elementos o estructuras antisismicas
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IV CONGRESO ASOCIACIÓN DE INGENIEROS CIVILES ESTRUCTURALES: “REPLICAS”1
DISPOSITIVOS ANTISISMICOS
Ing. Chapoñán Carranza Luis Enrique
03-06-2015, LIMA
1
IV CONGRESO ASOCIACIÓN DE INGENIEROS CIVILES ESTRUCTURALES: “REPLICAS”
A I S L A M I E N T O S I S M I C O
En un edificio convencional sin aislación, la estructura vibra como consecuencia del movimiento del suelo. Si esta vibración excede un cierto nivel, se produce un daño en la estructura y sus contenidos. Pero en el edifico aislado se independiza la estructura del suelo de fundación mediante dispositivos especial de modo que el movimiento ocasionado por las ondas sísmicas no sea transmitido a la estructura.
IV CONGRESO ASOCIACIÓN DE INGENIEROS CIVILES ESTRUCTURALES: “REPLICAS”3
EDIFICIO SIN DISIPACION EDIFICIO CON DISIPACION
EDIFICIO SIN AMS EDIFICIO CON AMS
La estructura vibra y la deformación produce daño
Las masa contrarresta el movimiento
1. Que es un AMS?
IV CONGRESO ASOCIACIÓN DE INGENIEROS CIVILES ESTRUCTURALES: “REPLICAS”4
1. Que es un AMS?
• La eficiencia del AMS depende de la excitación.
• El edificio filtra el sismo Se sintoniza a una frecuencia fundamental del edificio medida en terreno
• No siempre se sintoniza al primer modo (i.e. sintonizar a modos acoplados)
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1. Que es un AMS?
Bolas de acero para regular la sintonía con el período principal del
edificio
Control de sintonía
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1. Que es un AMS?
Tipo de AMS
AMS pendular
VentajasBajo impacto arquitectónico
Aplicable a Rehabilitación Estructural
No requiere mantención
Alta durabilidad
Bajo costo (0.3UF/m2)
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2. Aplicabilidad
EDIFICIOS ALTURA MEDIA
EDIFICIOS GRAN ALTURA
TIPO DE SOLUCIONES PARA EDIFICIOS CON
SISTEMA AMS
Despl.RequeridoDespl.Vertical
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4. AMS - A: Concepto
Tipo de AMS
AMS sobre aisladores
CaracterísticasPeríodos 0 - 0.9 segundos
Desplazamientos de masa de hasta 50 cm
Capacidad restitutiva provista por aisladores
Agrega amortiguamiento a la masa
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4. AMS - A
Períodos bajos
Períodos medios
Altura Edificio + Desplazamiento
Estabilidad vs. Costo
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5. Concepto AMS - A+D
Tipo de AMS
AMS sobre aisladores y deslizadores
CaracterísticasPeríodos 1 - 2.5 segundos
Desplazamientos de masa de hasta 1 m
Aisladores proveen rigidez y amortiguamiento
Deslizadores soportan peso de AMS y proveen amortiguamiento
IV CONGRESO ASOCIACIÓN DE INGENIEROS CIVILES ESTRUCTURALES: “REPLICAS”
Amortiguador de Masa Sintonizada
Taipéi 101
Taipei 101, (508 m)
Taipei – Taiwan, 2004
AMS (1)
Peso: 730 ton
Frecuencia: 0.14 - 0.15 Hz
Reducción viento: 37%
IV CONGRESO ASOCIACIÓN DE INGENIEROS CIVILES ESTRUCTURALES: “REPLICAS”
Aislamiento Sísmico: El Concepto
•
Edificio Tradicional Edificio Aislado
IV CONGRESO ASOCIACIÓN DE INGENIEROS CIVILES ESTRUCTURALES: “REPLICAS”
A I S L A M I E N T O B A S A L
La aislación basal o aislación sísmica es una técnica de diseño sismorresistente, en la cual con la introducción en la estructura de un
elemento de apoyo de alta flexibilidad, logra un grado de desacoplamiento de los movimientos del suelo inducidos por un sismo.
En algunos
disminución de la energía de entrada en la supraestructura.
Edificio sin aislación basal Edificio con aislación basal
IV CONGRESO ASOCIACIÓN DE INGENIEROS CIVILES ESTRUCTURALES: “REPLICAS”
Posición centrada
Posición desplazada
a
a
b
b
P O S I B I L I D A D DE I N T A L A C I O N E S
IV CONGRESO ASOCIACIÓN DE INGENIEROS CIVILES ESTRUCTURALES: “REPLICAS”
La forma de la curvatura del FPS es lenticular esférico
Al ser la curva más acentuada en un lente que en una esfera el grado de acción del deslizador es mayor y por ende es más óptimo para la disipación de cargas.
C O N C E P T O
IV CONGRESO ASOCIACIÓN DE INGENIEROS CIVILES ESTRUCTURALES: “REPLICAS”
AceroPlaca deslizante
teflón
elastómero
Mecanismo de limitaciónde las deformaciones
S I S T E M A S F R I C C I O N A L E S
A P A R A T O D E F R I C C I Ó N P U R A
En estos tipos de apoyos, las fuerzas horizontales de rozamiento se oponen al movimiento y logran disipar energía. La característica fundamental es que este tipo de aislador carece de fuerzas restitutivas, ocasionando con ello que cuando la estructura sea solicitada sísmicamente se producirán desplazamientos remanenetes que serán inevitables.
IV CONGRESO ASOCIACIÓN DE INGENIEROS CIVILES ESTRUCTURALES: “REPLICAS”
D I S E Ñ O
-Generales: Cantidad, peso estructura, carga máxima y
mínima en su vida útil.
-Particulares: Valor amortiguamiento,
desplazamiento, fricción, conexión aisladores
Permite diseñar. Consta en calcular la rigidez, el periodo de tiempo, radio de curvatura, las
dimensiones.
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Aislación Sísmica: El Concepto• La disociación se obtiene a través de dispositivos
llamados Aisladores, los que reducen las aceleraciones que se transmiten a la superestructura la cual funciona como cuerpo rígido.
• La Aislación Sísmica tiene los siguientes resultados:
• Evitar completamente daños estructurales y no estructurales
• Evitar el daño o perdida de funcionalidad de los equipos que se encuentran al interior del edificio, mejorando así su continuidad operativa
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Aislamiento Sísmico: Dispositivos
• Aisladores Elastoméricos
AISLADORES ELASTOMÉRICOS
AISLADORES ELASTOMÉRICOS CON NÚCLEO DE PLOMO
-Ensayo-Solarino
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Aislamiento Sísmico: Dispositivos
• Aislador de Péndulo Friccional- Periodo no depende
de la masa de la estructura
- Elimina la rotación
- Menor costo que aisladores
elastoméricos
- Menor tiempo de fabricación
PÉNDULOSFRICCIONALES L’Aquila
Ensayo
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Aislamiento Sísmico: Dispositivos
IV CONGRESO ASOCIACIÓN DE INGENIEROS CIVILES ESTRUCTURALES: “REPLICAS”
La colocación de los PFS son principalmente en los extremos, es decir, perimetral y algunos en su núcleo con el fin de dar una distribuciòn
equitativa para un mejor funcionamiento del sistema.
Sistema de fundaciòn basal en base a pendulos
friccionales.
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AISLADORES DE BASE FPS
IV CONGRESO ASOCIACIÓN DE INGENIEROS CIVILES ESTRUCTURALES: “REPLICAS”
Aislación Sísmica: Beneficios• -Disminuye hasta en un 80% la aceleración que se percibe
dentro de la estructura posibilitando un ahorro en la misma.
• -Asegura la continuidad operativa del Edificio.
• -Disminuye al mínimo la probabilidad de daño en elementos estructurales y no estructurales.
• Especialmente utilizadas en:
• Oficinas, hospitales públicos y privados, data centers, puertos, aeropuertos, viviendas, etc.
IV CONGRESO ASOCIACIÓN DE INGENIEROS CIVILES ESTRUCTURALES: “REPLICAS”
Disipación Sísmica: El concepto
• -Focaliza la disipación de energía del sismo en elementos diseñados para este propósito.
• -Permite manejar la respuesta de un edificio frente a un sismo.
• -Aumenta la capacidad de absorción de energía de la estructura.
Dispositivos = Aumentar la oferta
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Disipación Sísmica: Dispositivos
Amortiguadores Viscosos
IV CONGRESO ASOCIACIÓN DE INGENIEROS CIVILES ESTRUCTURALES: “REPLICAS”
Disipación Sísmica: Dispositivos
- Trasladar el centro de rigidez de manera de acercarlo al centro de gravedad, eliminando torsión.
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