UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO

ESCUELA DE POSTGRADO

SECCION DE POSTGRADO DE INGENIERÍA

DISEÑO ESTRUCTURAL COMPARATIVO ENTRE LOS SISTEMAS

DUAL Y CON AISLAMIENTO SISMICO EN LA BASE PARA UNA

CLINICA DE 8 PISOS EN LA CIUDAD DE TRUJILLO.

PROYECTO DE TESIS PARA OPTAR EL TITULO PROFESIONAL DE

INGENIERO CIVIL.

AUTORES :

Br. JÁCOBO AZABACHE, YASIR JUNIOR ABMEL

Br. QUISPE SICCHA, JUAN CARLOS

ASESOR : PhD. VILLARREAL CASTRO, GENNER A.

TRUJILLO – PERÚ

2014

ÍNDICE GENERAL

ÍNDICE GENERAL............................................................................................................................ i

ÍNDICE DE TABLAS....................................................................................................................... iii

ÍNDICE DE ILUSTRACIONES.......................................................................................................iv

CAPITULO I. ASPECTOS INFORMATIVOS.................................................................................1

1. Título.....................................................................................................................................2

2. Autores..................................................................................................................................2

3. Asesor....................................................................................................................................2

4. Tipo de Investigación...........................................................................................................2

5. Régimen de la Investigación................................................................................................2

6. Líneas De Investigación En Ingeniería Civil......................................................................2

7. Institución a la que pertenece el Proyecto..........................................................................2

8. Unidad Académica...............................................................................................................2

9. Lugar donde se realiza la Investigación..............................................................................2

10. Duración estimada del trabajo........................................................................................2

11. Cronograma de Actividades............................................................................................3

12. Recursos:...........................................................................................................................4

12.1. Personal.....................................................................................................................4

12.2. Bienes.........................................................................................................................4

12.3. Servicios.....................................................................................................................4

13. Presupuesto:......................................................................................................................4

13.1. Personal.....................................................................................................................4

13.2. Bienes.........................................................................................................................5

13.3. Servicios.....................................................................................................................5

14. Financiación:.....................................................................................................................5

14.1 Recursos propios...........................................................................................................5

CAPITULO II. DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN........................................................................6

1. EL PROBLEMA:.................................................................................................................7

1.1. Planteamiento del problema:.......................................................................................7

1.2. Formulación del problema...........................................................................................7

1.3. Alcance..........................................................................................................................8

1.4. Justificación de la investigación...................................................................................8

1.5. Aportes..........................................................................................................................9

2. MARCO TEORICO.............................................................................................................9

2.1. Antecedentes de la investigación.................................................................................9

2.2. Fundamentación teórica.............................................................................................11

2.2.1. AISLADOR ELASTOMÉRICO...........................................................................12

2.2.1.1. A. E. DE BAJO AMORTIGUAMIENTO (LDRB)..........................................12

2.2.1.2. A. E. CON NÚCLEO DE PLOMO....................................................................13

2.2.1.3. A. E. DE ALTO AMORTIGUAMIENTO (HDRB).........................................14

2.2.2. AISLADORES DESLIZANTES............................................................................14

2.2.2.1. APOYOS DESLIZANTES PLANOS................................................................14

2.2.2.2. PÉNDULOS FRICCIONALES (FPS, Friction Pendulum System)................15

3. HIPÓTESIS........................................................................................................................18

3.1. General........................................................................................................................18

3.2. Variables.....................................................................................................................18

4. OBJETIVOS.......................................................................................................................18

4.1. General........................................................................................................................18

4.2. Específicos...................................................................................................................18

5. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS..............................................................................19

6. ANEXOS.............................................................................................................................20

6.1. ANEXO 1....................................................................................................................20

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla I-1. Recursos Disponibles – Material y Equipo............................................................4

Tabla I-2. Recursos Disponibles – Servicios..........................................................................4

Tabla I-3. Bienes a utilizar.....................................................................................................4

Tabla I-4. Servicios a utilizar.................................................................................................5

ÍNDICE DE ILUSTRACIONES

Figura 1- 1. Cronograma de Actividades..........................................................................................................3

CAPITULO I. ASPECTOS INFORMATIVOS

1

1. Título

DISEÑO ESTRUCTURAL, COMPARATIVO ENTRE LOS SISTEMAS DUAL Y

CON AISLAMIENTO SÍSMICO EN LA BASE PARA UNA CLÍNICA DE 8 PISOS

EN LA CIUDAD DE TRUJILLO.

2. Autores

Br. Jácobo Azabache, Yasir Junior Abmel

Br. Quispe Siccha, Juan Carlos.

3. Asesor

PhD. Villarreal Castro, Genner A.

4. Tipo de Investigación

Aplicada - Documental - Descriptiva

5. Régimen de la Investigación

Orientada

6. Líneas De Investigación En Ingeniería Civil

Estructuras.

7. Institución a la que pertenece el Proyecto

Universidad Privada Antenor Orrego.

8. Unidad Académica

Escuela Profesional de Ingeniería Civil.

9. Lugar donde se realiza la Investigación

Universidad Privada Antenor Orrego.

10. Duración estimada del trabajo

10 Meses.

2

11. Cronograma de Actividades

Figura 1- 1. Cronograma de Actividades.

3

12. Recursos:

12.1. Personal

Dos investigadores.

Un Asesor.

12.2. Bienes

Tabla I-1. Recursos Disponibles – Material y Equipo.

N° Descripción Unidad Cantidad

1Laptop Toshiba Satellite, procesador INTEL core i3 de 2.4 GHz, RAM 4 Gb, Disco Duro Interno 500 Gb.

Unidad 1

2 Impresora Multifuncional Cannon MP280 Unidad 13 Disco Duro Externo Imation 512 Gb. Unidad 1

Fuente: Elaboración Propia.

12.3. Servicios.

Tabla I-2. Recursos Disponibles – Servicios.

N° Descripción Unidad Cantidad1 Servicio de Internet Speedy 1000 Kbps Mes 12 Servicio de Energía Eléctrica Mes 1

Fuente: Elaboración Propia.

13. Presupuesto:

13.1. Personal

Autores S/.1000.00

4

13.2. Bienes

Tabla I-3. Bienes a utilizar.

Nombre TotalCD's, Memoria USB S/. 55.00Libros , revistas, separatas S/. 70.00Materiales de escritorio S/. 65.00Cartuchos de impresora S/. 128.00Sub Total S/. 318.00

Fuente: Elaboración Propia.

13.3. Servicios

Tabla I-4. Servicios a utilizar.

Nombre TotalPasajes a lugares de investigación

S/. 90.00

Reuniones con asesor S/. 300.00Internet Speedy S/. 120.00Fotocopias, Anillados S/. 50.00Sub Total S/. 330.00

Fuente: Elaboración Propia.

14. Financiación:

14.1 Recursos propios

El financiamiento de este proyecto de investigación será autofinanciada por

el investigador.

5

CAPITULO II. DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN

6

1. EL PROBLEMA:

1.1. Planteamiento del problema:

“Los eventos sísmicos son un fenómeno natural que nos ha acompañado desde siempre y que inevitablemente nos seguirá acompañando en el futuro”.

Perú forma parte de la zona conocida como “Cinturón de Fuego del Pacifico” (zona altamente sísmica y volcánica) y está prácticamente ubicado sobre una falla geológica, el encuentro de la Placa de Nazca y la Placa Sudamericana. Razón por lo cual el país ha experimentado en los últimos 50 años importantes eventos sísmicos, que han provocado pérdidas humanas y materiales, siendo el de mayor envergadura en 1970 en el departamento de Huaraz.(Ver Anexo 1)

En Trujillo se registraron varios eventos sísmicos, siendo el de mayor consideración el producido en el año 1619, actualmente la ciudad presenta un silencio sísmico de aproximadamente 100 años. (Ver Anexo 2)

Las edificaciones de salud son de vital importancia después de producido los eventos sísmicos, ya que estas son las instituciones encargadas de dar atención a todas las personas afectadas, por eso este tipo de edificaciones no debería colapsar ni presentar daños importantes en su estructura ni en los elementos que contiene (equipo médico).

Por la alta vulnerabilidad que presenta el país ante eventos sísmicos, esta Tesis está orientada a la implementación de un sistema de aislamiento sísmico en la base para las edificaciones de salud en la ciudad de Trujillo.

1.2. Formulación del problema.

Cuando un sismo actúa sobre una edificación esta responde sufriendo daños en su estructura, y para evitar estos daños la Norma de Diseño Sismo-resistente presta atención a los desplazamientos de entre piso restringiéndolas a un máximo permitido. Como resultado a esto las estructuras requieren de elementos de mayor sección y mayor ductilidad.

Se reconoce el excelente desempeño estructural de las edificaciones realizadas con las normas actuales, pero no podemos concluir lo mismo en materia de protección de función (SALUD) y la preservación de sus contenidos (EQUIPO MEDICO).

En el caso de estructuras esenciales y/o con contenidos de gran valor, tales como hospitales, museos o bancos, prevenir el colapso estructural no es suficiente, ya que se requiere proteger los contenidos y/o que la estructura continúe operando durante o inmediatamente después de ocurrido un sismo severo.

El problema que pretendemos resolver es: ¿Cómo mejorar el comportamiento de estas estructuras esenciales e incluso, diseñar a fin de evitar cualquier daño a la estructura y a sus contenidos?

7

Por lo cual ¿Qué sistema se puede adicionar a la estructura a fin de reducir el impacto sísmico en las edificaciones, es decir, que no presenten muchos daños, que no provoquen colapsos de la edificación ni afecten sus elementos no estructurales y contenido, salvaguardando así la función de la estructura?

¿Cómo medir las ventajas de estas adiciones a los sistemas estructurales para compararlos con los sistemas estructurales convencionales?

1.3. Alcance

El alcance del proyecto está delimitado al diseño y comparación de sistemas estructurales con el uso de aisladores elastoméricos con núcleo de plomo de una clínica de 8 niveles ubicada en Departamento De La Libertad Provincia De Trujillo Distrito Victor Larco Herrera.

1.4. Justificación de la investigación.

Ante esta complejidad de encontrar nuevas alternativas de diseño estructural que sean capaces de reaccionar positivamente ante los eventos sísmicos, en zonas altamente sísmicas como el Perú y sobre todo por tener un silencio sísmico en el norte del Perú de más de 100 años .La aislación sísmica que tuvieron excelentes desempeños en los sismos de Northride (Los Angeles, 1994) y Kobe(Kobe, 1995) son las mejores carta de presentación de esta alternativa en cuanto a aumentar considerablemente el nivel de seguridad para las personas y la operabilidad de la estructura después de un sismo.

Por lo cual hemos decido realizar una comparación entre sistemas estructurales convencionales vs sistemas con aislamiento basal.

El asilamiento sísmico es una tecnología que año a año, alienta a muchos inventores a crear novedosos sistemas de aislamiento. Sin embargo, este trabajo se enfocará principal y mayormente en aquellos sistemas más convencionales de uso universal como son los sistemas elastoméricos y los de fricción, presentando, a rasgos generales, otros sistemas que también han tenido éxito.

Con un sistema estructural con aislamiento sísmico se espera beneficiar a toda construcción a nivel local y nacional para evitar los daños en la estructura y sobre todo los colapsos.

Esta alternativa produciría un impacto grande en la población ya que proporcionaría confianza, seguridad y tranquilidad a toda la población que ve los resultados de los sismos que han sucedido a lo largo de los años.

8

1.5. Aportes

Analizar los resultados de derivas, cortantes y momentos máximos producidos.

Comparación de resultados con sistemas estructurales convencionales.

2. MARCO TEORICO

2.1. Antecedentes de la investigación

El concepto de aislación sísmica ha sido desarrollado desde hace más de 100 años; en sus inicios fue usado sobre puentes (principios del año 1970) y en edificios (finales del año 1970) sin embargo, recién en los últimos 40 años se ha ido difundiendo para ser aplicado de forma práctica y sólo en los últimos 15 años su aplicación se ha ido incrementando de forma exponencial por el buen desempeño que presentaron los pocos edificios aislados ante los sismos.

En el año 1909 J.A. Calantarients del Reino Unido le escribió una carta al Director del servicio sismológico de Chile, en la cual, afirmaba que un edificio esencial podía construirse en un país sísmico con total seguridad si es que había una junta entre la base de la estructura y el suelo rellena de un material fino (arena, mica o talco) que le permitiese deslizarse durante el evento sísmico; esto hace que las fuerzas horizontales transmitidas a la estructura se reduzcan y como consecuencia no colapse. A lo que el investigador hacía referencia era un concepto primitivo de aislación sísmica.

El inglés John Milne, quien fue profesor de Ingeniería de Minas en la Universidad de Tokyo entre 1876 y 1895, realizó varios experimentos de aislación sísmica: instrumentaba una estructura aislada sísmicamente y la sometía a un movimiento sísmico. En 1885 escribió un reporte describiendo su primer experimento a la Asociación Británica de Avance de la Ciencia. En ese primer experimento, la estructura estaba construida sobre unas esferas de deslizamiento de 10 pulgadas de diámetro; sin embargo, aparentemente el edificio no tenía un buen desempeño frente a cargas de viento así que volvió a realizar el ensayo varias veces hasta que determinó que para esferas de diámetro de ¼ de pulgada la estructura se volvía estable para cargas de viento.

En el último siglo se han buscado diversos mecanismos que sirvan para desacoplar a la estructura del suelo con el objetivo de reducir las fuerzas y como consecuencia los daños. En 1996 James M. Kelly da a conocer tres ejemplos de los primeros edificios aislados. Dos de ellos fueron construidos sobre esferas: un edificio en Sevastopol, Ucrania y un edificio de cinco pisos en México; y el tercero, un edificio de cuatro pisos para el observatorio sismológico del estado de Beijing sobre una capa de arena.

9

En 1992, Eisenberg, describe a un edificio construido en 1959 en Ashkhabad, Turkmenistán, el cual, estaba suspendido por cables. En 1969 se construyó el primer edificio aislado con bloques de caucho: la escuela Pestalozzi de tres pisos hecha de concreto en Skopje, Yugoslavia.

A finales de la década de los 70’ unos pocos edificios aislados fueron construidos en Japón. Fue el inicio del desarrollo de los SREI (Steel reinforced elastomer isolator), en los cuales, se vulcanizan las capas de caucho y las placas de acero intercaladas con el fin de aumentar la rigidez vertical. Hasta el año 1985 sólo tres proyectos habían sido completados. Entre 1985 y 1994, durante el boom de la economía japonesa, el núme- ro de edificios aislados empezó a incrementarse a razón de 10 edificios por año.

En 1978 se construyó en viaducto de Toe-toe en North Island, en Nueva Zelanda. Fue la primera estructura con aisladores sísmicos hechos con capas intercaladas de caucho y acero con un núcleo de plomo en el centro para que ayude a disipar la energía. Este tipo de aisladores llamados LRB (Lead Rubber Bearing) son de amplio uso actualmente.

Un pequeño número de edificios aislados fueron construidos en nueva Zelanda e Italia principalmente por ser muy importantes. En 1981 se terminó el primer edificio aislado con LRB: Edificio William Clayton en Wellington, Nueva Zelanda.

El primer edificio aislado en los Estados Unidos es Foothills Communities Law and Justice Center (FCLJC) ubicado en el Rancho Cucamonga, Los Ángeles. Este edificio construido a inicios de 1984 y terminado a mediados de 1985 fue hecho sobre aisladores elaborados con caucho de alto amortiguamiento natural. El mismo sistema de ais- ladores de alto amortiguamiento fue empleado en el Fire Command and Control Facility (FCCF).

En Estados Unidos el proceso de la elaboración de códigos que incluyeran pautas para el diseño con aisladores sísmicos empezó con una simple publicación de la Asociación de Ingenieros estructurales del Norte de California llamada “Tentative Seismic Iso- lation Design Requirements” (SEAOC 1986), la cual, se basaba principalmente en el diseño con métodos estáticos. En el año 1990 los miembros del comité sismológico del SEAOC deciden incluir en su “Blue Book”, un apéndice con los requerimientos de “General Requirements for the Design and Construction of Seismic Isolated Structures”. Esta publicación fue considerablemente modificada y se incluyó como un apéndice no obligatorio del capítulo 23 en la versión del año 1991 del UBC (Uniform Building Code) con el nombre de “Earthquake Regulations for Seismic-Isolated Structures”. Tanto el comité sismológico del SEAOC como el del UBC han ido revisando periódi- camente sus códigos y han ido actualizándolos (SEAOC 1996, UBC 1994 y 1997). En las últimas versiones el diseño se basa fundamentalmente en el análisis dinámico de las estructuras. Por otro lado, por encargo del Consejo de Seguridad Sísmica para Edificios, se incorporaron los requerimientos para el diseño de

10

estructuras con aislación sísmica y disipación de energía en los requerimientos de NEHRP (National Ear- thquake Hazard Reduction Program) en el año 1995. Esos requerimientos fueron modificados en la versión del año 1997, en la que los documentos del SEAOC, UBC.

En el caso de Sudamérica, Chile ha sido uno de los primeros países en incorporar aisladores sísmicos a sus estructuras. Cuenta además con la norma Chilena NCh2745 – 2003 que es el resultado de la adaptación a la realidad chilena del código UBC (Uni- form Building Code) del año 1997 y su compatibilización con la norma chilena NCh433.Of1996. Entre los edificios actualmente aislados en Chile se tiene: un bloque del conjunto habitacional Comunidad Andalucía construido entre los años 1991 y 1992 para un estudio hecho por la Universidad Católica de Chile, el centro médico San Car- los de Apoquindo de la Universidad Católica de Chile construido en el año 2000 y el Hospital Militar inaugurado en el año 2008.

2.2. Fundamentación teórica.

Existen diversos tipos de sistemas de aislación basal, cada uno con sus características propias en cuanto a sus mecanismos de acción, materiales que lo componen, costos de implementación, estudios teóricos acerca de ellos y tipos de estructuras en donde es más conveniente usar. Todos ellos buscan el mismo fin, desacoplar la estructura del movimiento del suelo, pero en este trabajo de tesis se decidió estudiar estos sistemas de aislación:

Aisladores elastoméricos.

Aisladores deslizantes.

Las razones que fundamentan esta decisión son que:

El respaldo teórico y experimental que existe en estos sistemas, existen estudios de importantes autores y universidades que permiten contar con datos confiables y comprobados. Además estos estudios y experimentaciones se vienen realizando hace ya bastantes años.

Muchos de los otros mecanismos combinan las características tanto de los aisladores elastoméricos y fricciónales, por lo tanto entendiendo los principios de éstos, será más fácil comprender los mecanismos de acción de otros sistemas, ya que tienen un fundamento común.

La mayoría de los edificios aislados en el mundo están sobre algún tipo de estos aisladores, existiendo parámetros de comportamiento. Ellos han demostrado proporcionar un buen desempeño sísmico en las estructuras en que se han implementado, visto tanto en los sismos de Northridge (Los Ángeles, 1994) y Kobe (Kobe, 1995), mostrando las bondades de esta

11

alternativas en cuanto a aumentar considerablemente el nivel de seguridad para las estructura, las personas y la operabilidad después de un sismo.

En Chile son los sistemas en los cuales existen estudios y mayor conocimiento, ya que son lo que presentan condiciones acorde con las características del país y del tipo de estructuración que se emplea, es más los edificios aislados que se han hecho en el país se han construido esencialmente con aisladores elastoméricos convencionales y con núcleo de plomo.

2.2.1. AISLADOR ELASTOMÉRICO.

Los aisladores elastoméricos están conformados por un conjunto de láminas planas de elastómeros intercaladas con capas de acero. Las láminas de elastómeros son vulcanizadas a las capas de acero y, por lo general, presentan una sección circulas o cuadrada. Mediante esta configuración se logra la flexibilidad lateral necesaria para permitir el desplazamiento horizontal relativo entre la estructura aislada y el suelo. La rigidez vertical del sistema es comparable con la rigidez vertical de una columna de hormigón armado. El comportamiento de los aisladores elastoméricos depende de la amplitud de la deformación a la que son sometidos y, en menor grado, de la temperatura, el envejecimiento y la frecuencia del movimiento. Existen varios tipos de apoyos elastoméricos, entre ellos se encuentran los apoyos de goma natural (NRB, Natural Rubber Bearing), los apoyos de goma de ajo amortiguamiento (LDRB, Low-Damping Rubber Bearing) y alto amortiguamiento (HDRB, High-Damping Rubber Bearing), y los apoyos de goma con núcleo de plomo (LRB, Lead-plug Rubber Bearing).

2.2.1.1. A. E. DE BAJO AMORTIGUAMIENTO (LDRB).

Este tipo de dispositivos son los más simples dentro de los aisladores elastoméricos. Los aisladores tipo LDRB presentan bajo amortiguamiento (2-5% como máximo), por lo que generalmente se utilizan en conjunto con disipadores de energía que proveen amortiguamiento adicional al sistema. Estos dispositivos presentan la ventaja de ser fáciles de fabricar. La Figura X muestra una vista de un corte de un aislador elastomérico tipo LDRB.

12

2.2.1.2. A. E. CON NÚCLEO DE PLOMO.

Los aisladores con núcleo de plomo (LRB) son aisladores elastoméricos similares a los LDRB pero poseen un núcleo de plomo, ubicado en el centro del aislador, que permite aumentar el nivel de amortiguamiento del sistema hasta niveles cercanos al 25-30%. Al deformarse lateralmente el aislador durante la acción de un sismo, el núcleo de plomo fluye, incurriendo en deformaciones plásticas, y disipando energía en forma de calor. Al término de la acción sísmica, la goma del aislador retorna la estructura a su posición original, mientras el núcleo de plomo recristaliza. De esta forma el sistema queda listo para un nuevo evento sísmico. La Figura X muestra los componentes de un aislador elastomérico tipo LRB.

13

2.2.1.3. A. E. DE ALTO AMORTIGUAMIENTO (HDRB).

Los HDRB son aisladores elastoméricos cuyas láminas de elastómeros son fabricados adicionando elementos como carbón, aceites y resinas, con el fin de aumentar el amortiguamiento de la goma hasta niveles cercanos al 10-15%.

Los aisladores tipo HDRB presentan mayor sensibilidad a cambios de temperatura y frecuencia que los aisladores tipo LDRB y LRB. A su vez, los aisladores HDRB presentan una mayor rigidez para los primeros ciclos de carga, que generalmente se estabiliza luego del tercer ciclo de carga. Estos dispositivos, al igual que los dispositivos tipo LRB, combinan la flexibilidad y disipación de energía en un solo elemento, con la característica de ser, relativamente, de fácil fabricación.

2.2.2. AISLADORES DESLIZANTES

Los aisladores deslizantes o también llamados deslizadores friccionales utilizan una superficie de deslizamiento, típicamente de acero inoxidable, sobre la que desliza una placa de acero revestida de Politetra Fluoro Etileno (PTFE), sobre la que se soporta la estructura. La superficie de deslizamiento permite el movimiento horizontal de la estructura de manera independiente del suelo. Este sistema de aislación sísmica permite disipar energía por medio de las fuerzas de rozamiento que se generan durante un sismo. El coeficiente de fricción del aislador depende de variables tales como la temperatura de trabajo, La presión de contacto, la velocidad de movimiento, el estado de las superficies de contacto (limpieza, rugosidad, etc.) y el envejecimiento. Los aisladores deslizantes planos generalmente deben ser acompañados por mecanismos o sistemas restitutivos (típicamente aisladores elastoméricos con o sin nucleo de plomo) que regresen la estructura a su posición original luego de un sismo. Adicionalmente, estos sistemas requieren de mayor mantención y cuidado, ya que cualquier modificación en las superficies deslizantes puede resultar en un coeficiente de fricción distinto al de diseño.

2.2.2.1. APOYOS DESLIZANTES PLANOS.

Los apoyos deslizantes planos son los aisladores deslizantes más simples. Consisten básicamente en dos superficies, una adherida a la estructura y la otra a la fundación, que poseen un bajo coeficiente de roce, permitiendo los movimientos horizontales y resistir las cargas verticales. Poseen, generalmente, una capa de un material elastomérico con el fin de facilitar el movimiento del deslizador en caso de sismos. Por lo general, las superficies deslizantes son de acero inoxidable pulida espejo, y de un material polimérico de baja fricción. Este tipo de

14

aislación puede requerir de disipadores de energía adicionales. A fin de prevenir deformaciones residuales luego de un evento sísmico, se debe proveer de sistemas restitutivos (típicamente aisladores elastoméricos sin o con núcleo de plomo) que restituyan la estructura a su posición original. La Figura X muestra un esquema de un apoyo deslizante plano.

2.2.2.2. PÉNDULOS FRICCIONALES (FPS, Friction Pendulum System).

Los péndulos friccionales cuentan con un deslizador articulado ubicado sobre una superficie cóncava. Los FPS, a diferencia de los apoyos deslizantes planos, cuentan con la características y ventaja de ser autocentrantes luego de un movimiento sísmico, la estructura regresa a su posición inicial gracias a la geometría de la superficie y a la fuerza inducida por la gravedad. En la Figura X muestra un esquema de un péndulo friccional de simple curvatura. En la Figura X muestra un esquema de un péndulo friccional de doble curvatura.

15

16

17

3. HIPÓTESIS.

3.1. General

La estructura aislada (LRB) comparada con la estructura convencional (Dual) tendrá mejor comportamiento sísmico, es decir, aminorará los esfuerzos y desplazamientos de entrepiso.

3.2. Variables

a) Variable independiente.

- Diseño estructural utilizando aisladores con núcleo de plomo en la base.

Indicadores:

-ASCE 7/10 CAPITULO 17

b) Variable dependiente.

-Comportamiento sísmico del diseño estructural utilizando aisladores con

núcleo de plomo en la base.

Indicadores:

- Modelamiento utilizando programas ETABS.

4. OBJETIVOS

4.1. General

Realizar un análisis comparativo y diseño estructural utilizando aisladores sísmicos con núcleo de plomo en la base (Lead-plug Rubber Bearing) y un sistema dual.

4.2. Específicos

Identificar y utilizar las variables de diseño sismo-resistente según el

RNE.

Modelamiento del sistema estructural dual

Modelamiento del sistema estructural con aislamiento basal.

Comprobar las derivas y desplazamientos en ambos sistemas

estructurales.

18

Realizar el análisis comparativo entre una estructura con diseño

normativo sismo-resistente y la estructura aislada en la base (LRB)

Evidenciar como añadiendo una interfaz flexible entre el suelo y la

superestructura se mejora el desempeño de una edificación añadiendo

amortiguamiento

5. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

- DESIGN OF SEISMIC ISOLATED STRUCTURES From Theory to Practice (Ph.D.,S.E. Farzad Naeim, PhD James M. Kelly)

- BASE ISOLATION OF STRUCTURES (S.E. Trevor E Kelly)

- A

- A

- A

- A

- A

- A

- A

19

6. ANEXOS

6.1. ANEXO 1

REGISTRO HISTORICO

1970

- 31 mayo.- Huaraz: 75.000 muertos. El terremoto de 7,9 grados Richter sacudió el departamento andino de Ancash y varias ciudades de la costa comprendidas entre Lima y Trujillo.

1974

- 3 octubre.- Un terremoto de 8,1 grados cerca de la costa central de Perú.

1991

- 4 abril.- El departamento selvático de San Martín, en el noreste del país, sufre un sismo de 6,2 grados Richter y se contabilizó un centenar de muertos.

1996

- 12 noviembre.- Centro y sur de Perú: 14 muertos en un terremoto de 6,4 grados Richter.

2001

- 23 junio.- Seis departamentos del sur peruano sufrieron un movimiento telúrico de 6,9 grados que dejó 102 muertos y centenas de heridos.

- 7 julio.- Cerca de la costa de Perú se produce un terremoto de 7,1 grados.

2005

- 25 septiembre.- Un sismo de 7,5 grados Richter sacude el noroeste del país, causando cinco muertos, 70 heridos y 2.500 damnificados en la región de Moyabamba, en la Cordillera Azul de los Andes.

2007

- 15 agosto.- Un sismo de 8 grados Richter asola la costa, causando 595 muertos, 318 desaparecidos y mil heridos. Las ciudades de Pisco, Ica, Chincha y Paracas quedaron muy afectadas con 37.612 viviendas destruidas.

2011

- 24 agosto.- Un terremoto de 7 grados en la escala Richter con epicentro cerca de la ciudad de Pucallpa, sacude la selva central de Perú y se siente en todo el país.

20

- 28 octubre.- Un terremoto de 6,7 grados Richter sacude la costa central del país y deja más de 80 heridos.

2013

- 25 septiembre.- Un sismo de 6,9 grados Richter, con epicentro en la costa cercana a la ciudad de Acary, sacude el centro y sur del Perú.

Fuente: IGP.

6.2. ANEXO 2

LUGAR AÑO MAGINTUDTRUJILLO 1619 8.4TRUJILLO 1725 7.8TRUJILLO 1759 7.8TRUJILLO 1917 6

COSTA NORTE DEL PERÚ 1937 7COSTA NORTE DEL PERÚ 1951 7.2COSTA NORTE DEL PERÚ 1963 6.5

21