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NORMATIVA SISMORRESISTENTE Y NUEVAS TECNOLOGÍAS ANTISISMICAS EN LA CONSTRUCCIÓNO, ANTOFAGASTA, MAYO 2014
Protección Sísmica
NORMATIVA SISMORRESISTENTE Y NUEVAS TECNOLOGÍAS ANTISISMICAS EN LA CONSTRUCCIÓNO, ANTOFAGASTA, MAYO 2014
Enfoque Energético del Diseño Sísmico
Enfoque Energético del Diseño SísmicoEi = EE + EK + EH + EV
Ei Entrada de energía. Corresponde al trabajo
realizado por la fuerza de inercia que actúa sobre la estructura (Esfuerzo cortante en la base), debido al desplazamiento de su punto de apoyo
EE Energía de deformación elástica
EK Energía Cinética
Ed Energía disipada (a través de distintos
mecanismo. Por ejémplo Histeréticos EH y viscosos EV)
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Enfoque Energético del Diseño Sísmico
Demanda Oferta
Ei EE + EK + Ed
La protección sísmica se puede llevar a cabo reduciendo la demanda y/o
aumentando la oferta
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Enfoque Energético del Diseño Sísmico
Capacity design (resistencia) = aumento de la oferta (aumento de Ed)
La estructura debe proyectarse con suficiente ductilidad global y local, de tal modo que se formen la mayor cantidad posible de plastificaciones antes del colapso; la estructura por ende debe estar en
condiciones de disipar la mayor cantidad posible de energía. Esta disipación se produce a través del daño de los elementos estructurales ( además de los no estructurales)
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Enfoque Energético del Diseño Sísmico
Aislación sísmica = reducción de la demanda
La energía de ingreso no es una propiedad intrínseca del terremoto, en el sentido que además de depender del desplazamiento del terreno también depende de la respuesta estructural.
Y esta depende principalmente del período fundamental de vibración además de la aceleración aplicada.
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Aislación Sísmica: El Concepto
Disociar el movimiento de la estructura del de la tierra para reducir los efectos destructivos del sismo
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Aislamiento Sísmico: El Concepto
•
Edificio Tradicional Edificio Aislado
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Aislamiento Sísmico: El Concepto
Utilización de dispositivos de baja rigidez en su base lo que entrega flexibilidad a la estructura.
Período fundamental de la estructura
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Aislamiento Sísmico: El Concepto
Reducciones espectrales debido a la utilización de dispositivos con mayor amortiguamiento
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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
PÉNDULOS
FRICCIONALES L’AquilaEnsayo
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Aislamiento Sísmico: Dispositivos
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Aislamiento Sísmico: Dispositivos
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Funcionamiento equivalente al funcionamiento del péndulo
El período T no depende de la masa
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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.
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Aislación Sísmica: Instalación
Instalación 1Instalación 2
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Amortiguador de Masa Sintonizada
AMS = reducción de la demandaAbsorbedor de vibraciones (Frahm 1909)
“... si la frecuencia del absorbedor adherido a la estructura coincide con la frecuencia de la excitación, entonces la masa del sistema principal permanece quieta, y el absorbedor genera en todo instante sobre la estructura fuerzas iguales y contrarias a la excitación”
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Amortiguador de Masa Sintonizada
AMS sin amortiguamiento
Ecuación de movimiento:
Solución con forma:tje
jH
jH
u
u
)(
)(
2
1
2
1
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Amortiguador de Masa Sintonizada
μΩω
Ωμ
Ωω
ω
ω
u
jH
n
a
nn
a
a
a
st2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
1
11
1
μΩω
Ωμ
Ωω
ω
u
jH
n
a
nn
a
a
st2
2
2
2
2
2
2
22
11
1
Las funciones de transferencia H1(j) y H2(j) son:
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Amortiguador de Masa Sintonizada
Se observa que si = a entonces H1(j) = 0, y
tjek
Pu
u
0
2
10
tja /k)ePk(f
0y
esto significa que:
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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%
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Amortiguador de Masa Sintonizada
Edificio Parque Araucano
Primer Edificio con AMS en Sudamérica
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Amortiguador de Masa Sintonizada
AMS
Poner atención en:
- Reducción del desplazamiento
- Retorno al “reposo” en sistema con AMS
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Amortiguador de Masa Sintonizada
Edificio Parque Araucano• Edificio de Oficinas• Masa Sintonizada• 2 Amortiguadores Viscosos de gran tamaño.
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Amortiguador de Masa Sintonizada
Respuesta versus período
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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
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Disipación Sísmica: Dispositivos
Amortiguadores Viscosos
-Puente Rion – Antirion Grecia
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Disipación Sísmica: Dispositivos
- Trasladar el centro de rigidez de manera de acercarlo al centro de gravedad, eliminando torsión.
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Disipación Sísmica: Dispositivos
Edificio Nueva Apoquindo• Edificio de Oficinas• 22 Amortiguadores Viscosos
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Disipación Sísmica: Dispositivos
Disipadores Metálicos
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