Estudio terico del

comportamiento ssmico

de construcciones con

aislamiento de base

Claudia Guardia Csar Sotelo Marcial Blondet

Pontificia Universidad Catlica del PerDepartamento de Ingeniera

Objetivo General

Estudiar la factibilidad del uso de sistemas

de aislamiento en el Per.

Objetivo Especfico

Disear e implementar un ensayo en mesa

vibradora para demostrar la efectividad del

aislamiento ssmico.

Presentacin

Base Terica

Diseo del Modelo

Prediccin analtica.

Conclusiones

Base Terica

Aislamiento de Base vs

Cimentacin convencional

Parmetros del sistema aislado de 2 GDL

)()( bssbss uukuucum

)()( gbbgbbbbs uukuucumum

Ecuacin del movimiento (Desp. Relativos)

gsssb umkvvcvmvm

gbbbbbsbb u)mm(vkvcvmv)mm(

Ordenes de magnitud:

mb>b = ( kb /M )

1/2

= ( b/s ), O(10-2)

s = cs/(2ms) y b = cb/(2Mb), O( )

Frecuencias modales:

aisladoresaislada.Sist

2/1estructura

aislada.Estr1

Modos de vibracin del sistema aislado

11

11

1

2

11L

2L

Factores de amortiguamiento:

2

31

)1(

)21(b2/1

baislado.sist

2/1

2/1

b

2/1

sestructura

)1()1(

Respuesta mx. de desplazamientos:

bbDb

V

maxestructura,S

Sv

bbDb

V

maxaislado.sist,S

Sv

Coeficiente de cortante basal:

estructuraestructuraAs ,SC

Reduccin de la fuerza cortante basal:

2/1aislado.sistaislado.sistAS 11,SC

estructuraestructuraA

aislado.sistA

,S

,aislado.sistS

O(1/2)

Diseo de Modelo

Experimental

Modelo ensayado en LEDI

PUCP (1993)

Mdulo de Albailera

Aislador de caucho

Excitacin Ssmica

Espectro de aceleracin

Norma E-030ESPECTRO DE ACELERACIN GENERADO (Norma)

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 2.4

Periodo (segundos)

Acele

raci

n (

g)

Seal de aceleracin sinttica

(Norma E-030)Seal de aceleracin generada (Norma)

-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

Tiempo (segundos)

Ac

ele

raci

n (

g)

Prediccin del

Comportamiento Ssmico

Distribucin de deformaciones

Mdulo sin aislar Mdulo aislado

Anlisis no lineal

-80

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

-0.006 -0.004 -0.002 0.000 0.002 0.004 0.006

Distorsin angular

Fu

erz

a c

ort

an

te (

kN

)

-15.0

-10.0

-5.0

0.0

5.0

10.0

15.0

-0.0002 -0.0002 -0.0001 -0.0001 0.0000 0.0001 0.0001 0.0002 0.0002

Distorsin angular

Fu

erz

a c

ort

an

te (

kN

)

-0.80

-0.60

-0.40

-0.20

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

-0.008 -0.006 -0.004 -0.002 0.000 0.002 0.004 0.006 0.008

Curvatura (1/m)

Mo

me

nto

(k

N.m

)

Muro 1 piso

-3.0

-2.0

-1.0

0.0

1.0

2.0

3.0

-0.05 -0.04 -0.03 -0.02 -0.01 0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05

Curvatura (1/m)

Mo

me

nto

(k

N.m

)

Mdulo sin aislar Mdulo aislado

Viga 2 piso

-0.20

-0.15

-0.10

-0.05

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

-0.004 -0.003 -0.002 -0.001 0.000 0.001 0.002 0.003 0.004

Curvatura (1/m)

Mo

me

nto

(k

N.m

)

-8.0

-6.0

-4.0

-2.0

0.0

2.0

4.0

6.0

8.0

-0.10 -0.08 -0.06 -0.04 -0.02 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10

Distorsin angular

Fu

erz

a c

ort

an

te (

kN

)-2.50

-2.00

-1.50

-1.00

-0.50

0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

-0.06 -0.04 -0.02 0.00 0.02 0.04 0.06

Curvatura (1/m)

Mo

me

nto

(k

N.m

)

Aislador

Columna 1 Piso

Resumen

ELEMENTOPARAMETROMEDIDO

VALORESMXIMOS

BASEFIJA

BASEAISLADA

MuroFuerza cortanteresistente(kN)

60 60 9.3

VigaMomento resistente

(kN.m)2.5 2.5 0.7

ColumnaMomento resistente

(kN.m)1.9 1.9 0.2

AisladorDesplazamientomximo (mm)

150 -- 90

Conclusiones

Factibilidad de ensayo experimental.

Efectividad del aislamiento ssmico.