ESTADO DEL ARTE DE SISTEMAS DE AISLAMIENTO SISMICO

ALUMNO: José Cristhian Huertas Martell

ASESOR: Dr. Miguel A. Torres Matos

AISLADOR DE NEOPRENO CON NUCLEO DE PLOMO (LEAD RUBBER BEARING - LRB)

Son construidos con elastómeros de bajo amortiguamiento y el núcleo de plomo (amortiguamiento que esta entre 15% a 35 %) (Fuente: James Kelly).

Al deformarse lateralmente, el plomo fluye, incurriendo en deformaciones plásticas, disipado energía en forma de calor.

Al término de la acción, la goma retorna a su posición inicial, mientras el plomo recristaliza.

Aislador Elastoméricos con Núcleo de Plomo

PARTES DEL AISLADOR ELASTOMERICO CON NUCLEO DE PLOMO

Curvas de histéresis aplicando apoyos de goma con núcleo de plomo

TIPO DE FALLA DEL AISLADOR ELASTOMERICO CON NUCLEO DE PLOMO

El aislador LRB falla por la rotura del caucho (comprobado en prueba en mesa vibradora)

TIPO DE FALLA DEL AISLADOR ELASTOMERICO CON NUCLEO DE PLOMO

El aislador LRB falla por la rotura del caucho (comprobado en prueba en mesa vibradora)

TIPO DE FALLA DEL AISLADOR ELASTOMERICO CON NUCLEO DE PLOMO

CONCLUSIONES:

Una de las razones de la falla de los aisladores es el esfuerzo de tensión, el cual comienza con una falla local en la parte superior o inferior del aislador.

El aislador falla del aislador no compromete la falla de los otros aisladores.

La falla total del aislador se da a los 500% de deformación.

DEPENDENCIA DE HISTERESIS DE CARGA

El elastómero presente en este tipo de aisladores presenta el “fenómeno de suavización” que sufre el elastómero después de grandes desplazamientos. Cuando el caucho es sometido a repetidos desplazamientos, y si no es tratado solo se recupera en aproximadamente un 80%, suavizándose mas allá del estado inicial.

RIGIDEZ Y AMORTIGUAMIENTO EN EL TIEMPO

Los cambios de rigidez y amortiguamiento se presentan gradualmente hasta aproximadamente los 60 años.

EFECTO DE LA TEMPERATURA EN LAS PROPIEDADES MECANICAS

Como se conoce, bajas temperaturas incrementan la rigidez y resistencia de los elastómeros, pero cuando baja por los -35°C el elastómero se vuelve frágil y varias propiedades mecánicas y físicas bajan significativamente.

También a grandes temperaturas la rigidez del elastómero baja muy rápidamente como y se vuelve mas dúctil, se puede apreciar en la siguiente grafica:

EFECTO DE LA TEMPERATURA EN LAS PROPIEDADES MECANICAS

Protección de los aisladores contra incendios

VENTAJAS Y DESVETAJAS DE USAR AISLADOR CON NUCLEO DE PLOMO EN UNA EDIFCACION

Los desplazamientos, distorsiones y aceleraciones de entrepiso fueron reducidas

VENTAJAS:

VENTAJAS Y DESVETAJAS DE USAR AISLADOR CON NUCLEO DE PLOMO EN UNA EDIFCACION

Debido a que los desplazamientos en la superestructura son bastante bajos, se evita los problemas de torsión en la estructura.

DESVENTAJAS:

- La desventaja de usar este tipo de aislador en el efecto P-Δ cambiante en cada ciclo producido tanto en parte superior como inferior del elastómero.- Problemas presentes en el calentamiento del plomo debido a las cargas cíclicas.- Algunos periodos cortos pueden atacar el contenido de la estructura.

MONTAJE Y COLOCACION

TIPO DOVELA:

Descansa sobre las placas, bajo un sismo severo se recomienda poner almohadillas en la estructura que se apoyen en estas, se espera que se descontinúen por este efecto.

TIPO FIJO:

Las placas son atornilladas a la fundación y a la estructura. Los soportes fijos limitan el balanceo delantero y trasero, el esfuerzo se dispersa mejor que el otro método.