Diseño de Edificios Para Resistir Las Amenazas Explosivas

7/23/2019 Diseo de Edificios Para Resistir Las Amenazas Explosivas

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Diseo de edifcios para resistir las amenazasexplosivaspor Robert Smilowitz Weidlinger Associates, Inc.

ltima actualizacin: 101!"011Dentro de esta pgina

Introduccin #escripcin $digos % normas pertinentes Recursos adicionales

INTRODUCCIN

&os cuatro b'sicos de proteccin ()sicade los edi*cios estrategias para resistir las amenazas

e+plosias son: 1- l establecimiento de un per)metro de seguridad, "- los riesgos atenuantes

escombros resultantes de la (ac/ada daada er tambi2n W3#45itigacin de Riesgos

acristalamiento, 6- &a preencin de colapso progresio, % 7- Aislamiento de las amenazasinternas de los espacios ocupados. 8tras consideraciones, como la inmoilizacin de los

componentes no estructurales % la proteccin de los sericios de emergencia, tambi2n son

ob9etios clae de diseo ue reuieren una atencin especial.

4eneralmente, el tamao de la amenaza e+plosio determinar' la e(ectiidad de cada una de

estas estrategias de proteccin % la e+tensin de los recursos necesarios para proteger a los

ocupantes. ;or lo tanto, la determinacin de la amenaza de un diseo adecuado es

(undamental para el proceso de diseo % reuiere una cuidadosa consideracin.


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#ebido a ue esta p'gina de recursos se centra en la amenaza de e+plosio, primero /a% ue

entender cmo una r'(aga a(ecta a su entorno. $uando un dispositio e+plosio es detonado

en o cerca de la super*cie del suelo, c/oue irradiar ondas /emis(2ricamente % el pico de

intensidad decae la presin del c/orro como una (uncin de la distancia desde la (uente. &as

presiones m'+imas de incidentes son ampli*cadas por un (actor de re>e+in como la onda dec/oue se encuentra con un ob9eto o estructura en su camino. ?actores de re>e+in depende

de la intensidad de la onda de c/oue % el 'ngulo de oblicuidad de la (rente de c/oue. Sin

embargo, cuando la e+plosin se encuentra dentro de un espacio ocupado, el con*namiento

del e+plosio subproductos produce una presin de gas cuasi est'tica ue debe ser entilado

a la atms(era.

&a intensidad de las presiones de e+plosin es por lo tanto una (uncin del peso de la carga %

la distancia de separacin para el espacio protegido. $argos situados mu% cerca de una

estructura ob9etio imponer un impulso mu%, carga alta presin intensidad en una regin

localizada de la estructura. sta carga de alta intensidad tiende a romper o corte a tra2s de

los materiales estructurales. A distancias ma%ores, la intensidad de la presin de pico se

reduce signi*catiamente, sin embargo, el 'rea de super*cie sobre la ue act=a es muc/o

ma%or. $omo resultado, el potencial de riesgo se incrementa sobre una porcin m's grande

de la estructura."nlisis Dinmico de istemas de Constr%cci$n

l desempeo de los sistemas de construccin en respuesta a la carga e+plosia es mu%

din'mico, mu% inel'stica, % mu% interactio. 5ediante el control de la >e+ibilidad %

de(ormaciones resultantes, los componentes estructurales o de (ac/ada puede ser diseado

para disipar considerables cantidades de energ)a de la e+plosin. l escalonamiento de las

di(erentes respuestas % la energ)a ue se disipa a tra2s de la de(ormacin inel'stica debe

ser cuidadosamente representados con el *n de determinar con precisin el

comportamiento. l @secuencial de un solo grado de libertad S#8?- modelo en(oue,

com=nmente utilizado para analizar los componentes indiiduales, es probable ue produzca

diseos demasiado conseradores, mientras ue una representacin e+acta del sistema

estructural realmente reuiere un comple9o multiBgradoBdeB libertad 5#8?- modelo. stos

modelos 5#8? puede ser desarrollado utilizando so(tware apropiado inel'stica de elementos

*nitos para el ue se puede presentar una (ormulacin e+pl)cita de las ecuaciones de

moimiento resuelto. &os detalles de los modelos de elementos *nitos, inclu%endo la

interaccin entre el idrio % los montantes de apo%o, determinar'n la precisin del

an'lisis. Slo este en(oue proporcionar' la representacin m's aut2ntica de la capacidad del

sistema para resistir la e+plosin de la carga din'mica % proporcionar el diseo m's

econmico.Normas de Desempeo

&as /erramientas anal)ticas ue eal=an el rendimiento probable de las (ac/adas de muro

cortina, en respuesta a las cargas de /ornos se utilizan para demostrar el cumplimiento de

los criterios establecidos /ornos o las especi*caciones de rendimiento. 5uc/as de estas

especi*caciones de rendimiento contener el criterio de ue el sistema de construccin debe

ser un diseo euilibrado. l ob9etio de este criterio es darse cuenta de la capacidad de


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todos los materiales, ma+imizar el potencial de energ)a disipada debido a la de(ormacin, %

gestionar los mecanismos de (allo. sto se logra asegurando una secuencia controlada de

(racaso.#ependiendo de las condiciones de (uncionamiento espec)*cos, la aplicacin de este

criterio podr)a tener un impacto signi*catio sobre el tamao de los miembros % el diseo de

las cone+iones entre los di(erentes componentes.l comportamiento de los materiales estructurales, como el acero % el aluminio, en respuesta

a la carga e+plosia (ue ob9eto de intensa inestigacin por los gobiernos del Reino Cnido,

Israel % los stados Cnidos de Am2rica. Algunos de estos materiales se comportan de manera

mu% di(erente cuando se somete a alta elocidad de de(ormacin de carga ue lo /acen en

condiciones est'ticas. Adem's, la de(ormacin inel'stica de estos miembros depende de sus

propiedades de la seccin, las (unciones de (orma, % grado de de(ormacin. ;ara las

secciones compuestas compuestas de piezas % materiales di(erentes, trans(ormadas

propiedades de la seccin puede ser utilizado para caracterizar un material euialente % una

propiedad de seccin combinado o compuesto puede ser utilizado para representar su

resistencia estructural. Se debe tener cuidado para calcular las propiedades de la seccin

compuesta cuando la compatibilidad entre los componentes de la tensin puede ser

9usti*cado % se combinan propiedades de la seccin cuando la compatibilidad entre los

componentes de de(ormacin se aplica. Estrategias de !rotecci$n '(sica ) Caracter(sticas!er(metro de !rotecci$n

Si bien puede ser posible predecir los e(ectos de un peso de carga determinado en una

distancia de separacin especi*cada, el peso de la carga real del e+plosio utilizado por un

terrorista, la e*ciencia de la reaccin u)mica, % la ubicacin de origen no se puede predecirde (orma *able.#adas las incertidumbres, los medios m's e*caces para proteger una

estructura es mantener el e+plosio tan le9os como sea posible mediante la ma+imizacin de

la torre del /omena9e de espera o distancia de separacin. Sin embargo, este m2todo slo es

necesario si el an'lisis identi*ca el edi*cio ue est'n en riesgo de ataue en lugar de su(rir

daos colaterales debido a un ataue contra un ob9etio cercano.

;ara garantizar la distancia m'+ima mantener Salida entre e/)culos no apantallados % la

estructura, antiBariete bolardos o macetas grandes deben ser colocados en la banueta

alrededor del per)metro del edi*cio. &as condiciones del lugar determinar'n las elocidades

m'+imas alcanzables, % por tanto la energ)a cin2tica ue debe ser resistido. Danto el bolardo% su base debe estar diseada para resistir la carga m'+ima. A la inersa, si las restricciones

de diseo de limitar la capacidad de la baliza o su (undamento, a continuacin, restricciones

del sitio ser' necesario limitar la elocidad m'+ima alcanzable. Adem's, posibilidad de

aparcamiento contigua al edi*cio deben estar aseguradas o eliminado, % aparcamiento en la

calle no se debe permitir ad%acente al edi*cio. +traccin de un carril de tr'*co % conertirlo

en una acera ampliada o de la plaza se puede ganar distancia de separacin adicional. Sin

embargo, el bene*cio pr'ctico de aumentar el separador depende del peso de la carga. Si el

peso de la carga es peuea, esta medida reduce signi*catiamente las (uerzas a un niel

m's mane9able. Si la amenaza es un peso de carga grande, las (uerzas de aire (orzado

podr'n aplastar la estructura a pesar de la adicin de nuee o diez pies a la distancia de


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separacin % la medida no puede me9orar signi*catiamente la superiencia de los

ocupantes o la estructura.'ac*ada !rotecci$n

l e+terior del edi*cio es su primera de(ensa real contra los e(ectos de una bomba. $mo la

(ac/ada responde a esta carga a(ectar' signi*catiamente el comportamiento de laestructura. l endurecimiento de la (ac/ada es t)picamente el componente m's costoso %

controertido de proteccin contra e+plosiones, % puede producir un cambio dr'stico en la

apariencia e+terior de la estructura, tales como peueasentanastamaos % accesorios

m's resistentes. Adem's, dadas las grandes super*cies de la ma%or)a de los edi*cios, los

nieles modestos de proteccin puede no ser rentable. ;or lo tanto, lo me9or es concentrarse

en me9orar el comportamiento postBdaada de la (ac/ada.

+cepto para las luces de gran espesor, la ma%or)a de los materiales de idrio % componentes

diseados para responder a las cargas de e+plosios mu% probable ue sea daada por las

sobrepresiones /ornos. ;ara me9orar el comportamiento postBdao en el sistema de idrios,se podr)a especi*car idrio laminado para la nuea construccin oaplicar antiBpel)cula para

romper cristales e+istentes. Aunue estas caracter)sticas /acen poco para me9orar la

resistencia del idrio, tratan de mantener los (ragmentos de idrio 9untos % proteger me9or a

los ocupantes de los desec/os peligrosos 2ase tambi2n W3#4 5itigacin de Riesgos

acristalamiento. idrio laminado posee el me9or postBdao comportamiento, puede ser

utilizar con una amplia ariedad de materiales de acristalamiento % espesores, % proporciona

el ma%or grado de seguridad para los ocupantes. &a e*cacia de las pel)culas de 5%lar, por

otra parte, depende del m2todo de aplicacin % el espesor de la pel)cula. sistemas comunes

de pel)cula ariar desde un simple borde a borde luz de d)a- la aplicacin, a una ad/esin

esmaltado /=medo, a una unin mec'nica a la estructura e+istente de la entana. &as

*9aciones mec'nicas son m's e*caces cuando est'n anclados a la estructura sub%acente.

Independientemente del m2todo, /a% cuestiones aruitectnicas % de ciclo de ida los

costosasociados con el uso de antiBrompen pel)culas.

Igualmente importante para el diseo de la copa es el diseo de los marcos de las

entanas. ;or la entana para de9ar correctamente, el idrio debe mantenerse en su lugar el

tiempo su*ciente para (allar. A (alta de eso, los cristales se desprendan de la ca9a intacta %

causar daos o lesiones graes. &a capacidad del sistema de bastidor para resistir la carga

e+plosia por lo tanto, debe e+ceder la capacidad correspondiente de los cristales, a menudo

re(erido como el cristal (allar criterios primera. ?actores de dos a tres, m's de la capacidad

nominal del idrio para resistir la rotura, puede ser necesario disear los marcos. &a

mordedura, inclu%endo el posible uso desellador de silicona estructural, debe ser adecuada

para asegurar el cristal no est' retenido dentro de la trama. #ependiendo de la (ac/ada, los

montantes pueden ser diseados para abarcar de piso a piso o lazo en los paneles de pared %

debe ser capaz de resistir las reacciones de una entana cargado al (racaso. ?inalmente, las

paredes para ue las entanas se ad9untan deber' estar diseado para aceptar las (uerzas

de reaccin tambi2n.
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#iseo de sistemas de acristalamiento capaces de resistir una sobrepresin especi*cado

reuiere una cascada de actualizaciones costosas a la (ac/ada, inclu%endo el idrio laminado

mu% espeso, % los marcos relatiamente pesados % montantes. Dambi2n /a% obras

importantes retos como inserciones de re(uerzo % acero ue se interponen en el camino del

nueo reparto en el lugar de la construccin muro de concreto re(orzado, % el ancla9esustancial para acomodar las (uerzas de reaccin de gran tamao. ;or otra parte, unir estos

sistemas de entanas a las paredes e+istentes puede ser incluso una imposibilidad

()sica. #ebido a ue el aumento de la capacidad es probable ue caiga mu% por deba9o de las

presiones asociadas a una amenaza terrorista real, se recomienda ue para la nuea

construccin con criterios de amenaza ba9a % presupuestos limitados para la proteccin

contra e+plosiones, el ingeniero de seleccionar a los m's d2biles acristalamiento laminado

ue satis(aga iento % capacidad de sericio reuisitos. #e esta manera, el comportamiento

post (racaso me9orado proporciona a los ocupantes una medida de proteccin a un coste

razonable.C%rtain +all !rotecci$n

&a *gura. 1. 5uestra e+plosin muro cortina diseado para tomar enta9a de un sistema

>e+ible. Algunos dispositios de seguridad pueden incluir: unidad Acristalamiento aislante con luz

interior reestidosE acristalamiento ad/erido a parteluz con sellador de silicona estructural % muro

cortina marco con respaldo de acero recubierto de aluminio.

Cn muro cortina es un recinto e+terior nonbearing ue es apo%ada por el acero estructural de

un edi*cio o estructura de /ormign % tiene %a sea idrio, metal, piedra o paneles

pre(abricados de /ormign. &igero % compuesto por miembros de aluminio relatiamente

delgados e+truidos, muro cortina, (ac/adas son muc/o m's >e+ibles ue los sistemas

conencionales, endurecidos entanas per(oradas. n un entorno de e+plosin, el apo%o

parteluz ue absorben una parte de la energ)a de la e+plosin % me9orar el rendimiento del

acristalamiento, permitiendo ue el acristalamiento para sostener ma%ores entornos /ornos

aunue los propios montantes deben estar diseados para resistir las (uerzas recogidos por

el idrio-.

s importante tener en cuenta la >e+ibilidad in/erente de los sistemas de pared de cortina al

dimensionar los miembros para cargas de e+plosin % la ealuacin del riesgo para

acristalamiento. sto permite al ingeniero determinar tanto el m2rito e+plosin erdadera de


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la pared de cortina, as) como para calcular correctamente la trans(erencia de carga reducida

a los elementos de soporte estructurales.

l diseo de los sistemas de pared de cortina para soportar los e(ectos de una carga

e+plosia depende del rendimiento de los di(erentes elementos ue componen el

sistema. 5uro cortina so(tware de respuesta, basado en m2todos de elementos *nitos m'sso*sticados ue los simpli*cados solo grado de libertad en(oues anal)ticos (ragmentos de

idrio de peligro, (ue desarrollado por el #epartamento de #e(ensa, el 4rupo de Apo%o

D2cnico de Draba9o DSW4-para representar con precisin la capacidad de la acristalamiento

% los miembros de bastidor de soporte. 5ientras ue el acristalamiento puede ser el

componente m's (r'gil, el rendimiento del sistema, % la reduccin de riesgo a los ocupantes

dependen de la interaccin entre las capacidades de los diersos elementos. Adem's de

endurecimiento de los miembros indiiduales ue componen el sistema de muro cortina, los

arc/ios ad9untos a los (or9ados % igas t)mpano reuieren una atencin especial. stas

cone+iones deben ser a9ustable para compensar las tolerancias de (abricacin % acomodar el

di(erencial entre pisos derias % las de(ormaciones t2rmicas, as) como ser diseados para

trans(erir cargas de graedad, las cargas de iento, % las cargas de /ornos.",sorci$n de energ(a istemas de Capt%ra

&a *gura. ". 9emplo de sistema de captura

Cn en(oue alternatio para la proteccin de e+plosin toma el concepto de un >e+ible

sistema de muro cortina un paso m's all', /aciendo pleno uso de la >e+ibilidad % la

capacidad de todos los materiales de las entanas para absorber % disipar grandes

cantidades de energ)a de la e+plosin, mientras ue la preencin de los desec/os entren en

el espacio ocupado . Absorcin de energ)a de los sistemas de captura tambi2n conocido

como cable protegido los sistemas de entanas $;WS-- de traba9o de tal manera ue a

medida ue el idrio se daa, se apo%a contra un sistema de captura de cable, ue a su ez

se de(orma los marcos de las entanas. Fumerosas pruebas e+plosias, as) como

simulaciones de computadora so*sticados, se /a demostrado la e*cacia de estos sistemas.!iso de losa Re-%erzos

Cna losa de /ormign armado, de placa plana estructural es un sistema econmico ue

pueda utilizarse al m'+imo el espacio ertical, en particular para edi*cios en zonas con

restriccin de altura. Sin embargo, cuando se somete a una carga e+plosia, punzonamiento

% reblandecimiento de la capacidad de momento resistente de las losas se reducir' la

capacidad de carga lateralBresistente del sistema. Cna ez ue la capacidad de momento
http://www.tswg.gov/http://www.tswg.gov/http://www.tswg.gov/http://www.tswg.gov/


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resistente de las losas en las columnas se pierde, la capacidad de la losa para trans(erir las

(uerzas a las paredes de corte se reduce % la estructura est' seeramente

debilitado. Adem's de la (alta de la losa del suelo, la p2rdida de contacto entre la losa % las

columnas pueden aumentar las longitudes de columna no compatibles, ue pueden conducir

a la de(ormacin de esas columnas. Adem's, la resistencia a carga lateral del sistema ueconsta de las paredes de corte, las columnas, % los dia(ragmas losa ue trans*eren la carga

lateralBpuede debilitarse /asta tal punto ue todo el edi*cio puede llegar a ser inestable

lateralmente.

&a *gura. 6. ?or9ados

$onencional de placa plana de diseo puede ser me9orado prestando m's atencin al diseo

% el detalle de las ba/)as e+teriores % los pisos in(eriores, ue son los m's susceptibles a una

amenaza e+terior del e/)culo e+plosio, % el diseo de las igas del t)mpano, ue atan a la

estructura en con9unto % me9orar la respuesta de borde de la losa. &os paneles de la gota %

capiteles de columnas se pueden utilizar para acortar la longitud losa e*caz % me9orar laresistencia a punzonamiento. Si el espacio libre ertical es un problema, S/earBcabezas

incrustadas en la losa me9orar la resistencia al corte % me9orar la capacidad de la losa de

trans(erir momentos a las columnas. Adem's, las presiones de e+plosin ue entran en la

estructura a tra2s de las entanas rotas % de (racaso de muros cortina se carga la parte

in(erior %, posteriormente, las super*cies superiores de las losas de suelo a lo largo de la

altura del edi*cio.Danto el retraso en la secuencia de carga % la di(erencia en la magnitud de

la carga se determinan las presiones neta ue act=a sobre las losas. n consecuencia, /abr'

un tiempo bree en el ue cada planta reciba la carga neta /acia arriba. sta carga /acia

arriba reuiere ue la losa de ser re(orzados para resistir las cargas opuestas de los e(ectosde la graedad.

&a *gura. 7. ncabezados de columna


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&as demandas de ductilidad % de la capacidad de cizallamiento necesarias para resistir la

carga de m=ltiples retrocesos a menudo obligan al ingeniero para proporcionar /aces para

abarcar m's de las secciones cr)ticas de la losa. &a inclusin de igas me9orar' en gran

medida la capacidad del sistema de enmarcado para trans(erir cargas laterales a las paredes

de corte. &a inter(az losaBcolumna debe contener cerradoBaro de re(uerzo estribocorrectamente anclado alrededor de las barras de >e+in dentro de una distancia

determinada de la cara de la columna. Re(uerzo in(erior debe ser proporcionada continua a

tra2s de la columna. ste re(uerzo sire para eitar el (allo por (ragilidad a la cone+in %

proporciona un mecanismo alternatio para el desarrollo de la trans(erencia de cizallamiento,

una ez ue el /ormign /a per(orado a tra2s. l desarrollo de la accin de la membrana en

la losa, una ez ue el /ormign /a%a (racasado en la inter(ase columna, proporciona una red

de seguridad para la estructura de puestos daada. Re(uerzo continuamente atado, ue

abarca ambas direcciones, debe ser detallado correctamente para garantizar ue las (uerzas

de traccin pueden ser desarrollados en los empalmes traslapados.Ancla9e de la armadura en

el borde de la losa o en una discontinuidad estructural es necesario para garantizar el

desarrollo de las (uerzas de traccin.

n total, la losa debe estar diseado para eitar un (racaso punzonamiento ue a su ez

puede conertirse en un colapso progresio. Aunue la inestigacin /a demostrado ue los

(allos de per(oracin de cizalla a las columnas interiores son m's propensos a proocar

uncolapso progresiode un (allo en una columna e+terior, la ba/)a e+terna alrededor del

per)metro de la estructura debe ser endurecido a todas las columnas de interseccin de la

amenaza coc/e bomba e+terna .

Re-%erzos de col%mna

;ara la consideracin de e+plosin, la distancia de la e+plosin determina, en gran medida,

las caracter)sticas de la carga en una estructura. ;or e9emplo, los edi*cios situados a una

distancia sustancial de un per)metro protegido, apro+imadamente 100 pies o m'sBser'n

e+puestos a presiones relatiamente ba9as bastante uni(ormemente distribuidos en la

(ac/adaE edi*cios situados a distancias m's cortas de la acera m's t)pico en entornos

urbanosB ser' e+puesto a m's localizadas, ma%ores presiones de intensidad /ornos. #ebido a

las presiones de e+plosin directa, las columnas de un edi*cio t)pico, ue est'n diseados

principalmente para resistir cargas de graedad sin detalles especiales para demandas de

ductilidad, puede e+perimentar graes de(ormaciones de >e+in, adem's de las cargas

a+iales ue el apo%o columnas. ;ara me9orar la proteccin, las columnas deben ser diseados

para ser lo su*cientemente d=ctil para sostener los e(ectos combinados de la carga a+ial % el

desplazamiento lateral.
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&a *gura. G. &a presin directa

n las condiciones ue causan eleacinBla carga neta /acia arriba sobre la losaBcolumna la

tensin a a e+perimentar una (uerza de traccin bree. $onencionales de las columnas de

/ormign armado ue no est'n diseados para resistir los e(ectos combinados de >e+inpueden ser propensos a los daos en estas condiciones. &as columnas de los pisos in(eriores

por lo tanto deben ser diseados con una ductilidad % resistencia adecuados para resistir los

e(ectos de la carga lateral directa de la presin de la e+plosin % el impacto de los desec/os

e+plosio.$olumnas de /ormign armado puede estar diseado para resistir los e(ectos de

una e+plosin por proporcionar un re(uerzo longitudinal adecuado, escalonando los

empalmes de barras, % proporcionar )nculos estrec/amente espaciados, en situaciones de la

bisagra de pl'stico.$olumnas de acero pueden ser de un tamao para resistir las cargas

laterales % empalmes de columna pueden ser detallados para desarrollar los momentos de

pl'stico de la seccin.$olumnas de /ormign e+istentes puede ser encerrado en una camisa

de acero o enuelto con una *bra de material compuesto para con*nar el n=cleo de

/ormign % aumentar la capacidad de corte. ;or otro lado, e+isten columnas de acero puede

ser encerrado en concreto para aadir masa % eitar un pandeo de la delgada bridas. ;ara

obtener m's in(ormacin sobre la adaptacin de edi*cios e+istentes, consulte W3#4 la

adaptacin de edi*cios e+istentes para resistir las amenazas e+plosias.

&a *gura. H. &eantamiento

&a *gura. . #ebilitado cone+in

!revenci$n de Colapso !rogresivo

Adem's de los peligros (ac/ada escombros, los ocupantes del edi*cio pueden ser ulnerables

a pesado escombros como resultado del dao estructural. $olapso progresio se produce

cuando un (allo de inicio localizada prooca miembros colindantes a estar sobrecargado % no,

lo ue resulta en una e+tensin del dao desproporcionado a la regin de origen de (alla
http://www.wbdg.org/resources/retro_rstexplo.phphttp://www.wbdg.org/resources/retro_rstexplo.phphttp://www.wbdg.org/resources/retro_rstexplo.phphttp://www.wbdg.org/resources/retro_rstexplo.php


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localizada. Cn diseo protectora puede eitar sistemas estructurales ue (acilitan o son

ulnerables a una progresin de colapso resultante de la p2rdida de un primario ertical

elemento ue soporta carga.

&as nueas instalaciones se pueden disear para aceptar la p2rdida de una columna e+terior

de uno o posiblemente dos plantas sobre rasante, sin precipitar el colapso posterior. n estoscasos, los reuerimientos de diseo se pretende ue sea independiente de la amenaza para

la proteccin contra una e+plosin de tamao indeterminado ue podr)a daar una sola

columna, ue resulta en tra%ectorias de carga adecuados redundantes en la estructura debe

ocurrir daos debido a una carga anormal no especi*cado. &a actualizacin de las estructuras

e+istentes para preenir daos localizados se conierta en un colapso progresio no puede

ser ('cilmente realizado por el m2todo de la ruta alternatia. sto es debido a la p2rdida de

soporte en la l)nea columna aumentar)a los anos de todos los /aces directamente encima de

la zona de dao % reuieren di(erentes pautas de re(uerzo % di(erentes tipos de detalles de la

cone+in de las ue t)picamente se detalla para el diseo estructural conencional. ;ara

obtener m's in(ormacin sobre la adaptacin de edi*cios e+istentes, consulte W3#4 la

adaptacin de edi*cios e+istentes para resistir las amenazas e+plosias.

Alternatiamente, las columnas pueden ser de un tamao, re(orzado, o protegida para eitar

daos cr)ticos a consecuencia de la carga de peso diseo amenaza ue puede estar situado

mu% cerca de ellos. &as columnas de concreto ulnerables pueden ser encamisado con c/apa

de acero o enueltos con materiales compuestos % las columnas de acero ulnerables

pueden ser encerrado en el concreto para proteger las secciones transersales % agregar la

masa. ;ara la actualizacin de las estructuras e+istentes, estos en(oues son me9ores para

preenir el colapso progresio ue complementa la capacidad de las igas % las igas de

cone+in, o me9ora de ellos usando el m2todo de la ruta alternatia. Sin embargo, la e*cacia

de estos m2todos se basa en los procedimientos operatios de seguridad % t2cnicas ue

limitan la magnitud de la amenaza de e+plosios. sto inclu%e el establecimiento de una

proteccin perimetral e*caz, la deteccin adecuada de los e/)culos ue entran en un

aparcamiento subterr'neo o muelle de carga, % la inspeccin de las parcelas ue pueden ser

lleado a mano en el edi*cio. ;ara obtener m's in(ormacin sobre la adaptacin de edi*cios

e+istentes, consulte W3#4 la adaptacin de edi*cios e+istentes para resistir las amenazas

e+plosias.

&a *gura. J. $atenaria

Traslado re-%erzos de viga
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s)smicos de base es /abitualmente aplicada sobre toda la base, las cargas resultantes de la

e+plosin de una e+plosin cerca de tienden a imponer ma%ores cargas de intensidad en una

regin m's concentrada. Aunue las ti9eras de bases totales pueden ser nominalmente la

misma, el comportamiento lateral resistente no lo es. &a accin normal de dia(ragma r)gido

podr)a no ser adecuado en esa situacin e+plosin localizada % un completo an'lisistridimensional del edi*cio podr)a ser necesario.

&a *gura. 10. #ia(ragma de accin

&a capacidad de las estructuras para resistir una carga de e+plosin mu% impulsio depende

en gran medida de los detalles estructurales de las losas, igas % columnas ue se proceda a

la ductilidad del sistema de carga de resistencia. &a estructura tiene ue ser capaz de

de(ormar inel'sticamente ba9o sobrecarga e+trema es decir, disipar grandes cantidades de

energ)a- antes de la (alla. #isposiciones se /an establecido para el diseo de estructuras

para resistir (uerzas s)smicas ue garanticen tanto la ductilidad de los miembros % la

capacidad de las cone+iones de someterse a grandes rotaciones sin (allar. ;or e9emplo, las

disposiciones del $ap)tulo "1 de laAmerican $oncrete Institute 61Jse disearon para me9orar

el comportamiento de las estructuras de /ormign armado sometidos a grandes

de(ormaciones inel'sticas.

Adem's de proporcionar un comportamiento d=ctil, es necesario ue /a%a una buena

distribucin de carga lateral mecanismo de resistencia en el plano /orizontal. l uso de arias

paredes de corte distribuidas por todo el edi*cio me9orar' la s)smica general, as) como el

comportamiento de e+plosin del edi*cio. Si la adicin de m's paredes de corte no es (actible

aruitectnicamente, un combinado de carga lateral mecanismo de resistencia tambi2n se

puede utilizar. Cn centro de cizallamiento % un marco perimetral resistentes a momento

proporcionar' una solucin euilibrada. l per)metro momento resistente marco ser'

necesario (ortalecer las igas t)mpano % las cone+iones a las columnas e+teriores. sto

tambi2n dar' lugar a una me9or proteccin de las columnas e+teriores. ;ara obtener m's

in(ormacin sobre el diseo s)smico, er W3#4;rincipios de diseo s)smico.Re-%erzos de ta,i0%er(a interior

&as paredes ue rodean los muelles de carga, salas de correo, % los grupos de presinBen

donde las amenazas e+plosias, como una bomba de mano pauete entregado, pueden ser
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introducidos antes de la inspeccin % el cribado debe ser endurecido para con*nar la onda de

c/oue e+plosia % permitir ue las presiones de gas resultantes para entilar en el

ambiente. &as modi*caciones espec)*cas a las caracter)sticas de estos espacios no

protegidos puede eitar una e+plosin interna de causar daos % lesiones en el interior del

edi*cio. ste endurecimiento se puede conseguir mediante el diseo de las placas % erigirmoldeado en el lugar paredes de /ormign armado, con el espesor % re(uerzo determina en

relacin a la amenaza apropiado. l aislamiento de los espacios ocupados de estos lugares

ulnerables % cualuier otro espacio sin garant)a, tales como stanos % gara9es de

estacionamiento subterr'neo, reuiere tanto de nieles adecuados de re(uerzo, as) como

detalles de cone+in capaces de resistir las presiones de e+plosin recogidos. stos diseos

estructurales debe estar integrado con el resto de la trama estructural para asegurarse de

ue no desestabilicen otras porciones de la graedad de soporte de carga del sistema.1ateriales alternativos de constr%cci$n para resistir las amenazas explosivas

Cna ariedad de materiales, no utilizado tradicionalmente en la construccin de edi*cios,puede proporcionar alternatias a las soluciones conencionales /ornos de

endurecimiento. ntre estas alternatias /a% c/oue atenuantes cer'mica unidos

u)micamente SA $3$-, % sistemas de compuesto (ormado por *bras de carbono, aramida

% polietileno % resina. stos materiales son bien desarrollados sistemas actualmente en uso

para la preencin de la detonacin de e+plosios simp'tico en depsitos de municiones de

almacenamiento SA $3$ materiales-, as) como en el re(orzamiento s)smico de columnas de

/ormign armado en puentes de carretera en $ali(ornia enoltura de *bra de carbono-. n

esta =ltima aplicacin, las enolturas de *bra de carbono se /an encontrado para tener

enta9as sobre reestimiento de acero conencional de columnas debido a problemas con los

cordones de soldadura % corrosin. Spra% de elastoBpol)meros se /an demostrado para

proteger las paredes de mamposter)a no re(orzada proporcionando una membrana d=ctil ue

permite ue estos elementos (r'giles para sostener grandes de(ormaciones sin (ragmentar %

tirar los desec/os peligrosos.

n retro*t escenarios donde los tratamientos conencionales estructurales pueden ser

demasiado pesado o demasiado intensa mano de obra, materiales compuestos pueden ser

alternatias atractias debido a su resistencia a la traccin ligera % alta. Sin embargo, la

escala completa % pruebas de componentes son necesarios para recopilar datos sobre el

rendimiento de estos materiales en escenarios de /ornos, as) como en di(erentes

con*guraciones estructurales.n =ltima instancia, un con9unto de procedimientos de an'lisis

% directrices estructurales de ingenier)a son necesarias para los ingenieros para especi*car

tales materiales en tanto la modi*cacin de las estructuras % en la nuea construccin.!rotecci$n (smica vs !rotecci$n Card

A menudo se a*rma ue el dao e+plosin se reducir)a si @s)smico similares a normas de

construccin (ueron atendidas. Sin embargo, esto no debe ser tomado a decir ue una

estructura diseada para resistir los e(ectos de moimientos de tierra (uertes se desempean

bien en respuesta a una carga de e+plosio. s cierto ue s)smicas de diseo de

construccindetalles me9orar la ductilidad de las estructuras % de ese modo aumentar su

capacidad para sostener bisagras de pl'stico % soportar grandes rotaciones. Adem's, para
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estructuras de /ormign armado, estribos estrec/amente espaciados me9orar el

con*namiento del n=cleo % aumentar la capacidad de corte de la seccin. Sin embargo, es

importante comprender ue la naturaleza de la carga de e+plosin % la respuesta de la

estructura a la ue es mu% di(erente de un eento s)smico.

&as caracter)sticas deseables de diseo resistente a los terremotos, es decir, la disposicin deductilidad en respuesta miembro % detalles de la cone+in, % la redundancia en la capacidad

para redistribuir las cargas e+tremas a menor cargadas con elementosBson igualmente

deseables en el diseo de e+plosin. n ambos casos, es la obligacin del ingeniero para

garantizar ue la capacidad total de la seccin de realizar % ue ning=n (allo prematuro,

resultante de con*namiento inadecuado de una seccin de /ormign armado o el pandeo

local de las secciones de acero, eita ue la estructura de trans(erencia las cargas a los

cimientos. l cap)tulo "1 de laAmerican $oncrete Institute 61J(ue desarrollado para me9orar

el comportamiento de estructuras de /ormign armado sometidos a grandes de(ormaciones

inel'sticas. Se recomienda ue dic/as disposiciones debe cumplirse en el diseo de la carga

e+plosia resistir componentes estructurales. Sin embargo, el grado reuerido de

con*namiento % la ductilidad, % la localizacin de las concentraciones de tensin ue se

(orman como resultado de una carga e+plosia no ser' el mismo ue para estructuras

sometidas a un eento s)smico. Adem's, las cargas laterales resultantes de moimientos de

tierra (uertes son proporcionales a la masa, ue se distribu%e en todo el edi*cio. ;or el

contrario, el diseo de e+plosin depende, en cierta medida, en la resistencia inercial de

masias elementos estructurales. ;or =ltimo, la resistencia s)smica se distribu%en de (orma

global en toda la estructura, mientras ue el endurecimiento e+plosin debe proporcionar

proteccin contra las cargas e+plosias localizadas. ;or lo tanto, no se debe suponer ue una

estructura de ad/erirse a las disposiciones de los cdigos de construccin rectores

recomendados para diseo s)smico o diseados para soportar un (uerte moimiento de tierra

es su*ciente para resistir la carga de e+plosin prescrito o preenir el colapso progresio

posterior.;ara obtener m's in(ormacin sobre el diseo s)smico, er W3#4 ;rincipios de

diseo s)smico..os componentes no estr%ct%rales

&os componentes no estructurales de construccin, tales como tuber)as, conductos, aparatos

de iluminacin % conductos, deber'n estar su*cientemente ligada a elementos estructurales

para eitar el (allo de los sericios % la disminucin de riesgos de los desec/os. ;ara mitigar

los e(ectos del c/oue en la estructura, debido principalmente a la llenura de e+plosin

sobrepresiones tra2s de las entanas daadas, estos sistemas no estructurales deben

ubicarse por deba9o de los pisos eleados o inculadas a las losas de tec/o con zona s)smica

restricciones I


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diseo de seguridad, /a% cdigos limitados % las normas ue se aplican a la e+plosin diseo

mitigacin.Directrices 'ederales

#epartamento de #e(ensao ?5 6B1!.60 Seguridad ?)sicaBstablece una gu)a para todo el personal

responsable de la seguridad ()sicao $riterios Cni*cados de las instalaciones C?$- 1B"00B01, #iseo: Reuisitos

generales de construccino Instalaciones Cni*cadas criterios C?$- 7B010B01, del #epartamento de

#e(ensa m)nimos contra el terrorismo normas para edi*ciosBstablece procedimientosnormatios para la ealuacin de amenazas, ulnerabilidad % riesgo % los criterios de diseode seguridad para las instalaciones del #epartamento de #e(ensa.

Administracin de Sericios 4enerales 4SA-o Formas de instalaciones para el Sericio de di*cios ;=blicos, ;100B$ap)tulo

J, Seguridad8tro uso o*cial, los documentos pueden obtenerse en la 8*cina del Ke(e de Aruitectura

#epartamento de stadoo

Ingenier)a Aruitectnica 4u)a de #iseo G ol=menes- uso o*cial limitado-o ;/%sical Securit% Standards 5anual , 0 de enero de 1!!J limitado uso

o*cial solamente-o #irectrices Ingenier)a structural para di*cios Fueos o*cina de la

emba9ada de agosto de 1!!G uso o*cial limitado-Directrices del ector !rivado

(ectos de la e+plosin de di*cios: #iseo de di*cios para optimizar la resistenciaal aublo $argandomediante 4$ 5a%s % Smit/ ;#. &ondon: D/omas Del(ord ;ublications,1!!G.

American $oncrete Institute 61J, cap)tulo "1Instit%ciones !3,licas de pr%e,a

ASD5 International Cnderwriters &aboratories C&-

.os la,oratorios privados de pr%e,as 5uc/os laboratorios priados con e+periencia en pruebas de sistemas de

acristalamiento de proteccin est'n tambi2n disponibles. ;ngase en contacto con el$onse9ode acristalamiento de proteccinpara la in(ormacin adicional % re(erencias.


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Instalaciones de Ingenier)a Faal Serice $enter F?S$-, Ingenier)a de Seguridad$entro de $onocimiento S$HH n(escsecurit%engLna%.mil

92rcito de .CC. $uerpo de Ingenieros del $entro de #iseo de proteccin .CC. #epartamento de #e(ensa

Organizaciones ) "sociaciones American $oncrete Institute A$I- American Institute o( Steel $onstruction AIS$- Sociedad Americana de Ingenieros $iiles AS$-, publica art)culos % directrices

relacionadas con la e+plosin de diseo en una base de datos de las publicaciones de laingenier)a estructural.

?ederal $onse9o de Instalaciones ??$- $omit2 ;ermanente de Seguridad ?)sica %5itigacin de Riesgos

Agencia ?ederal para el 5ane9o de mergencias ?5A-B8(rece orientacin sobre laealuacin /ec/a por el /ombre amenaza de desastres % planes de mitigacin.

4lass Association o( Fort/ America 4AFA- Internacional Window ?ilm Association IW?A- Facional $oncrete 5asonr% Association F$5A- $onse9o de acristalamiento de proteccin

;rimaria

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