Protección Sísmica

Enfoque Energético del Diseño Sísmico Enfoque 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)

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

Enfoque Energético del Diseño Sísmico Capacity 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)

Enfoque Energético del Diseño Sísmico Aislación 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.

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

Aislamiento Sísmico: El Concepto Edificio Tradicional Edificio Aislado

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

Aislamiento Sísmico: El Concepto Reducciones espectrales debido a la utilización de dispositivos con mayor amortiguamiento

Aislación Sísmica: El Concepto La 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

Aislamiento Sísmico: Dispositivos Aisladores Elastoméricos AISLADORES ELASTOMÉRICOS CON NÚCLEO DE PLOMO AISLADORES ELASTOMÉRICOS -Ensayo -Solarino

Aislamiento Sísmico: Dispositivos Aislador 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

Aislamiento Sísmico: Dispositivos

Aislamiento Sísmico: Dispositivos

Funcionamiento equivalente al funcionamiento del péndulo El período T no depende de la masa

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.

Aislación Sísmica: Instalación Instalación 1 Instalación 2

Amortiguador de Masa Sintonizada AMS = 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”

Amortiguador de Masa Sintonizada AMS sin amortiguamiento Ecuación de movimiento: Solución con forma:

Amortiguador de Masa Sintonizada Las funciones de transferencia H1(jv) y H2(jv) son:

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

Amortiguador de Masa Sintonizada Taipei 101, (508 m) Taipei – Taiwan, 2004 AMS (1) Peso: 730 ton Frecuencia: 0.14 - 0.15 Hz Reducción viento: 37% Taipéi 101

Amortiguador de Masa Sintonizada Edificio Parque Araucano Primer Edificio con AMS en Sudamérica

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

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

Amortiguador de Masa Sintonizada Respuesta versus período

Disipación Sísmica: El concepto Dispositivos = 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.

Disipación Sísmica: Dispositivos Amortiguadores Viscosos

Disipación Sísmica: Dispositivos Amortiguadores Viscosos -Puente Rion – Antirion Grecia

Disipación Sísmica: Dispositivos Trasladar el centro de rigidez de manera de acercarlo al centro de gravedad, eliminando torsión.

Disipación Sísmica: Dispositivos Edificio Nueva Apoquindo Edificio de Oficinas 22 Amortiguadores Viscosos

Disipación Sísmica: Dispositivos Disipadores Metálicos