1 Protección Sísmica

2 Enfoque Energético del Diseño SísmicoEnfoque Energético del Diseño Sísmico Ei = EE + EK + EH + EV Ei Entrada de energía. Corresponde al trabajo realizado por la fuerza de inercia que actúa sobre la estructura (Esfuerzo cortante en la base), debido al desplazamiento de su punto de apoyo EE Energía de deformación elástica EK Energía Cinética Ed Energía disipada (a través de distintos mecanismo. Por ejémplo Histeréticos EH y viscosos EV)

3 Enfoque Energético del Diseño SísmicoDemanda  Oferta Ei  EE + EK + Ed La protección sísmica se puede llevar a cabo reduciendo la demanda y/o aumentando la oferta

4 Enfoque Energético del Diseño SísmicoCapacity design (resistencia) = aumento de la oferta (aumento de Ed) La estructura debe proyectarse con suficiente ductilidad global y local, de tal modo que se formen la mayor cantidad posible de plastificaciones antes del colapso; la estructura por ende debe estar en condiciones de disipar la mayor cantidad posible de energía. Esta disipación se produce a través del daño de los elementos estructurales ( además de los no estructurales)

5 Enfoque Energético del Diseño SísmicoAislación sísmica = reducción de la demanda La energía de ingreso no es una propiedad intrínseca del terremoto, en el sentido que además de depender del desplazamiento del terreno también depende de la respuesta estructural. Y esta depende principalmente del período fundamental de vibración además de la aceleración aplicada.

6 Aislación Sísmica: El ConceptoDisociar el movimiento de la estructura del de la tierra para reducir los efectos destructivos del sismo

7 Aislamiento Sísmico: El ConceptoEdificio Tradicional Edificio Aislado

8 Aislamiento Sísmico: El ConceptoUtilización de dispositivos de baja rigidez en su base lo que entrega flexibilidad a la estructura. Período fundamental de la estructura

9 Aislamiento Sísmico: El ConceptoReducciones espectrales debido a la utilización de dispositivos con mayor amortiguamiento

10 Aislación Sísmica: El ConceptoLa disociación se obtiene a través de dispositivos llamados Aisladores, los que reducen las aceleraciones que se transmiten a la superestructura la cual funciona como cuerpo rígido. La Aislación Sísmica tiene los siguientes resultados: Evitar completamente daños estructurales y no estructurales Evitar el daño o perdida de funcionalidad de los equipos que se encuentran al interior del edificio, mejorando así su continuidad operativa

11 Aislamiento Sísmico: DispositivosAisladores Elastoméricos AISLADORES ELASTOMÉRICOS CON NÚCLEO DE PLOMO AISLADORES ELASTOMÉRICOS -Ensayo -Solarino

12 Aislamiento Sísmico: DispositivosAislador de Péndulo Friccional Periodo no depende de la masa de la estructura Elimina la rotación Menor costo que aisladores elastoméricos Menor tiempo de fabricación PÉNDULOS FRICCIONALES L’Aquila Ensayo

13 Aislamiento Sísmico: Dispositivos

14 Aislamiento Sísmico: Dispositivos

15 Funcionamiento equivalente al funcionamiento del pénduloEl período T no depende de la masa

16 Aislación Sísmica: Beneficios-Disminuye hasta en un 80% la aceleración que se percibe dentro de la estructura posibilitando un ahorro en la misma. -Asegura la continuidad operativa del Edificio. -Disminuye al mínimo la probabilidad de daño en elementos estructurales y no estructurales.  Especialmente utilizadas en: Oficinas, hospitales públicos y privados, data centers, puertos, aeropuertos, viviendas, etc.

17 Aislación Sísmica: InstalaciónInstalación 1 Instalación 2

18 Amortiguador de Masa SintonizadaAMS = reducción de la demanda Absorbedor de vibraciones (Frahm 1909) “... si la frecuencia del absorbedor adherido a la estructura coincide con la frecuencia de la excitación, entonces la masa del sistema principal permanece quieta, y el absorbedor genera en todo instante sobre la estructura fuerzas iguales y contrarias a la excitación”

19 Amortiguador de Masa SintonizadaAMS sin amortiguamiento Ecuación de movimiento: Solución con forma:

20 Amortiguador de Masa SintonizadaLas funciones de transferencia H1(jv) y H2(jv) son:

21 Amortiguador de Masa SintonizadaSe observa que si v = wa entonces H1(jv) = 0, y esto significa que: y

22 Amortiguador de Masa SintonizadaTaipei 101, (508 m) Taipei – Taiwan, 2004 AMS (1) Peso: 730 ton Frecuencia: Hz Reducción viento: 37% Taipéi 101

23 Amortiguador de Masa SintonizadaEdificio Parque Araucano Primer Edificio con AMS en Sudamérica

24 Amortiguador de Masa SintonizadaAMS Poner atención en: - Reducción del desplazamiento - Retorno al “reposo” en sistema con AMS

25 Amortiguador de Masa SintonizadaEdificio Parque Araucano Edificio de Oficinas Masa Sintonizada 2 Amortiguadores Viscosos de gran tamaño.

26 Amortiguador de Masa SintonizadaRespuesta versus período

27 Disipación Sísmica: El conceptoDispositivos = Aumentar la oferta -Focaliza la disipación de energía del sismo en elementos diseñados para este propósito. -Permite manejar la respuesta de un edificio frente a un sismo. -Aumenta la capacidad de absorción de energía de la estructura.

28 Disipación Sísmica: DispositivosAmortiguadores Viscosos

29 Disipación Sísmica: DispositivosAmortiguadores Viscosos -Puente Rion – Antirion Grecia

30 Disipación Sísmica: DispositivosTrasladar el centro de rigidez de manera de acercarlo al centro de gravedad, eliminando torsión.

31 Disipación Sísmica: DispositivosEdificio Nueva Apoquindo Edificio de Oficinas 22 Amortiguadores Viscosos

32 Disipación Sísmica: DispositivosDisipadores Metálicos

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