resis-aisladores.doc

UNIVERSIDAD CATOLICA DE SANTA MARIA

.

USO DE AISLADORES SISMICOS EN LA CONSTRUCCION Renzo Fernández, Claudia Holgado, Heler! Lozada, Olen"a Mendoza, Caroline Meza, Ronel Ri#a$

'olu 'olu&n &na, a, 'one 'one;i ;ion one$ e$,, 7 en la in!e in!era ra'' ''i in n en!r en!re e el $i$! $i$!e& e&a a e$!r e$!ru' u'!u !ura rall 7 $i$! $i$!e& e&a$ a$ no e$!r e$!ru' u'!u !ura rale le$, $, (rin'i(al&en!e !ai+ue$. El di$e1o $i$&orre$i$!en!e 'on#en'ional $e )unda&en!a en la 'a(a 'a(a'i 'ida dad d de la$ la$ e$!r e$!ru' u'!u !ura ra$ $ (ara (ara di$i di$i(a (arr la ener energg-a a +ue +ue le en! en!rega rega el $i$&o i$&o (or (or &edi &edio o de de)o de)or& r&a' a'io ione ne$ $ inel inelá$ á$!i !i'a 'a$, $, la$ la$ +ue +ue 'o&o 'o&o $e a &en'ionado an!erior&en!e, i&(li'an un da1o 'on!rolado de la e$!ru'!ura. ?ara al'anzar ni#ele$ de de)or&a'in 'o&(a!ile$ 'on la$ de&anda$ $-$&i'a$, la$ e$!ru'!ura$ deen deen 'u&(li 'u&(lirr 'on lo$ re+ui$ re+ui$i!o i!o$ $ de de!all de!alla&i a&ien! en!o o $-$&i'o indi'ado$ en la$ nor&a!i#a$ 'orre$(ondien!e$ a 'ada &a!erial.

ingenierí ería a sísmic sísmica a actual actual ha RESUM RESUMEN EN:: La ingeni desa desarr rrol olla lado do inte intere resa sant ntes es tecn tecnol olog ogía ías s con con el   propósito de proteger las estructuras frente a terremotos terremotos,, como los aisladore aisladores s sísmicos sísmicos de base, La aislación sísmica de base es el procedimiento más más efic eficie ient nte e para para la prot protec ecci ción ón sísm sísmic ica a de estr estruc uctu tura ras s rela relati tiva vame ment nte e baja bajas s o rígi rígida das. s. La aislación sísmica de base es el procedimiento más eficiente para la protección sísmica de estructuras relativamente bajas o rígidas. El aisl aislam amie ient nto o sísm sísmic ico o es una una cole colecc cció ión n de elementos estructurales para aislar la supe supere rest stru ruct ctur ura a del del edif edific icio io del del terr terren eno o y así  así   proteger la integridad del edificio. El diseño sism sismor orre resi sist sten ente te de edif edific icio ios s con con aisl aislad ador ores es sísm sísmic icos os cons consis iste te en la modi modifi fica caci ción ón de las las cara caract cter erís ísti tica cas s diná dinámi mica cas s de la edif edific icac ació ión n reduciendo su demanda sísmica.

3. AISLA ISLACIÓN CIÓN SÍSM SÍSMIC ICA A E$!á a$ada en la idea de ai$lar una e$!ru'!ura del $uelo &edian!e ele&en!o$ e$!ru'!urale$ +ue redu'en el e)e' e)e'!o !o de lo$ lo$ $i$ $i$&o$ &o$ $or $ore e la e$!r e$!ru' u'!u !ura ra.. E$!o E$!o$ $ ele&en ele&en!o$ !o$ e$!ru' e$!ru'!ur !urale ale$ $ $e deno&i deno&inan nan ai$lad ai$ladore ore$ $ $-$&i $-$&i'o$ 'o$ 7 $on di$(o$ di$(o$i!i i!i#o$ #o$ +ue a$or a$oren en &edian &edian!e !e de)or&a'i de)or&a'ione$ one$ ele#ada$ la energ-a energ-a +ue un !erre&o!o !erre&o!o !ran$&i!e a una e$!ru'!ura.

PALABRAS PALABRAS CLAVE CLAVE% Se $ugiere no &á$ de 'ua!ro (alara$ o )ra$e$ 'or!a$ en orden al)a*!i'o, $e(arada$ (or 'o&a$, +ue re(re$en!en $u re(or!e.

1. ANTEC NTECED EDEN ENTE TES S El 'on' on'e(! e(!o de ai$ ai$la' la'in $-$&i' &i'a a $ido $ido de$arr de$arroll ollado ado de$de a'e &á$ de /00 a1o$2 a1o$2 en $u$ ini'io$ )ue u$ado $ore (uen!e$ 3(rin'i(io$ del a1o /4506 7 en edi)i'io$ 3)inale$ del a1o /4506 $in e&argo, re'i*n en lo$ 8l!i&o$ 90 a1o$ $e a ido di)undiendo (ara $er  a(li'ado de )or&a (rá'!i'a 7 $lo en lo$ 8l!i&o$ /: a1o$ $u a(li a(li'a 'a'i 'in n $e a ido ido in'r in're& e&en en!a !and ndo o de )or& )or&a a e;(onen'ial (or el uen de$e&(e1o +ue (re$en!aron lo$ (o'o$ edi)i'io$ ai$lado$ an!e lo$ $i$&o$.

Figura /. E)e'!o de un $i$&o en un edi)i'io

2. INTR INTROD ODUC UCCI CION ON Lo$ re'ien re'ien!e$ !e$ !erre& !erre&o!o o!o$ $ o'urri o'urrido$ do$ en Cile, Cile, o !oda$ la$ 'arga$ de $er#i'io, #er!i'ale$ 7 orizon!ale$. Deerá $er !an e)e'!i#a 'o&o la e$!ru'!ura 'on#en'ional. ?ro#ee la )le;iilidad orizon!al $u)i'ien!e (ara al'anzar el (eriodo na!ural de la e$!ru'!ura ai$lada. Ca(a'idad de la e$!ru'!ura de re!ornar a $u e$!ado original $in de$(laza&ien!o$ re$iduale$. ?ro#ee un ade'uado ni#el de di$i(a'in de energ-a, de &odo +ue 'on!role lo$ de$(laza&ien!o$ +ue de o!ra )or&a (udieran da1ar o!ro$ ele&en!o$ e$!ru'!urale$.

Figura B. Ai$lador !i(o LDR.

4.2 TIPOS DE AISLADORES SISMICOS 1.

Aislad!"s "las#$%!i&s: Con)or&ado$ (or un 'on>un!o de lá&ina$ (lana$ de ela$!&ero$ in!er'alada$ 'on 'a(a$ de a'ero. La$ lá&ina$ de ela$!&ero$ $on #ul'anizada$ a la$ 'a(a$ de a'ero 7, (or lo general, (re$en!an una $e''in 'ir'ular o 'uadrada. Median!e e$!a 'on)igura'in $e logra la )le;iilidad la!eral ne'e$aria (ara (er&i!ir el de$(laza&ien!o orizon!al rela!i#o en!re la e$!ru'!ura ai$lada 7 el $uelo. Ha7 B !i(o

%$Figura 9. Ai$lador !i(o LR

2.

1.1. Aislad!"s "las#$%!i&s d" 'a( a$!#i)*a$i"+# ,LDRB-: Lo$ ai$ladore$ !i(o LDR (re$en!an a>o a&or!igua&ien!o 3@: 'o&o &á;i&o6, (or lo +ue general&en!e $e u!ilizan en 'on>un!o 'on di$i(adore$ de energ-a +ue (ro#een a&or!igua&ien!o adi'ional al $i$!e&a.

1.2. Aislad!"s "las#$%!i&s &+ +&l" d" /l$ ,LRB-: Son ai$ladore$ ela$!o&*ri'o$ $i&ilare$ a lo$ LDR (ero (o$een un n8'leo de (lo&o, ui'ado en el 'en!ro del ai$lador, +ue (er&i!e au&en!ar el ni#el de a&or!igua&ien!o del $i$!e&a a$!a ni#ele$ 'er'ano$ al :@B0.  Al de)or&ar$e la!eral&en!e el ai$lador duran!e la a''in de un $i$&o, el n8'leo de (lo&o )lu7e, in'urriendo en de)or&a'ione$ (lá$!i'a$, 7 di$i(ando energ-a en )or&a de 'alor. Al !*r&ino de la a''in $-$&i'a, la go&a del ai$lador  re!orna la e$!ru'!ura a $u (o$i'in original, &ien!ra$ el n8'leo de (lo&o re'ri$!aliza.

1.3. Aislad!"s "las#$%!i&s d" al# a$!#i)*a$i"+# ,0DRB-: Son ai$ladore$

Aislad!"s d"slia+#"s% U!ilizan una $u(er)i'ie de de$liza&ien!o, !-(i'a&en!e de a'ero ino;idale, $ore la +ue de$liza una (la'a de a'ero re#e$!ida de ?oli!e!ra Fluoro E!ileno 3?TFE6, $ore la +ue $e $o(or!a la e$!ru'!ura. La $u(er)i'ie de de$liza&ien!o (er&i!e el &o#i&ien!o orizon!al de la e$!ru'!ura de &anera inde(endien!e del $uelo. E$!e $i$!e&a de ai$la'in $-$&i'a Figura 5.  Ai$lador !i(o LR.   'or(ora'in de de$arrollo !e'nolgi'o do'u&en!o !*'ni'o 'd! nG 4 (er&i!e di$i(ar energ-a (or &edio de la$ )uerza$ de roza&ien!o +ue $e generan duran!e un $i$&o. 2.1. A/s d"slia+#"s /la+s: Con$i$!en á$i'a&en!e en do$ $u(er)i'ie$, una aderida a la e$!ru'!ura 7 la o!ra a la )unda'in, +ue (o$een un a>o 'oe)i'ien!e de ro'e, (er&i!iendo lo$ &o#i&ien!o$ orizon!ale$ 7 re$i$!ir la$ 'arga$ #er!i'ale$. ?o$een, general&en!e, una 'a(a de un &a!erial e$!a$!o&*ri'o 'on el )in de )a'ili!ar el &o#i&ien!o del de$lizador en 'a$o de $i$&o$. 2.2. P%+d*ls !i&&i+al"s ,PS6% Cuen!an 'on un de$lizador ar!i'ulado ui'ado $ore una $u(er)i'ie 'n'a#a. Lo$ F?S, a di)eren'ia de lo$ a(o7o$ de$lizan!e$ (lano$, 'uen!an 'on la 'ara'!er-$!i'a 7 #en!a>a de $er au!o'en!ran!e$. Luego de un &o#i&ien!o $-$&i'o, la e$!ru'!ura regre$a a $u (o$i'in ini'ial gra'ia$ a la geo&e!r-a de la $u(er)i'ie 7 a la )uerza indu'ida (or la gra#edad.

ela$!o&*ri'o$ 'u7a$ lá&ina$ de ela$!&ero$ $on )ari'ado$ adi'ionando ele&en!o$ 'o&o 'arn, a'ei!e$ 7 re$ina$, 'on el )in de au&en!ar el a&or!igua&ien!o de la go&a a$!a ni#ele$ 'er'ano$ al /0@/:. Lo$ ai$ladore$ !i(o HDR (re$en!an &a7or $en$iilidad a 'a&io$ de !e&(era!ura 7 )re'uen'ia +ue lo$ ai$ladore$ !i(o LDR 7 LR. Figura :. A(o7o de$lizan!e (lano

2

UNIVERSIDAD CATOLICA DE SANTA MARIA

.

Estructura reforzada  San Francisco ity Hall (EE!!)

Figura . ?*ndulo )ri''ional.

4.3 BENEICIOS 5 LIMITACIONES DE USO 1.

B"+"i&is: Lo$ di$(o$i!i#o$ de ai$la'in $-$&i'a a'!8an 'o&o )il!ro del &o#i&ien!o $-$&i'o, e#i!ando +ue gran (ar!e de la energ-a $-$&i'a $e !ra$(a$e a la e$!ru'!ura ai$lada, redu'iendo lo$ e$)uerzo$ 7 (or lo !an!o, el da1o (rodu'ido a ele&en!o$ e$!ru'!urale$, no e$!ru'!urale$ 7 'on!enido$ de lo$ edi)i'io$.

2.

Aislador elasto"#rico. $uente %olden %ate (EE!!)

Li$i#a&i+"s d" *s% Alguno$ !i(o$ de ai$ladore$, 'o&o el 'a$o de lo$ ai$ladore$ de$lizan!e$, re+uieren $er re#i$ado$ luego de $i$&o$ e;'e('ional&en!e $e#ero$. Deido al de$(laza&ien!o rela!i#o en!re la e$!ru'!ura ai$lada 7 el $uelo u o!ra$ e$!ru'!ura$ no ai$lada$, !oda$ la$ e$(e'ialidade$ in#olu'rada$ en un (ro7e'!o, 7 +ue $e (uedan #er a)e'!ada$ (or el de$(laza&ien!o de la e$!ru'!ura ai$lada, deen realizar di$e1o$ e$(e'iale$ de $u$ $i$!e&a$ a )in de a'o&odar lo$ de$(laza&ien!o$ e$(erado$ (ara el $i$!e&a de ai$la'in.

NORMATIVA PARA UTURA EDIICA CIONES La

re'ien!e +!$a

"dii&a&i+"s

#%&+i&a d" E.737 Di$e1o

Si$&orre$i$!en!e, a(roada el (a$ado  de enero &edian!e De're!o Su(re&o N0 00B@ 0/ del Mini$!erio de Vi#ienda, Con$!ru''in 7 Sanea&ien!o, $e1ala +ue a (ar!ir de la )e'a, !oda edi)i'a'in deerá 'on!ar 'on 'ondi'ione$ &-ni&a$ en $u di$e1o 7 un 'o&(or!a&ien!o $-$&i'o +ue e#i!e la (*rdida de #ida$ u&ana$, a$egure la 'on!inuidad de lo$ $er#i'io$ á$i'o$ 7 &ini&i'e lo$ da1o$ de la (ro(iedad. ?ara el Ser#i'io Na'ional de Ca(a'i!a'in (ara la Indu$!ria de la Con$!ru''in 3Sen'i'o6 'on e$!a nue#a nor&a!i#a, nue$!ro (a-$ $e ui'a a la #anguardia en 'uan!o a nor&a$ de edi)i'a'in $e !ra!a, !al 'o&o Cile 7 e'u!ada )ue de alrededor de 9 &illone$ de $ole$.

E$'ria $u !e;!o en Arial de 4 ?!$, e$(a'io $i&(le. No u!ili'e el dole e$(a'ia&ien!o. Todo$ lo$ (árra)o$ deerán ini'iar 'on una $angr-a de 0.5: '& en el (ri&er  rengln 7 >u$!i)i'ado$. ?or )a#or de>e un e$(a'io en lan'o en!re (árra)o$. Lo$ !-!ulo$ de la )igura 7 de la$ !ala$ deen $er en  Arial de 4 ?!$ 3o un !i(o de le!ra $e&e>an!e6, en 'ur$i#a. U$e &a78$'ula$ $lo en la (ri&er (alara de 'ada !-!ulo de la$ )igura$ 7 de la$ Tala$. La$ )igura$ 7 la$ !ala$ $e deen nu&erar $e(arada&en!e. ?or e>e&(lo% Figura /. Lo$ !-!ulo$ de la )igura deerán e$!ar 'en!rado$ dea>o de la$ )igura$. Lo$ !-!ulo$ de la$ !ala$ deerán e$!ar  'en!rado$ arria de la$ !ala$. U!ili'e e;(l-'i!a&en!e la no!a'in e;(onen'ial en lugar de la le!ra e, e$ de'ir :.;/0 @B, en #ez de :.e@B.

8 TITULO DE PRIMER NIVEL ?or e>e&(lo, 1 INTRODUCCION, en Arial, negri!a de / (!$, &a78$'ula$, >u$!i)i'ado, 'on un e$(a'io en lan'o an!e$ 7 un e$(a'io en lan'o de$(u*$.

SECTOR SALUD SE BENEICIA

8.1 TITULO DE SEGUNDO NIVEL

4

UNIVERSIDAD CATOLICA DE SANTA MARIA

. Cuando $ea ne'e$ario e$!e !-!ulo, deen $er en  Arial, negri!a, de // (!$, en &a78$'ula$, >u$!i)i'ado, 'on un e$(a'io en lan'o an!e$, 7 un e$(a'io en lan'o de$(u*$.

8.1.1

TITULO DE TERCER NIVEL

Lo$ !-!ulo$ de !er'er orden no $on re'o&endale$ (ero $i e$ ne'e$ario, deen $er en Arial de 4 (!$, en negri!a$, &a78$'ula$, >u$!i)i'ado 'on un e$(a'io en lan'o an!e$, 7 un e$(a'io en lan'o de$(u*$.

9 REERENCIAS /

Cen!ro de 'o&(u!a'in  Uni#er$idad de Cile. Marzo 0/:.  H. Palil, ”Nonlinear Systems” , nd. ed., ?ren!i'e Hall, N