DSI participa en el refuerzo antisísmico de un edificio de laboratorio dañado de 7 plantas
Barker Hall es un laboratorio de investigación biológico de 6.860 m2 y está ubicado en la esquina noreste del Campus Universitario U.C. Berkeley. Este edificio sufrió daños moderados durante el terremoto conocido como Loma Prieta en el año 1989, y se catalogó con una clasificación de sismoresistencia de “muy baja” dentro de la evaluación a la que se sometió todo el Campus Universitario en los años 1997-1998.
El edificio consta de una estructura antigua de hormigón armado que data del año 1960, con elementos estructurales prefabricados y ejecutados in situ. Los pilares interiores apoyan sobre zapatas individuales, mientras que los perimetrales se apoyan sobre una zapata corrida. La cimentación existente descansa sobre un lecho de arena arcilloso denso con una alta capacidad de carga. La resistencia lateral originalmente solamente se garantizaba por varios núcleos dentro del edificio y por un sistema prefabricado de muros de fachada inusual y quebradizo, en el que dichos paneles eran arriostrados a las columnas y los pilares de la estructura, pero no descansaban sobre la cimentación.
La ingeniería Forell-Elsesser Engineers recibió el encargo den 1998 para hacer una investigación exhaustiva y desarrollar varias formas de reforzar el edificio, considerando lo siguiente:
- el edificio permanecería al menos parcialmente ocupado
- ni los espacios ni el funcionamiento debía verse afectado por el proceso de refuerzo
- los sistemas MEP y los servicios de laboratorio, con una densidad ocupacional elevada, no debían ser interrumpidos por el proceso del refuerzo de forma significativa
Forell-Elsesser desarrollaron varios posibles sistemas, gran parte de los cuales podían ejecutarse en el perímetro exterior del edificio. Al inicio, se eligió un sistema de 8 pantallas (dos por cada lado del edificio) mediante cimentación perforada en las zapatas. Finalmente, el sistema de cimentación se cambió, dando lugar a un sistema de viga de hormigón postesado también llamado sistema de cinturón continuo, en vez de perforar pantallas y ejecutar encepados. El cinturón de postesado que consiste en una viga de hormigón postesada de 1.83 m de ancho por 3.35 m de profundidad, se apoya directamente sobre el subsuelo a una altura de 3.05 m por debajo de la cimentación existente. Esta ejecución del refuerzo de la cimentación profunda requería apuntalar todo el perímetro perimetral, pero aún así era menos costoso que ejecutar el refuerzo mediante pantallas perforadas.
El comportamiento sísmico del cinturón de cimentación se evaluó usando un sistema de análisis de 3d-no lineal y dinámico. Debido a la necesidad de reforzar el apoyo de gravedad perimetral debido a las secciones escasas de las columnas existentes (25,4 cm), cada una de las columnas se reforzó con una pareja de acero HSS8x4, en toda la altura del edificio sobre rasante.