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Reequipamiento sísmico en el Hospital de la Universidad de Marmara en Estambul 1 Mauro Sartori

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Reequipamiento sísmico en el Hospital de la Universidad de Marmara en

Estambul

1

Mauro Sartori

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Reequipamiento sísmico en el Hospital de la Universidad de Marmara en Estambul

01-02/09/2018 201-02/09/2018 2

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Protección Sísmica de Estructuras

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Reequipamiento sísmico en el Hospital de la Universidad de Marmara en Estambul

01-02/09/2018 4

Introduction

Earthquake Energy

Dissipate

Period Shift

Seismic Protection

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Reequipamiento sísmico en el Hospital de la Universidad de Marmara en Estambul

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Input Sismico1)

2)

3)

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Reequipamiento sísmico en el Hospital de la Universidad de Marmara en Estambul

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Input Sismico

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Reequipamiento sísmico en el Hospital de la Universidad de Marmara en Estambul

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Strategía de Protección Sísmica

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Reequipamiento sísmico en el Hospital de la Universidad de Marmara en Estambul

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Edificio existente

Renfuerzo estructural

Diagonales disipativos

Aislamiento a la base

Strategía de Protección Sísmica

Período (T)

Acc

eler

ació

n d

e P

roye

cto

(ag

/g)

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Reequipamiento sísmico en el Hospital de la Universidad de Marmara en Estambul

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La tecnica de protección esmuy sencilla mirando a la forma del espectro de respuesta

Incremento del Periodo Propio de la estructura

Disipación de Energía

Normalmente las dos actividades estan juntas

Strategía de Protección Sísmica

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Reequipamiento sísmico en el Hospital de la Universidad de Marmara en Estambul

01-02/09/2018 10

Incremento del Periodo Propio de la estructura• Se obtiene inserendo entre la estructura y la fundación un oscilador para que la

estructura se mueva principalmente segundo el periodo propio del oscilador

K

MT 2

Muelle de costante elastica K Pendulo di longitud l

g

lT 2

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Disipación de la energía

• Fricción

• Viscosidad de fluidos o del neopreno

• Enervamiento de metales

11

Todos los metodos de disipación de energía producen un calor equivalente a la cantidad de energía dísipada

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Espectro de Desplazamientos

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El Sistema de aislamiento a la base

• Llevar las cargas verticales

• Proporcionar flexibilidad lateral

• Proporcionar una fuerza de recentrado

• Disipar energia

13

Los aisladores sismicos pueden hacer las cuatro funciones

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Classificación de los Dispositivos Antisismicos• HDRB (High Damping Rubber Bearings – Aisladores Elastomericos de Alto Amortiguamiento)

• LRB (Lead Rubber Bearings – Aisladores Elastomericos con Nucleo de Plomo)

• Asladores Deslizantes

• Pendulares (PS)

• Deslizante planos (FS)

• Dispositivos Hidraulicos

• Dissipadores Viscosos (FD)

• Dissipadores Visco-Elasticos (PDS)

• Dispositivos di Connexion Idráulica (STU)

• Dispositivos Histereticos

• Dissipadores Histereticos (DDD-Dampers – Apoyos Histereticos)

• Diagonales Dissipadores (DDD-Bracing – Diagonales Histereticos)

14

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Rango de Productos ISOSISM®

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Rango de Productos ISOSISM®

DISSIPATION CONNECTION ISOLATION JUNCTION

FD STU

PDSPS

LDRB

HDRB

LRB SFX

Modulari?

(In sviluppo)

FD-HR

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Aisladores ISOSISM®

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Amortiguadores ISOSISM®

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Conectadores ISOSISM®

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ISOSISM® para Puentes

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ISOSISM® para Edificios

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ISOSISM® para Edificios

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Global seismic hazard map

Seismic zones

750 bedsBuilt in 1991

1st retrofit in 2002

1st zone2nd zone3rd zone4th zone5th zone

(highest)

Descriptión de la Estructura

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• 112 000 m2 – 750 camas

• 16 Elementos con diferente numero de pisos

• Diferente nivel de funsación para cada elements

los 16 elementos han sido conectados para el aislamiento

sísmico

Descripción de la Estructura

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Reequipamiento sísmico en el Hospital de la Universidad de Marmara en Estambul

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Descripción del intervento

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Nivel principal de

aislamiento al

2^piso

Nivel secundario

de aislamiento a

la base

• Aislamiento instalado al segundo piso

• Las paredes de escaleras y elevator estan apoyadas

sobre apoyos deslizantes

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Reequipamiento sísmico en el Hospital de la Universidad de Marmara en Estambul

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Prestación requerida: 2 Niveles de Seguridad

0.150.10

0.5

• Immediate occupancy (475 años)• Corte a la base limitado al 10 % del peso total

• Life safety (2475 años)• Corte a la base limitado al 15 % del peso total

• Desplazamiento limitado a 500 mm

Peso Sísmico (G+0.3Q): 1 359 973 kN

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Aislamiento a la base• Mirando a la forma del espectro de respuesta la strategia es immediata

Incremento del periodo propio

Disipación de energia

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01-02/09/2018 29

• Considerando la intera estructura como un sistemo de un grado de libertad:

Masa conectada a un muelle de

costante K

Cantidad

total

dispositivos

Vsismico (G+0.3Q)

(MN)

dmax

(mm)

Fmax

(MN)

Equivalent

damping x

829 1360 380 198 31.8%

Aislamiento a la base

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• Las caracteristicas de rigidez y amortiguamiento requeridas estan

proporcionadas por aisladores de caucho-plomo (LRB):

Aislamiento a la base

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01-02/09/2018 31

• En paralelo se han instalado apoyos elastomericos con placa deslizante:

Supportan las cargas verticales

No participan a la rigidez del sistema de aislamiento necesarios debido a la

baja rigidez requerida

Tienen la misma rigidez vertical de los aisladores de caucho-plomo

Aislamiento a la base

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01-02/09/2018 32

• Bajo las paredes se han instalado apoyos de acero con disco elastomerico confinado

y placa deslizante (POT):

Supportan las cargas verticales

No participan a la rigidez del sistema de aislamiento

Tamaño mas pequeño

Aislamiento a la base

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Reequipamiento sísmico en el Hospital de la Universidad de Marmara en Estambul

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Isolator type Diameter (mm) QuantityLRB 1 Ø650 127 unitsLRB 2 Ø750 92 unitsLRB 3 Ø800 97 unitsLRB 4 Ø850 36 unitsLRB 5 Ø1000 10 units

Subtotal 362 units

Sliding RB 1 Ø300 145 unitsSliding RB 2 Ø400 68 unitsSliding RB 3 Ø500 81 unitsSliding RB 4 Ø600 25 unitsSliding RB 5 Ø700 6 units

Subtotal 325 units

Sliding pot 1 Ø310 46 unitsSliding pot 2 Ø475 86 unitsSliding pot 2 Ø570 10 units

Subtotal 142 units

Total 829 units

Vertical loads are between 100 kN and 14000 kNAislamiento a la base

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Reequipamiento sísmico en el Hospital de la Universidad de Marmara en Estambul

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Centro de masa – Centro de rigidez: ≈1.5 m

Plano posicionamiento dispositivos

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Reequipamiento sísmico en el Hospital de la Universidad de Marmara en Estambul

01-02/09/2018 35

• Todos lo dispositivo llevan el marcado CE

• Ensayos de Tipo a Eucentre (LRB)

• Ensayos Routine a ISOLAB (LRB)

Ensayo de Dispositivos

Grafica típìca de respuesta de un LRB

• Ensayos segun EN 15129 para verificar:

• Rigidez vertical statica y dínamica

• Rigidez y amortiguamiento horizontal staticos

y dínamicos

• Estabilidad

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• Todos los dispositivos llevan el marcado CE (apoyos RB y POT)

• Apoyos deslizantes: Ensayo de carga vertical y Ensayo de friccion (ISOLAB)

Ensayo de Dispositivos

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01-02/09/2018 3737

• 5 tipos de LRB

• 5 tipos de of RB

• 3 tipos de POT

Ensayo de Tipo segundoEN 15129 sobre 2 dispositivos en escala real

EUCENTRE

Marcado CEEnsayo de Carga Vertical y Ensayo de Friccion

ISOLAB

Ensayo de Carga Vertical y Ensayo de Friccion

ISOLAB

Ensayo de Dispositivos

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Reequipamiento sísmico en el Hospital de la Universidad de Marmara en Estambul

01-02/09/2018 38

ISOLAB - LABORATORIO DE

ENSAYO FREYSSINET

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Reequipamiento sísmico en el Hospital de la Universidad de Marmara en Estambul

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ISOLAB está situado en Montebello della Battaglia, cerca de Milan

ISOLAB

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Reequipamiento sísmico en el Hospital de la Universidad de Marmara en Estambul

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ISOLAB LABORATORIO DE ENSAYOEl laboratorio de ensayo ISOLAB ha sido desarrollado en 20 años de experienciaen la ingegneria antisismica, producción y ensayos deapoyos y dispositivos antisismicos

FPC Italia, como sociedad de grupo Freyssinet dedicada a la proteccion sismica, puede ahora contar sobre un laboratorio para ensayosdínamicos, donde los dispositivos pueden ser ensayados como ensayos de prototipo y de control de fabrica, en acuerdo a las principalesnormativas mondiales (Europea, AASHTO, ASCE, Chlena, …) y por ensayo de Busqueda y Desarrollo

Isolab y la Division de Diseño de FPC Italia trabajan juntos baj la supervision del Departamento Tecnico de Freyssinet para diseñar,ensayar y desarrollar los productos ISOSISM®

ISOLAB es certificada con la norma EN ISO 9001:2008 y los equipos están calibrados en acuerdo a las normas internacionales ISO 7500(Class 1 o Class 0.5) y la American Standard ASTM E4-16

Además, gracias a una colaboración muy fuerte con el Politecnico di Milano, ISOLAB puede ensayar dispositivos como Laboratorio Officialpara ensayos estatico y dínamico de acuerdo a los estandard internationales

ISOLAB gracias a esta capacidad de ensayo ha ensayado 1442 dispositivos en el 2017, incluso diferentes proyectos en Perú

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FPC RUBBER: Inversiones 2017

AUTOMATIC CUTTING COMPOUND LAYERS

Calandria

Laboratorio de control de materiales

Prensa para vulcanización: nueva para apoyos y aisladores 1000 x 1000

Corte automatico de capas de neopreno

RUBBER FPC CALENDRING

LABORATORIO DE MATERIALES MOULDING PRESS FOR ISOLATORS

Apoyos en elastomero: 11.000 unidades

Juntas de calzada: 8.000 metros

Aisladores : 5400 unidades

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Reequipamiento sísmico en el Hospital de la Universidad de Marmara en Estambul

01-02/09/2018 42

The main machines and reaction frames are :

• 70 MN CONCRETE PRESS

• 50 MN CONCRETE PRESS

• 5 MN STEEL PRESS

• 20 MN STEEL FRAME

• 8 MN STEEL FRAME

• STRONG FLOOR

• MTS 1

• MTS 2

• MTS 3

• RUBIX

• ‘C’ ELEMENTS FRAME

• SADDLE

• BLUE TOWER

Equipos del Laboratorio ISOLAB

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Reequipamiento sísmico en el Hospital de la Universidad de Marmara en Estambul

01-02/09/2018 4343

ISOLAB 70 MN banco de ensayo

*The maximum velocity can ben increased by means of accumulators, and its actual value depends on the device under test, the force, frequency and number of cycles

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Reequipamiento sísmico en el Hospital de la Universidad de Marmara en Estambul

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ISOLAB 5 MN banco de ensayo

Interamente diseñado, construido y miso en function internamente, en 6 meses

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Reequipamiento sísmico en el Hospital de la Universidad de Marmara en Estambul

01-02/09/2018 45

Corte de las columnas con suporte

temporaneo de las cargas

• Tecnología desarrollada en el grupo

• Operacion preliminar: renfuerzo de las

columnas y paredes bajo el piso de

aislamiento, también para el tamaño de

los dispositivos

• Suporte temporaneo de las columnas

con embrazaduras metalicas

• Corte de loas columnas con hilo a

polvo de diamante

Instalación

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Reequipamiento sísmico en el Hospital de la Universidad de Marmara en Estambul

01-02/09/2018 46

Instalación

• Procedimiento optimizado para instalación

• Team especializado

• Operación sobre 2-3 columnasno cercana al mismo tiempo

• 2-3 días per columna

Una columna per día

• Carga transferida directamentesobre la columna y no a las vigas o a la losa

46

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Reequipamiento sísmico en el Hospital de la Universidad de Marmara en Estambul

01-02/09/2018 4747

Instalación

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Reequipamiento sísmico en el Hospital de la Universidad de Marmara en Estambul

01-02/09/2018 4848

Instalación

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Reequipamiento sísmico en el Hospital de la Universidad de Marmara en Estambul

01-02/09/2018 4949

Instalación

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Reequipamiento sísmico en el Hospital de la Universidad de Marmara en Estambul

01-02/09/2018 5050

Instalación

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Reequipamiento sísmico en el Hospital de la Universidad de Marmara en Estambul

01-02/09/2018 5151

Instalación

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Reequipamiento sísmico en el Hospital de la Universidad de Marmara en Estambul

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Instalación

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Instalación

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Instalación

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Instalación

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Ejemplo de aplicación: Adaptación de un edificio

Bucharest City Hall – Romania

Nos. 262 LRBs

Diametro 1000 mm

desplazamiento = +/- 700 mm

Ensayado en lab. San Diego University.

Instalación

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Ejemplo de aplicación : Adaptación de una escuela

Don Bosco School – Francavilla (PZ) Italy

Nos. 37 HDRBs

Instalación

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Detalles de construccion importantes que deben tomarse en cuenta

ADAPTACION : atención a los detalles

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ADAPTACION : atención a los detalles

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• La tecnología de corte de las columnas tiene muchas ventajas

Ejecución sencilla: las pocas y simples operaciones, aunque delicadas,

cuando es hecha por tecnicos altamente especializados permite una

perfecta eficencia de la instalación

Securidad: es posibile trabajar sobre un par de columnas

contemporaneamente minimizando las deformaciones de la estructura

Velocidad: alrededor de 2-3 días cada columna, pero contemporaneamente

para 2 o 3 columnas no cercana

No es invasivo: solo la inmediata cercania de la columna está interesada y

solo el piso de intervento

Tecnología de Instalación

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Conclusiones

• La prestación requerida para los dos estados limites considerado en el

proyecto son muy severos

• El aislamiento sísmico ha permitido de respectar ambos los criterios de

desplazamiento y fuerza cortante a la base de las columnas

• El uso de LRB y deslizadores ha permitido de respectar la baja rigidez y

el alto amortiguamiento requerido en el proyecto

• Se han descibido las operaciones de inserimento de los dispositivos

tramite una tecnica sencilla, rapida y poco invasiva

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Muchas Gracias

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