Aislamiento Sísmico de Megaestructuras en Latinoamérica: una … · 2020-05-21 · mageba |...

Dr. Carlos Méndez Galindo

CEO México / CTO Américas – mageba GroupVicepresidente Mundial - Asociación Internacional de

Ingeniera Estructural y de Puentes (IABSE)

Aislamiento Sísmico de Megaestructuras en Latinoamérica:

una Realidad

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Asociación Internacional de Ingeniera Estructural y de Puentes(IABSE)

Introducción

Fundada el 29 de octubre de 1929, con el objetivo de incentivar la colaboración entreprofesionales de diferentes países relacionados con la ingeniería estructural

TKVSB meeting, Zurich 1922 1928 Vienna Conference

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IABSE - Eventos en 2019

Introducción

IABSE realiza varios eventos alrededor de el mundo

TOWARDS A RESILIENT BUILT ENVIRONMENT RISK AND ASSET MANAGEMENT

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IABSE - Eventos en 2020

Introducción

En 2020, se tiene programados eventos en Polonia, Nueva Zelanda y Corea del Sur

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IABSE - Publicaciones

Introducción

IABSE realiza diferentes publicaciones, incluyendo la revista indexada Structural Engineering International, que cuenta con factor de impacto

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IABSE - Premios

Introducción

A lo largo de la historia, IABSE ha otorgado premios a profesionales y estructuras de excelencia mundial

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IABSE - Premios

Introducción

El premio al Mérito en Ingeniería Estructural es considerado por algunos rankings como el equivalente al Nobel de Ingeniería Civil

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IABSE – Comité Ejecutivo

Introducción

El Comité Ejecutivo de IABSE es el órgano de gobierno de la Asociación encargado de ejecutar las decisiones establecidas por la Asamblea General

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Riesgo Sísmico

Introducción

Sísmica Risk = Sísmica Hazard x VulnerabilityRiesgo Sísmico en la Región

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Modificación de Respuesta Sísmica

Sistemas de Protección Sísmica

Sistemas mas utilizados para la modificación de la respuesta sísmica de las estructuras ante los efectos sísmicos

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Aislamiento Sísmico en Japón

Aislamiento Sísmico

Cambio de periodo de una estructura mediante el uso de aisladores sísmicos

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FEMA P-58 Opciones para Diseño Sismoresistente

Estrategias de Protección Sísmica

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Uso de Dispositivos Sísmicos en Latinoamérica

Introducción

2013 2015 2017 2019

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Aislamiento Sísmico: Cambio de periodo

Aislamiento Siismico

El aislamiento sísmico aumenta el periodo natural de la estructura:Por lo tanto, la aceleración y la cargas que impactan disminuyen consecuentemente

Cambio de periodo

Aislamiento

de estructuras

Espectro general del diseño

aantes

adespues

T

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Aislamiento Sísmico: Animación


Cambio de periodo de una estructura mediante el uso de aisladores sísmicos

Sin Aislamiento SísmicoCon Aislamiento Sísmico

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Aislamiento Sísmico: Animación


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Dispositivos de aislamiento sísmico


Enfoque Sísmico/ Enfoque energético

RESTON®PENDULUM Aislador de Péndulo

LASTO®LRB Aislador de Caucho con Núcleo de

Plomo

LASTO®HDRBAislador de Caucho de Alto

Amortiguamiento

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Dispositivos de aislamiento sísmico


Cualquier aislador sísmico debe cumplir las cuatro funciones principales en cualquier momento durante el servicio y en condiciones sísmicas

Un sistema de aislamiento debe cumplir con las siguientes cuatro funciones

principales.

1). Transmisión de cargas verticales (cargas no sísmicas)

Plena capacidad de carga en cualquier etapa de desplazamiento.

Sin limites de estabilidad.

2). Flexibilidad lateral / horizontal

Alta rigidez inicial debido a la resistencia a la fricción y baja rigidez

controlada por la curvatura.

3). Disipación de energía

Capacidad de disipación de alta energía proporcionada por la

fricción o el uso de núcleo de plomo.

4). Capacidad de re-centrado

Capacidad de recentrado total debido a la superficie curvada y al

peso de la estructura, o por el uso de caucho natural de alta calidad.

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Aisladores Elastoméricos

Aislamiento sísmico

Modelo analítico bi-lineal de un aislador elastomérico LRB

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Aisladores de péndulo


RESTON®PENDULUM MONO

Acc. to EN or AASHTO

RESTON®PENDULUM DUPLO

Acc. to EN or AASHTO

Aislador de péndulo Mono (una superficie de desplazamiento) o Aislador de péndulo Duplo (doble superficie de desplazamiento)

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Componentes de un aislador de péndulo


La placa deslizante se puede cubrir con una hoja de acero inoxidable o con una superficie de cromo de alta calidad

Placa deslizante curva

Calote

Placa deslizante inferior

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Aislador de péndulo Mono


Los aisladores de péndulo Mono consisten de una superficie de desplazamiento curva, un elemento oscilante con el material de desplazamiento RoboSlide y una placa fija que

permite rotaciones

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Aislador de péndulo Duplo


Los aisladores de péndulo Duplo consisten de dos superficies de desplazamiento curvas. Estos aisladores incluyen un componente oscilante articulado que permite rotaciones

altas.

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Estabilidad del aislador de péndulo


La capacidad de carga está asegurada en cualquier etapa del desplazamiento horizontal, a diferencia de los aisladores elastoméricos con limitación en la tensión debido a la altura

de la goma.

1. RESTON®PENDULUM SI

2. RESTON®PENDULUM DI

dEd

dEd

Donde:

NSd = máxima carga vertical en condición de servicio

NEd,max = máxima carga vertical en condición sísmica

dEd = máximo desplazamiento en condición sísmica

Fxy,d = máxima fuerza de resistencia a la fricción

NSd

NSd

Fxy,d

Fxy,d

NEd,max

NEd,max

a) Condición de servicio b) Condición sísmica

a) Condición de servicio b) Condición sísmica

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Capacidad de re-centrado


➢Capacidad para limitar los desplazamientos residuales después de un terremoto.

➢Evitar desplazamientos acumulados durante el evento sísmico.

➢Debido al principio del péndulo, los deslizadores de superficie curva muestran altas capacidades de re-centrado . Sin embargo, esto depende de los parámetros de diseño.

➢La capacidad de re-centrado es una característica de todo el sistema de aislamiento, no necesariamente de cada uno de los componentes.

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Requerimientos para los ensayos

Aislamiento Sísmico- Ensayos

Códigos y especificaciones

➢Código gubernamental: Los ingenieros estructurales pueden considerar códigos nacionales e internacionales para el diseño sísmico de estructuras. Sin embargo, algunas veces los diseñadores proporcionan sus propias especificaciones para el diseño, fabricación y pruebas.

➢Algunos de los códigos mas populares son:

a) AASHTO Guía de especificaciones para el diseño en aislamiento sísmico.

b)Eurocode 8 (EN 1998-1, EN 1998-2), EN 15129, EN 1337.

c) Sociedad Americana de estándares para ingenieros civiles (relacionado con FEMA, etc.)

d)Especificación japonesa para diseño sísmico.

e) Códigos nacionales y determinadas especificaciones para proyectos especiales.

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Ensayos en laboratorios de Estados Unidos


mageba tiene experiencia de trabajo substancial con los laboratorios de prueba en Estados Unidos

Lehigh UniversityBerkeley

University of California

University at Buffalo

University of California, San

Diego

Prueba de desgaste y prueba sísmica en juntas modulares de expansión

Ensayos sísmicos en aparatos de apoyo de

caucho y plomo

Prueba de calificación de anclaje post-tensado

Ensayos sísmicos de grandes aisladores de

péndulo

http://www.google.com/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&docid=IYtluTaONa1GEM&tbnid=PKFwyaKxQtytBM:&ved=0CAUQjRw&url=http://structures.ucsd.edu/node/62&ei=VaBUUqPkJZCvigLi2IDoBg&bvm=bv.53760139,d.cGE&psig=AFQjCNGDHBNq8ixxm3hzNGl9XWPy7Hykcw&ust=1381364175778502

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Descripción de las instalaciones de prueba

Caltrans Sísmica Response Modification Device (SRMD) Test Facility

Máxima carga vertical= +53400 kN

Máxima carga horizontal= ± 8900 kN

Movimiento máximo= ± 1219 mm

Velocidad longitudinal= ± 1800 mm/s

Laboratorios

EUCENTRE: TREES LAB’s Bearing Testing System

Máxima carga vertical= +50000 kN

Máxima carga horizontal= ± 2100 kN

Movimiento máximo= ± 500 mm

Velocidad longitudinal= ± 2200 mm/s


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Descripción de las instalaciones de prueba

NCREE – Taipei Taiwan

Basilicata University - Italia

Rome University – Italia

Politécnico de Milán – Italia

Apoyos pendularesLRBHDRB


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Prueba a gran escala en Sismalab, Italia (1/2)


Prueba de compresión a carga máxima de 2,250 kips y cero desplazamiento

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Prueba a gran escala en Sismalab, Italia (2/2))


Prueba combinada de corte-compresión a frecuencias de hasta 1 Hz y carga sísmica de 1,235 kips

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Prueba a gran escala de un LRB en EUCENTRE, Italia


➢ Mageba pasó todos los ensayos exitosamente de acuerdo a EN15129 y

AASHTO LRFD

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Video de una prueba a gran escala de un LRB en Sismalab, Italia

➢ Testing Facilities


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Pruebas de aparatos LRB a baja temperatura en el Politécnico de Montreal en Canadá

Aislamiento Sísmico- Ensayo

Pruebas realizadas en aparatos LRB expuestos a -22 °F por 72 horas

Prueba 3- espécimen 2Desplazamiento de +/-95mmTemperatura: -32°C

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Pruebas a gran escalas de los aisladores de péndulo en EUCENTRE, Italia.

Aislamiento Sísmico - Ensayos

mageba pasó todos los ensayos exitosamente según EN15129

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Prueba de prototipos de aisladores de péndulo, ENCENTRE (Italia)


➢ Testing performed on LRB exposed to -30 C for 72 hours

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Pruebas de prototipo de aisladores de péndulo en ENCENTRE, Italia


Fijación del material deslizante de Mageba Robo®Slide, con alta capacidad de compresión (hasta 180 N/mm2) y un coeficiente de fricción promedio de 4.5 %

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Se limpia la superficie curva antes de la prueba de prototipo. En total 14 pruebas diferentes, la mayoría en combinación compresión y corte (dinámica)

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Aislamiento Sísmico-Ensayos

El aislador de péndulo listo para ser fijado en la máquina de prueba de apoyo. Uno de los más grandes del mundo.

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Prueba de la capacidad de carga al duplicar carga vertical de acuerdo al diseño máximo. EUCENTRE puede alcanzar solamente hasta 31,470 en el cargamento estático


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Casos de estudio: Aislamiento Sísmico– Viaducto Bellas Artes, México

Aisladores de péndulo – Video

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Casos de estudio: Aislamiento Sísmico

Edificio de Ciencias, Universidad EAFIT, Colombia (2019)

Area: 13,500 m2

Ciudad: MedellínAño: 2018-2019Pisos: 11


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Edificio de oficina equipado con 12 aisladores LASTO®LRB diseñados para un desplazamiento sísmico de diseño de 100 mm i y máximo de 200 mm, y carga vertical

de 24,000 kN




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Superestructura

Interfaz deaislamiento

Subestructura


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Ensayos con la presencia y supervisión de Jefe de Infraestructura, el Ing. Ricardo

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Ensayos de prototipo y de control de calidad

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Video: Ensayo de prototipo en aislador a escala real

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Ejemplo de Reportes de Ensayos Independientes

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Ejemplo de Reportes de Ensayos Independientes

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Espacio Condesa (México, 2017-2019)

Protección Sísmica en Latinoamérica

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Video 1: Espacio Condesa - Mexico

Referencias

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Referencias

Espacio Condesa - MX

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Esquema del Sistema de Aislamiento Sísmico – Espacio Condesa

El diseño del Sistema de aislamiento sísmico considera 6 diferentes tipos de aisladores. Los mas grandes tendrán una dimensión en planta de 2.5 m x 2.5 m

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Video 2: Espacio Condesa - Mexico

Referencias

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LASTO®LRB: Diseño

Diseño y Planos

El diseño fue realizado por mageba México, revisado y aprobado por mageba Suiza

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LASTO®LRB: Render

Diseño y Planos

Vistas del render del aislador tipo LASTO®LRB

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LASTO®LRB: Fabricación (1/2)

Producción

Los 12 aisladores fueron producidos completamente por mageba India conforme a los estándares de mageba en 10 semanas

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Producción

Se prepararon informes de producción semanales para el cliente

LASTO®LRB: Fabricación (2/2)

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Ensayos

Ensayos de Prototipo a Escala Real

Ensayos de 2 aisladores prototipo y 4 aisladores de control de calidad

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Vista parcial del sitio de construcción

Supervisión de Instalación

La instalación para este edificio consiste en 204 aisladores LASTO®LRB de diferentes diámetros, carga vertical de hasta 82,732 kN y capacidad de movimiento de +/-300mm

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Revisión del estado del aislador


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LASTO®LRB: Revisión general


Revisión de la limpieza general en orificios y nivel de las placas de anclaje coladas por el cliente

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LASTO® LRB: Revisión de pernos


Se verificó que los tornillos coincidieran con las placas de anclaje y se colocó aceite a los tornillos y a la superficie de la placa para poder manipular el aislador

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Instalación de LASTO®LRB


Se colocaron los aisladores en cada columna con ayuda de una grúa

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LASTO®LRB (Apriete pernos)


Supervisión del ajuste de los pernos de transporte para la colocación del aislador.

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Revisión del nivel de las placas de anclaje


LASTO®LRB C-900-208 revisión con nivel digital al colocar el aislador sobre la columna.

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Se instalaron 5 aisladores LASTO®LRB C-900-204 y 1 aislador LASTO®LRB C-1100-208

LASTO®LRB C-900-204 y C-1100-208 Instalados

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Proceso de Instalación

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Equipo Internacional


La instalación de los primeros 6 aisladores LASTO®LRB fue llevada a cabo por un equipo internacional de México, Guatemala y Suiza.

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Nuevo Aeropuerto CDMX (México, 2019-2022)


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Instalación de Aisladores Sísmicos (Diciembre 28,2019)


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Instalación de Aisladores Sísmicos (Enero 24, 2020)


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Instalación de Aisladores Sísmicos (Enero 24, 2020)


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Instalación de Aisladores Sísmicos (Marzo 5, 2020)


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Otros Proyectos

Casa 159 - El Salvador

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Otros Proyectos

Edificio Elemento - Guatemala

¡Muchas Gracias!

Dr. Carlos Méndez [email protected]

¡Los esperamos en el stand de mageba!

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