Diseño sísmico de postes solares de farolas: lo que realmente importa

Cómo fallan los polos en un terremoto

Tres modos de daño cubren casi todo lo que hemos visto regresar de las zonas sísmicas:

Derrocamiento. La aceleración horizontal del suelo pone un gran momento de flexión en la base del poste. Cuando ese momento pasa el límite de resistencia del material del poste o el agarre de la base, el poste se rompe en la raíz o la base se afloja, y todo el conjunto pasa. Este es el modo de falla con consecuencias para la seguridad pública, y es el que debe diseñarse primero.

Deformación. Las ondas sísmicas impulsan vibraciones complejas a través del eje, lo que puede dejar el poste local o permanentemente deformado. La estructura puede seguir en pie, pero su estabilidad y el objetivo de la luminaria se ven comprometidos.

Daño de conexión. Las juntas entre el poste y la base, y entre el poste y la cabeza de la lámpara, llevan una tensión desigual durante la sacudida. La consecuencia típica es pernos aflojados y soldaduras agrietadas, el tipo de daño que sobrevive al terremoto y falla en la próxima tormenta de viento.

Por qué los polos terminan siendo vulnerables

• El diseño del poste ignoró la carga sísmica. Elección de sección irrazonable, resistencia insuficiente del material o un espesor de pared que nunca se comprobó contra el momento de base.
• La base era de tamaño insuficiente. Pequeña huella, entierro poco profundo, y un detalle de conexión que no puede desarrollar las fuerzas de anclaje.
• **El suelo blando amplifica el temblor, y la licuefacción de arena-suelo que pierde fuerza temporalmente y se comporta como un líquido durante el temblor-puede socavar una base que era perfectamente adecuada en el papel.

Lo que cambiamos en la especificación de polos para zonas sísmicas

Sección transversal. Comparando secciones circulares y poligonales, un eje octogonal o cónico circular proporciona el mejor comportamiento de flexión para esta aplicación, y mejora la resistencia a la torsión y a la flexión durante el sacudido.La sección también debe distribuir la tensión uniformemente a lo largo del eje en lugar de concentrarla en un nodo.

Espesor de la pared. La base del poste ve el momento sísmico más grande, por lo que la sección inferior se vuelve más gruesa, y el material se distribuye para seguir el diagrama de fuerza.Esto no es una actualización uniforme: un eje que es igualmente grueso en todas partes desperdicia acero donde no hace nada.

Detalles de conexión . Aquí es donde pasamos la atención de ingeniería . Los pernos de anclaje obtienen un anclaje más largo , pernos de alta resistencia con tuercas de bloqueo y una combinación de perno más soldada en la base para que la conexión no se suelte durante la sacudida . El fallo que vemos con mayor frecuencia en el hardware devuelto no es un eje doblado ; es una placa base que se desprendió de sus anclajes .

Conexiones flexibles . Cuando el ingeniero del proyecto especifica una , un soporte de bisagra esférica en la interfaz de polo-cimentación permite que el poste se balancee dentro de los límites y disipe la energía que de otro modo entraría en el eje , y reduce la concentración de tensión en la raíz . Trate esto como una decisión a nivel de proyecto , no como un accesorio para agregar unilateralmente : cambia la trayectoria de carga y todo el conjunto debe calcularse para ello .

Lo que la Fundación tiene que hacer

Tamaño y profundidad . Las dimensiones de la huella y la profundidad del entierro siguen el cálculo de la fuerza sísmica y la geología local , no un valor predeterminado del catálogo . Una huella más grande expande el área de contacto con el suelo y mejora tanto la estabilidad como la resistencia al levantamiento .

Forma de la fundación . Los cimientos de pilotes y los cimientos de balsas son las respuestas estándar donde las condiciones del suelo los exigen . Los pilotes evitan el suelo superficial débil y llevan la carga a los estratos competentes ; una balsa extiende la carga a través de un área más amplia donde una base discreta no es práctica .

Conexión de poste a base . Longitud de anclaje , grado de perno y la combinación de perno soldado se especifican juntos , luego inspeccionados en un programa . Después de cualquier terremoto significativo , las conexiones son lo primero que se debe verificar , antes del eje .

Lo que esta página no cubre

Esta página cubre las medidas de diseño que un fabricante aplica a los postes destinados a zonas sísmicas . no realiza ni reemplaza el cálculo sísmico en sí : Los requisitos de demanda , clase de suelo y código son establecidos por el ingeniero de proyecto para cada sitio . Tampoco cubre la fotometría de luminaria o la autonomía eléctrica . Para controles de carga lateral en el conjunto de postes y luminarias , nuestra calculadora de carga de viento cubre el lado del viento de la misma pregunta estructural . Los accesorios completos , con poste y luminaria emparejados , están en nuestra línea farolas solares todo en uno .