normativa sismorresistente y nuevas tecnologÍas antisismicas en la construcciÓno, antofagasta,...

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Protección Sísmica

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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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