Comportamiento de las edificaciones con aislamiento y amortiguamiento en las bases ing. nestor...
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Ing. Nestor Luis Sanchez Tw: @NestorL
En los últimos años la ingeniería
sísmica en todo el mundo ha
enfocado muchos de sus esfuerzos a
investigar e implementar métodos
para mitigar la amenaza de las
comunidades más vulnerables.
Entre estos, los sistemas pasivos de
disipación de energía para el diseño y
reforzamiento de estructuras
Existen tres tipos de elementos que
forman los sistemas vibratorios los
cuales son:
• Elementos de inercia, que almacenan y liberan
energía cinética.
• Elementos de rigidez, que almacenan y liberan
energía potencial.
• Elementos de disipación, que representan la pérdida
de energía en el sistema.
El aislamiento sísmico es
una estrategia de diseño
basada en la premisa de
que es posible separar
una estructura de los
movimientos del suelo
mediante la introducción
de elementos flexibles
entre la estructura y su
fundación.
SISTEMAS DE AISLAMIENTO SÍSMICO
Los apoyos elastoméricos:
Estos emplean un elastómero de
caucho natural o neopreno
reforzado con finas láminas de
acero. La notable flexibilidad
lateral en el elastómero permite
el desplazamiento lateral de los
extremos del aislador, mientras
que las láminas de refuerzo
evitan el abultamiento del
elastómero y le proporcionan
una gran rigidez vertical.
Existen tres tipos de apoyos elastoméricos
ampliamente usados:
c) apoyos de caucho de alta
disipación de energía (HDR).
b) apoyos de caucho con núcleo de
plomo (LRB).
a) apoyos de caucho natural.
2) Los apoyos deslizantes:
Poseen una superficie de
deslizamiento que permite la
disipación de energía por
medio de las fuerzas de
rozamiento. Uno de los
dispositivos más innovadores
es el sistema pendular
friccionante que combina la
acción del deslizamiento con
la generación de una fuerza
restitutiva debido a la
geometría del deslizador.
De los sistemas
mencionados
anteriormente, uno
de los más
empleados es el que
emplea placas de
neopreno alternadas
con placas de acero.
Una de las
grandes ventajas
de este sistema, es
que es posible
instalarlo en un
edificio apoyado
sobre columnas ya
construidas.
Sistemas de aislamiento
sísmico estructural con
base en neopreno y acero.
Aisladores
sísmicos
en un
puente
Sistema de
amortiguamiento sísmico
Se basa en el cambio del
período natural de vibración de
la estructura en la cual están
instalados, además del control
de los desplazamientos
producidos por el sismo
El amortiguamiento es una
característica estructural que influye
en la respuesta sísmica porque
decrece el movimiento oscilatorio
Técnica de masa adicional
Disipadores de energía (ADAS)
Disipadores Visco-Elásticos
Disipadores Viscosos
Tipo Péndulo
BASE DE
AISLAMIENTO
SÍSMICO PARA LA
TÉCNICA DE
CONSTRUCCIÓN
DE LA RESISTENCIA
DEL TERREMOTO
La más utilizada en esta técnica
es el Aislamiento de Base
son los utilizados con frecuencia tipos de
rodamientos de aislamiento de base. Un
soporte de goma de plomo se hace de capas
de caucho intercaladas con capas de acero.
En el centro de la pista sólida "tapón". En la
parte superior e inferior, el cojinete está
equipado con placas de acero que se
utilizan para fijar el rumbo en relación con
el edificio y los cimientos. El rodamiento es
muy rígido y fuerte en la dirección vertical,
pero flexible en la dirección horizontal.
¿Cómo funciona?
Para tener una idea básica de cómo funciona la base
de aislamiento, en primer lugar examinar el
diagrama anterior. Esto muestra un terremoto que
actúen en la construcción de bases aisladas y una
base convencional, fijo, la construcción. Como
resultado de un terremoto, el suelo debajo de cada
edificio comienza a moverse. . Cada edificio
responde con el movimiento que tiende hacia la
derecha. El desplazamiento de los edificios en la
dirección opuesta al movimiento del suelo es en
realidad debido a la inercia. Las fuerzas de inercia
que actúa sobre un edificio son los más importantes
de todos los generados durante un terremoto.
La construcción de edificios
aislados conserva su forma
original, rectangular. La base
aislada edificio se escapa a la
deformación y el daño-lo que
implica que las fuerzas de inercia
que actúa sobre la construcción de
edificios aislados se han reducido.
Experimentos y observaciones de
los edificios aislados de base en los
terremotos que tan sólo una cuarta
parte de la aceleración de los
edificios comparables de base fija.
Como se ha mencionado
anteriormente los dispositivos de
aislamiento sísmico separan la
estructura del suelo
Existen varios sistemas de
aislamiento que son utilizados en la
actualidad y, en los que se utilizan
diferentes técnicas y materiales
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3
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3
Estos sistema tienen
como finalidad aislar
la cimentación de la
superestructura. Al colocarlos se alarga
considerablemente el
período fundamental de
vibración de la estructura
llevándolo a zonas en donde
las aceleraciones espectrales
son reducidas y,
consecuentemente, las
fuerzas que producen
resultan de menor cuantía.
Los aisladores están garantizados por una
vida útil de 50 años mínimo.
El diseño provee a los aisladores de una fijación
que les permite ser fácilmente removidos y
cambiados en cualquier momento sin
interrumpir el funcionamiento del edificio.
Estos ensayos son extraordinariamente
exigentes y permiten garantizar las
propiedades de rigidez y
amortiguamiento de los aisladores
Los desplazamientos
de un edificio sin
aislador muestran un
cambio de forma de
un rectángulo a un
paralelogramo, lo cual
indica que el edificio
se está deformando.
Un Edificio aislado en
la base mantiene su
forma original, forma
rectangular, siendo
los aisladores los que
se deforman.
La aceleración
disminuye porque el
sistema de
aislamiento en la base
alarga el período de
vibración del edificio,
el tiempo que toma al
edificio desplazarse
de un lado a otro.
Experimentos y observaciones de edificios con aislamiento en la
base cuando ocurre un terremotos:
muestran una reducción en la aceleración del edificio a una cuarta
parte de la aceleración de edificios empotrados en la base.
Norma COVENIN
1756-1:2001: Requisitos
Cap. 8: Requisitos
generales, criterios de
análisis y verificación de
la seguridad
1756-2 :2001: Comentarios
Cap. 8: Requisitos
generales, criterios de
análisis y verificación de
la seguridad
Edificaciones Sismorresistentes
