo afectan su resistencia a los terremotos?

Se utilizan varios materiales como ladrillo, madera y concreto reforzado con acero, cada uno con propiedades físicas distintas. Por ejemplo, el ladrillo es muy rígido pero puede fracturarse, mientras que la madera es más flexible y el concreto reforzado puede ser diseñado para ser rígido o flexible dependiendo del uso de acero.

¿Cómo pueden los arquitectos y los ingenieros estructurales diseñar edificios para resistir deformaciones durante un terremoto?

Los arquitectos y los ingenieros pueden diseñar edificios para ser rígidos y fuertes, o para absorber la energía del terremoto mediante flexión. Esto se logra mediante la incorporación de elementos como puentes de corte, paredes de choque y amortiguadores.

¿Por qué los edificios altos pueden experimentar un movimiento significativo durante un terremoto?

Los edificios altos pueden diseñarse para absorber la energía del terremoto mediante flexión, lo que puede resultar en un movimiento considerable, especialmente en las plantas superiores.

¿Qué es un hogar de madera y cómo puede ser uno de los edificios más seguros durante un terremoto?

Un hogar de madera es flexible y puede crujir durante un terremoto, pero si está unido a su cimiento y tiene soporte de paredes de choque, puede ser uno de los edificios más seguros para estar en un terremoto.

¿Cuáles son algunos problemas adicionales de construcción que pueden afectar la sensación de temblores en un edificio?

Los materiales débiles pueden fallar, las fuerzas de corte pueden doblar o romper muros sin refuerzo, las casas no atadas a sus cimientos pueden deslizarse y los techos pesados pueden colapsar.

¿Cómo afecta la calidad de los materiales la resistencia de una construcción a los terremotos?

La calidad de los materiales es crucial, ya que los materiales como la madera o el acero generalmente resisten el tembloroso, mientras que el ladrillo, la piedra o el adobe tienen más tendencia a fallar.

¿Qué es un 'story soft' y cómo puede afectar la seguridad de un edificio durante un terremoto?

Un 'story soft' es una estructura de pisos bajos que carece de refuerzos para resistir las fuerzas laterales durante un terremoto, lo que puede llevar al colapso de la estructura.

¿Cuáles son algunas técnicas que los ingenieros pueden usar para reducir el daño en estructuras durante un terremoto?

Las técnicas incluyen el uso de refuerzos diagonales de corte, aislamiento de la base, amortiguadores de masa sintonizados y bracing diagonal.

¿Qué es el aislamiento de la base y cómo ayuda a proteger un edificio durante un terremoto?

El aislamiento de la base coloca un edificio sobre amortiguadores horizontes que reducen el balanceo lateral, lo que a su vez reduce las fuerzas que el edificio y sus contenidos experimentan durante un terremoto.

¿Qué son los amortiguadores de masa sintonizados y cómo funcionan para reducir el balanceo de un edificio durante un terremoto?

Los amortiguadores de masa sintonizados son dispositivos que contrarrestan la cantidad de balanceo durante el tembloroso, absorbiendo la energía cinética del sistema y protegiendo así la estructura.

Outlines

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🏗️ Construcción y efectos en terremotos

El primer párrafo explica cómo la construcción de un edificio y la posición de una persona dentro de él pueden influir en la intensidad del temblor que se siente. Se menciona que diferentes materiales como ladrillo, madera y concreto reforzado con acero tienen propiedades físicas distintas que afectan el comportamiento del edificio durante un terremoto. Los arquitectos y ingenieros estructurales pueden diseñar edificios para resistir deformaciones, y se describen edificios altos flexibles y edificios más bajos y fuertes. También se discuten problemas de construcción en edificios antiguos que no están diseñados para minimizar el daño, como materiales débiles, fuerzas de corte, viviendas desancoradas y techos pesados. Se enfatiza la importancia de técnicas de construcción seguras, como la unión a la fundación y el uso de refuerzos estructurales.

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🛠️ Tecnologías para reducir daños en edificios

El segundo párrafo se centra en técnicas avanzadas para disminuir los daños en edificios durante terremotos. Se describen estrategias como el aislamiento de la base, que permite que la fundación se mueva mientras protege lo que está por encima, y los amortiguadores de masa sintonizados, que contrarrestan el balanceo durante los temblores prolongados. Se menciona un ejemplo específico de un amortiguador de masa de 1200 toneladas en el aeropuerto de LAX. El párrafo concluye con la importancia de seguir principios de diseño resistente a terremotos, como el entrelazo, los muros de corte y los amortiguadores de choque, y se recuerda la necesidad de tomar medidas de seguridad inmediatas como 'Deja caer, cubrir y aferrarte' durante un terremoto.

Keywords

💡sismo

Un sismo es el movimiento violento del suelo causado por la liberación de energía en la corteza terrestre. Es el fenómeno central del video, ya que discute cómo diferentes tipos de construcción pueden afectar la experiencia y la resistencia a los terremotos. Por ejemplo, se menciona que 'Earthquakes release seismic wave energy that enters all structures', lo que afecta la integridad de los edificios.

💡construcción

La construcción es el proceso de construir edificios y estructuras. En el video, se destaca la importancia de la construcción al discutir cómo diferentes materiales y técnicas pueden hacer que los edificios sean más o menos resistentes a los terremotos. 'The type of construction also has a big effect on whether a building is damaged in an earthquake', resalta la relevancia de la construcción en la resistencia a los sismos.

💡materiales

Los materiales son los componentes físicos utilizados en la construcción de edificios. El video menciona que 'Many different types of materials are used in building construction', y cómo las propiedades físicas de estos materiales, como la rigidez y la flexibilidad, influyen en el rendimiento de los edificios durante un terremoto.

💡flexibilidad

La flexibilidad se refiere a la capacidad de un material o estructura para cambiar su forma sin romperse bajo presión. En el contexto del video, la flexibilidad es un atributo deseable en la construcción de edificios para absorber el movimiento de un terremoto, como se ve en la comparación entre 'a tall building that is designed to absorb the energy of an earthquake by flexing like a tree'.

💡refuerzo de acero

El refuerzo de acero es el uso de barras de acero en la construcción de concreto para aumentar su resistencia. El video lo menciona al discutir 'Depending on how much steel reinforcement is used, reinforced concrete can be made to be either very stiff or somewhat flexible', lo que muestra cómo el acero puede adaptar las propiedades estructurales del concreto.

💡maderas

Las maderas son materiales naturales que se usan comúnmente en la construcción. El video señala que 'wood can’t support as much weight, but is more flexible', lo que indica que, aunque las estructuras de madera pueden ser menos resistentes a la carga, su flexibilidad puede ser ventajosa para la resistencia a los terremotos.

💡edificios altos

Los edificios altos son estructuras de gran altura. El video menciona que 'a tall building that is designed to absorb the energy of an earthquake by flexing' puede tener un movimiento significativo, especialmente en las plantas superiores, lo que demuestra cómo la altura de un edificio puede afectar la experiencia del terremoto.

💡movimiento de suelo

El movimiento de suelo se refiere a la alteración en la posición o la forma del suelo durante un terremoto. El video lo menciona al describir cómo 'When the ground shifts violently in an earthquake', esto puede causar la falla de materiales débiles y la deformación o rotura de estructuras.

💡refuerzos estructurales

Los refuerzos estructurales son elementos adicionales que se añaden a una construcción para mejorar su resistencia y estabilidad. El video habla sobre 'diagonal shear bracing' y 'base isolation' como técnicas de refuerzo estructural que pueden reducir el daño durante un terremoto, destacando la importancia de estos elementos en la construcción resistente a terremotos.

💡zonas blandas o débiles

Las zonas blandas o débiles son áreas de una construcción que son más propensas a dañarse o colapsar bajo presión, como durante un terremoto. El video los menciona al hablar de 'weak, or soft stories', como los edificios de madera construidos sobre garajes, que colapsaron durante terremotos pasados, resaltando la importancia de evitar estas configuraciones en la construcción.

Highlights

La construcción del edificio y su ubicación dentro del mismo pueden afectar la sacudida que se siente durante un terremoto.

El tipo de construcción tiene un gran impacto en si un edificio sufre daños en un terremoto.

Varios materiales con propiedades físicas diferentes se utilizan en la construcción de edificios.

El mortero de ladrillo es muy rígido pero puede fracturarse bajo las fuerzas sísmicas, mientras que la madera es más flexible.

El concreto reforzado con acero puede ser diseñado para ser rígido o flexible dependiendo de la cantidad de refuerzo utilizado.

Los arquitectos y ingenieros estructurales pueden diseñar edificios para resistir la deformación durante un terremoto.

Un edificio alto diseñado para absorber la energía del terremoto mediante la flexión puede tener un movimiento significativo.

Una casa de estructura de madera se flexiona y gime, lo que puede hacer que se sienta el terremoto más que si estuvieras afuera.

No todos los edificios, especialmente los antiguos, están diseñados adecuadamente para minimizar los daños por terremotos.

Durante un terremoto, los materiales débiles pueden fallar, las fuerzas de cisal pueden doblar o romper paredes sin refuerzo y los techos pesados pueden colapsar.

Los terremotos liberan energía de onda sísmica que entra en todas las estructuras y puede causar que los materiales de construcción se rompan o fallen.

Estructuras con fachadas de ladrillo o piedra son propensas a fallar durante los terremotos.

Las casas antiguas que no están unidas a sus cimientos a veces se deslizan y se dañan o incluso se derrumban.

Los edificios atados a sus cimientos pero que carecen de suficiente resistencia lateral pueden cortarse lateralmente con sacudidas fuertes o prolongadas.

Se pueden hacer edificios más seguros asegurándolos a sus cimientos e instalando chapas de contraplacado o refuerzos diagonales en el primer piso y todos los pisos superiores.

Los edificios de apartamentos de estructura de madera construidos sobre garajes para automóviles son ejemplos de historias débiles o suaves.

Los ingenieros deben calcular las fuerzas sísmicas que probablemente se ejerzan en un edificio durante su vida útil.

Para edificios grandes, la sujeción diagonal de corte es importante y a veces se exhibe en el exterior del edificio.

La aislación de base pone un edificio en amortiguadores horizontales que reducen el balanceo lateral de una estructura.

Los amortiguadores de masa sintonizados pueden contrarrestar la cantidad de balanceo durante el temblor del suelo prolongado.

Los edificios resistentes a terremotos salvan vidas utilizando algunos de los principios de diseño como el entrelazo, las paredes de corte y los amortiguadores.

Es importante conocer que las primeras ondas de un terremoto pueden no ser las más fuertes y tomar acciones inmediatas para 'Dejar caer, Cubrir y Aferrarse' antes de que llegue el fuerte temblor.

Transcripts

If you are in a building during an earthquake,  the way the building is constructed and your  

position in the building can have an effect  on the shaking you feel. This means you may  

experience an earthquake differently  from someone only a few buildings away.  

The type of construction also has a big effect on  whether a building is damaged in an earthquake. 

Many different types of materials are used  in building construction, and the type of  

material and how it is used affects how  a building performs during an earthquake.  

These materials have a wide  range of physical properties.  

For example, brick masonry is very stiff,  but can fracture under earthquake forces,  

whereas wood can’t support as much weight, but  is more flexible. Depending on how much steel  

reinforcement is used, reinforced concrete can be  made to be either very stiff or somewhat flexible.

Architects and structural engineers can design  buildings to resist deformation during an  

earthquake. If the building is stiff and strong  and only a few floors tall, the shaking you feel  

might not be very different from someone standing  outside. At the opposite end of the spectrum,  

a tall building that is designed to absorb the  energy of an earthquake by flexing like a tree,  

may have a significant amount of movement,  particularly in the upper stories. For example, in  

the 2019 M 7.1 Ridgecrest earthquake, some people  in high rises in LA experienced motion sickness.  

A wood-framed home will flex and creak so you may  feel the earthquake more than if you are outside,  

but if the home is tied to its  foundation, and has shear-wall support,  

it’s one of the safest buildings  to be in during an earthquake.

However not all buildings,  especially older buildings,  

are properly designed to minimize earthquake  damage, so there are additional construction  

issues that can affect the shaking you  feel. When the ground shifts violently  

in an earthquake, [1] weak materials can fail, [2]  shear forces can bend or break unbraced walls and  

bridges, [3] untethered houses can slide off their  foundations, and [4] heavy roofs can collapse.

Earthquakes release seismic wave  energy that enters all structures,  

and depending on the quality of the materials,  it can cause the construction materials to break,  

crack, or even fail completely. Wood or steel  structures can generally withstand shaking, but  

brick, stone, or adobe are more prone to failure.  A devastating example of that happened during  

the tragic 2010 Haiti earthquake where inferior  mortar played a major role in structural failure.  

Centuries-old unreinforced masonry buildings are  among the most vulnerable throughout the world.  

And heavy tile roofs can fail catastrophically. 

Also susceptible to failure are structures  with mortared-brick, or stone facades.  

The flexible wood and/or steel frames constructed  during the rapid expansion of the early 1900’s  

weren’t designed to hold these heavy facades  during earthquake shaking, which is why we  

often see them peel away during an earthquake. For  example, the Nisqually earthquake in Washington  

witnessed the collapse of brick walls in Seattle  and Olympia. Brick chimneys also tend to be  

brittle and can collapse in earthquakes, even  if the rest of a wood-framed house is undamaged. 

Older houses that aren’t attached to their  foundations sometimes slide off and are damaged  

or even collapse. And buildings that are tied to  their foundations, but lack sufficient side to  

side strength, particularly in the lowest  floors, can shear sideways with strong or  

prolonged shaking. Homes can be made safer by  ensuring they are tied to their foundations,  

and by installing plywood sheeting or  diagonal bracing on the first floor,  

and all upper floors where possible. Prime examples of weak, or soft stories  

are the wood-frame apartment buildings built  above carports, that collapsed during the 1989  

Loma Prieta and 1994 Northridge earthquakes. These  open carports lacked the bracing needed to resist  

the side-to-side forces, called sheer  forces, that occur during an earthquake 

A number of techniques can be used to help reduce  the damage to structures during an earthquake. 

When designing larger buildings, engineers  must first calculate the earthquake forces that  

are likely to be exerted on a building during  the lifetime of the building. To do that they  

use building codes that are based on seismic  hazard estimates developed by geoscientists,  

such as the National Seismic Hazard Map  (image). Then they consider the strategies  

appropriate for that expected level of shaking.  For example, diagonal shear bracing is important  

for larger buildings and while the bracing is  usually hidden once the building is complete,  

it is sometimes on display on  the outside of the building.” 

For large buildings there are additional  techniques to reduce the potential damage  

to buildings and their contents. Base isolation  essentially puts a building on horizontal shock  

absorbers, which reduces the side-to-side sway  of a structure. This reduces the forces that the  

building and its contents experience during an  earthquake. Base isolation allows the foundation  

to move but protects everything above the  foundation when the ground moves suddenly. 

“Tuned mass dampers” can counteract the amount  of sway during prolonged ground shaking.  

Here we see two buildings, one with a fixed  damper. They appear to oscillate similarly  

following an earthquake. If the damper on the  right is free to move, we see that the mass  

counteracts the force from the seismic waves  by absorbing kinetic energy from the system.  

Dampers like this are engineered specifically  to accommodate the height, weight, and stiffness  

of the structure. An unusual example is  the iconic structure at the LAX Airport,  

which had a 1200 ton mass damper installed  on the roof to counteract the expected  

building response during an earthquake. In closing, earthquake-resistant buildings  

save lives by using some of the design principles  we’ve talked such as cross bracing, shear walls,  

and shock absorbers. Still, if you feel the bump  of an earthquake, it is important to know that  

the first waves may not be the strongest. Take  immediate actions to "Drop, Cover, and Hold On",  

before strong shaking arrives, which can  save lives and reduce the risk of injury.