Maestra en Ingeniera Civil Mencin en Estructuras

Sistemas de Proteccin Ssmica

de Edificios

Aisladores

de Base

Disipadores

de Energa

Masas

Sintonizadas

Sistemas

Pasivos

Aisladores

Activos

Aisladores

Semi-Activos

Masas Sintonizadas

Semi-Activas

Sistemas

Hbridos

Masas

Activas

Arriostres

Activos

Control

Adaptivo

Sistemas

Activos

Sistemas

de Proteccin Ssmica

SISTEMAS PASIVOS

EstructuraExcitacin Respuesta

EstructuraExcitacin Respuesta

SP

ESTRUCTURA CONVENCIONAL

ESTRUCTURA CON SISTEMA PASIVO

SISTEMAS ACTIVOS

EstructuraExcitacin Respuesta

Actuadores

Sensores Controlador Sensores

Los sensores instalados en la estructura miden las excitaciones

externas y la respuesta dinmica de la estructura.

Los procesadores en tiempo real procesan la informacin

proveniente de los sensores, y calculan las fuerzas de necesarias

basndose en un algoritmo de control.

SISTEMAS HBRIDOS

EstructuraExcitacin Respuesta

Sensores Controlador Sensores

Actuadores

SP

SISTEMAS ACTIVOS E HIBRIDOS

Masa Activa

Arriostres y Tendones Activos

SISTEMAS ACTIVOS

MASA SINTONIZADA ACTIVA

Masas Activas: Princ. 4Ton, Sec. 1TonKYOBASHI SEIWA BLDG

OSCILADOR HBRIDO

Landmark Tower, Yokohama, Japn

OSCILADOR HBRIDO

Shinjuku Park Tower, Tokyo, Japn

DISIPADOR MAGNETO-REOLOGICO

SISTEMAS PASIVOS

SISTEMAS PASIVOS

Aisladores de Base

Disipadores de Energa.

Masas Sintonizadas

AISLADORES DE BASE

AISLADORES ELASTOMRICOS

Caucho natural

Caucho con ncleo de plomo

Caucho de alto amortiguamiento

LRB

AISLADORES DESLIZANTES

Electricit de France,

EERC Combinado, TASS

Elstico Friccionante,

Pendular Friccionante (FPS)

Friction Pendulum System

FPS

DISIPADORES DE ENERGA

DISIPADORES HISTERTICOS

Metlicos (Flexin, Torsin, Corte, Extrusin)

Friccionantes

DISIPADORES VISCOELASTICOS

Slidos Viscoelsticos

Fluidos Viscoelsticos

CURVAS DE HISTRESIS

DISIPADORES DE ENERGA

Disipadores de Fluido Viscoso

DisipadorNippon Steel

AISLADOR + DISIPADOR

Base Terica del Aislamiento

de Base

Sistema aislado de 2 gdl

)()( bssbss uukuucum

)()( gbbgbbbbs uukuucumum

Ecuacin del movimiento (Desp. Relativos)

guMrKvvCvM

:matricialformaEn

donde

1

0

0

0

0

0

base la ac/r estructura ladeDespl.

suelo alc/r base ladeDespl.

bs

s

ss

b

s

b

s

b

s

b

s

b

s

s

ss

bss

gbb

mmM

uMm

mm

v

v

k

k

v

v

c

c

v

v

Mm

mm

uuv

uuv

g

Ordenes de magnitud y parmetros estructurales

mb < ms

s = ( ks/ms )1/2 >> b = ( kb /M )

1/2

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

= ms/M < 1

s = cs/(2mss) = O( )

b = cb/(2Mb) = O( )

Modos y frecuencias de vibracin

1

1

1

11

2

*2/12 )1/( ss

*2/11 )1( bb

Ecuacin del movimiento (Coordenadas modales)

ggsss

ggbbb

b

s

uuqqq

uuqqq

(t)q(t)qtv

tvt

2

22

22

*2

*2

11*

1*

1

2211

2

2

:clsico ientoamortiguam Asumiendo

)(

)()(

:scoordenadadeCambio

m

mr

m

mr

v

T

T

1T1

T1

Factores de participacin

nfima. es l)estructura (def. 2 modo delin participac La

completa. es o)aislamient (def. 1 modo delin participac La

pequeo.muy es y 1 Por tanto pequeo.muy es

entonces separadas,bien estn y sfrecuencia las Si

1

21

sb

22

22

1

m

mr

m

mr

T

T

1T1

T1

Modo estructural y excitacin ssmica

ssmica. excitacin la a ortogonal nteprcticame es lestructura

modo el que significa que lo ,0 que tienese

modos) los de idad(ortogonal 0 como Entonces,

1

0

1

es to)(aislamien modoprimer El

1

0

vector elpor adacaracteriz est ssmica excitacin La

2

12

1

mr

m

r

r

T

T

gg uu

Factores de amortiguamiento

sbs

s

bbb

2/1

2/1

2/1 )1()1(

a)(estructur 2 Modo

2

31

s)(aisladore 1 Modo

Respuesta mx. de desplazamientos relativos

bbd

b

bbV

maxbab

bbdb

bbV

maxbas

ssdmaxbf

s

SS

v

SS

v

Sv

,,

,,

Aislada Basecon Estructura

,

Fija Basecon Estructura

Base Fija

Aislada (base)

Aislada (estr.)

Coeficiente de cortante basal

bbpabbpaba

sspabf

s

SSC

SC

m

VC

,1

1,

Aislada Basecon Estructura

,

Fija Basecon Estructura

2/1

Aislada (estr.)

Base Fija

Aplicaciones de

Aislamiento Ssmico

Fire Command and Control Facility, California

32 HDR, costo 6% menos

University of Southern California Teaching Hospital

68 LRB, 81 NRB. Funcional luego de Northridge

San Francisco City Hall, California

530 LRB

Oakland City HallCalifornia

110 LRB

Hearst Mining BuildingUC Berkeley California

U.S. Court of AppealsSan Francisco, California

256 FPS

Puente Benicia-Martinez, California

FPS

Terminal Internacional SFO, California

FPS

Proyecto UNIDOIndonesia

Proyecto UNIDOIndonesia

Proyecto UNIDOIndonesia

Chile

Chile

Chile

DISEO PRELIMINAR DE UN EDIFICIO

PERUANO CON AISLAMIENTO

SSMICO

Tesis de Javier Zevallos

Noviembre 2001

MODELO ESTRUCTURAL

AISLADORES

590 mm

600 mm

272

mm

16.7 mm

25 mm

25 mm

2 mm

ANLISIS ESPECTRAL

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0

Periodo (seg)

Pseudo-A

cele

raci

n E

spectr

al (

g)

Sismo X-X

Sismo Y-Y

Edificio con

Base Fija

Edificio con

Aislamiento

Ssmico

ANLISIS ESPECTRAL X-X

Desplazamientos relativos a la Base (mm)

Desplazamientos de Entrepiso (mm)

17.33

20.13

22.79

24.55

24.39

20.66

12.03

141.88

124.55

104.42

81.63

57.08

32.69

12.03

5.85

7.01

8.27

9.37

9.90

9.40

8.24

58.04

52.19

45.18

36.91

27.54

17.64

8.24

Desplazamiento de la Base = 178.95 mm

ANLISIS ESPECTRAL Y-Y

14.11

14.79

14.82

14.12

12.55

10.06

6.61

87.06

72.95

58.16

43.34

29.22

16.67

6.61

Desplazamientos relativos a la Base (mm)

Desplazamientos de Entrepiso (mm)

3.92

4.18

4.39

4.53

4.51

4.28

4.17

29.98

26.06

21.88

17.49

12.96

8.45

4.17

Desplazamiento de la Base = 187.01 mm

ANALISIS DE RESPUESTA EN EL TIEMPO

Sismo

X-X

Sismo

Y-Y

ESTUDIO TEORICO DEL

COMPORTAMIENTO SSMICO DE

CONSTRUCCIONES DE VIVIENDA

CON AISLAMIENTO DE BASE

Tesis de Claudia Guardia y

Csar Sotelo

Diciembre 2001

Mdulo de Albailera

Espectro de Pseudoaceleracin Norma E-030

Seal sinttica de aceleracin (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)

Anlisis no lineal - deformaciones

Mdulo sin aislar Mdulo aislado

-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

)

Aislador

-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

)

Muro Mdulo aislado

-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

)

Anlisis no lineal

Muro mdulo sin aislar

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