AVANCES EN INGENIERIA INGENIERIA SISMICA LABORATORIO DE ESTRUCTURAS CISMID Dr. Ing. Carlos ZAVALA
1
Panel disipador de energía en muro de mamposteria Carlos Zavala and Aerls de la Rosa Toro Behavior of masonry wall under cyclic load 20 15 10 5 0 -30
-20
-10
-5
0
-10
Shear force (Tn)
-15 -20 -25
10
20
30
Channel 101(not device) Channel 101(with device)
displacement (mm)
Panel: A36 t=0.6 mm. L sections: A36 40x40x0.6 mm Wall t=125 mm L=660 L =660 mm H=2200 H =2200 mm
ENSAYO DE MODULO DE CORTE - ASTM D-4014 - Roy REYNA – Carlos ZAVALA Para la determinación del modulo de corte según ASTM D-4014, 03 especímenes (MC01, MC-02 y MC-03) se ensayaron. Cada espécimen tiene 4 capas de caucho natural de un espesor de 10 mm con una sección de 50 mm x 50 mm. La capa de caucho esta pegada a las placas de acero (5 mm.) mediante un proceso de vulcanizado . Plancha superior
Plancha intermedia
Caucho Caucho
Plancha intermedia
Plancha superior
ENSAYO DE MODULO DE CORTE - ASTM D-4014 - Roy REYNA – Carlos ZAVALA
Top and bottom steel plates 70 mm x 150 mm of section and 5 mm of thickness (units in mm.)
Left & Right Middle steel plates
ENSAYO DE MODULO DE CORTE - ASTM D-4014 - Roy REYNA – Carlos ZAVALA The deformation pattern defined to this test is carry out in the specimen to the 50%, 100%, 150% and 200% of rubber strain with 6 sensors Pattern Deformation Test 25
Load Cell
CH–01
CH–00
20
) m m ( t 15 n e m e c a10 l p s i D
CH–02
5
CH–03 0 0
5
10
15
20
25
30
35
Loop
CH–04 Channel CH-00 CH-01 CH-02 CH-03 CH-04 CH-05
Device Load Cell Transducer Transducer Transducer Transducer Transducer
Range 25 ton. 100mm 50mm 50mm 50mm 25mm
CH–05
ENSAYO DE MODULO DE CORTE - ASTM D-4014 - Roy REYNA – Carlos ZAVALA Maximum Test Deformation (mm)
Maximum Rubber Deformation (mm)
CH-01 & CH-02 10 20 30 40
CH-03 & CH-04 5 10 15 20
Maximum Rubber Shear Strain (%) 50% 100% 150% 200%
ENSAYO DE MODULO DE CORTE - ASTM D-4014 - Roy REYNA – Carlos ZAVALA LOAD DIS PLA CE MENT RE SULTS FOR MC-01, MC-02, MC-03 Load - Displacement Curve (MC - 01)
Load - Displacement Curve (MC–02)
0.8
0.8
0.7
0.7
0.6
0.6
0.5
0.5
0.2
) n o t ( 0.4 d a 0.3 o L
0.1
0.1
0
0
-0.1
-0.1
) n t ( d a o L
0.4 0.3
Load - Displacement Curve (MC–03) 0.8 0.7 0.6 ) 0.5 n o t ( 0.4 d a 0.3 o L
0.2
-50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 Displacement (mm) CH-01
CH-02
CH-04
CH-05
0.2 0.1 0
-0.1
-50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 Displacement (mm)
CH-03
CH-01
CH-02
CH-04
CH-05
-50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 Displacement (mm)
CH-03
CH-01
CH-02
CH-04
CH-05
CH-03
Original Data & Cleaned Data 0.25 0.2 0.15
) n o 0.1 t ( d a 0.05 o L
0 Cleaned Data
-0.05
Original Data
-0.1 -2
0
2
4
6
8
10
12
Displacement (mm)
ENSAYO DE MODULO DE CORTE - ASTM D-4014 - Roy REYNA – Carlos ZAVALA LOAD DIS PLA CE MENT RE SULTS FOR MC-01, MC-02, MC-03 (FILTER SIGNAL) Load - Displacement Curve Cleaned (MC-01)
Load - Displacement Curve Cleaned (MC-02)
0.8
0.8
0.7
0.7
0.6
0.6
) 0.5 n o t ( 0.4 d 0.3 a o L 0.2
) 0.5 n o t ( 0.4 d 0.3 a o L 0.2
0.1
0.1
0
0
-0.1
-0.1 -50
-30
-10
10
30
50
-50
-40
-30
-20
Displacement (mm) CH-01
CH-02
CH-03
-10
0
10
20
30
Displacement (mm) CH-04
CH-01
CH-02
Load - Displacement Curve Cleaned (MC-03) 0.8 0.7 0.6 ) 0.5 n o t ( 0.4 d 0.3 a o L 0.2
0.1 0 -0.1 -50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
Displacement (mm) CH-01
CH-02
CH-03
CH-04
40
50
CH-03
CH-04
40
50
ENSAYO DE MODULO DE CORTE - ASTM D-4014 - Roy REYNA – Carlos ZAVALA
The relationship between the shear modulus and shear strain of rubber, is calculated for a rubber deformation from 25% to 175%, degradation of shear modulus due to the strain deformation is presented. Shear Modulus 25% Shear Rubber Strain
Shear Modulus vs. Shear Strain 12
16
)
) 10 m c / f g 8 k ( s u l 6 u d o M 4 r a e h S 2
2
14 12
2
m10 c / f g 8 K (
MC-01
G
MC-03
MC-02
% 5 2 6
4 2
MC-1 MC-2 MC-3
0 0%
0 0
1
2
3
4
5
6
7
8
25%
50%
75%
100%
125%
150%
175%
200%
Shear Rubber Strain (%)
9
Loop
Disipador de Fricción pura tipo Plato – Msc. Luis Berdiñana – Dr. Carlos Zavala
1 PARTE INFERIOR
150
230
Soldara tope
0 0 2 1 1 2 0 5 5
0 3 0 5 2 5 2 4 4
150
PL 1/2" PL 1/2" PARTE SUPERIOR
170 450 1
PARTE SUPERIOR PARTE INFERIOR
200
DISCO1" PL 7/16" 6 2
550
PARTE INFERIOR
Dispositivo de ensayo
Disipador de Fricción pura tipo Plato – Msc. Luis Berdiñana – Dr. Carlos Zavala
Testing the friction device
Test S etup and Test performance
Disipador de Fricción pura tipo Plato – Msc. Luis Berdiñana – Dr. Carlos Zavala
Test Video of Pure Friction Device
Disipador de Fricción pura tipo Plato – Msc. Luis Berdiñana – Dr. Carlos Zavala
Test
Fi nal state of the devic e after the tes t
Measur e Fr ic tion C oeffici ent µest =0.23
Comportamiento bajo carga cíclica con vertical constante (V)
INVESTIGACIÓN DE MAMPOSTERIA USADA EN LIMA Msc. Jenny Taira e Ing. Luis Lavado
MAMPOSTERIA EN EDIFICIOS Material convencional ampliamente usado en viviendas y edificios bajos. • Bajo costo • Buena acustica y aislamiento termico • Facil de construcción y disponibilid ad de material
80000 70000 60000 ) 2 50000 m c 40000 / g k ( E
Artesanal
30000 20000
Industrial
10000 0 0
PRAGRAMA DE ENSAYOS
Pilas (48 especímenes)
Muretes (48 especímenes)
50 100 Compresion Stress (kg/cm2)
150
Corte directo (48 especímenes)
E=439 f'm Producto de Investigación E= 500 f´m Valor actual NTE-E070
SATREPS PROJECT Fortalecimiento de Tecnologías para Terremotos y Tsunamis CISMID-JICA- PP068
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BASE DE DATOS DE ENSAYOS EXPERIMENTALES Msc. Lourdes Cardenas, Msc. Roy Reyna, Dr. Carlos Zavala
QUAD-LINEAR MODEL • • • • •
4 Linear segments Craking Point Yielding Point Maximun Point Ultimate Point
Typical Wall
16
SATREPS PROJECT Fortalecimiento de Tecnologías para Terremotos y Tsunamis CISMID-JICA-PP068
Cyclic Load Test Plane and H – Masonry and Low Ductility Concrete Wall
SATREPS PROJECT Fortalecimiento de Tecnologías para Terremotos y Tsunamis CISMID-JICA-PP068
15
10
5
0 1
‐5
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 4 6 8 0 4 4 4 4 , 2 , , 6 , 8 , 0 , 2 , 4 , 6 , 8 , 0 , 2 , 4 , 6 , 8 , 0 , 2 , , 6 , 8 , 0 , 2 , , 6 , 8 , 0 , 2 , 4 , 6 , 8 , 0 , 2 , , 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 4 4 4 4 4 5 5 5 5 5 6 6 6 6 6 7 7 7
‐10 ‐15
17
Cyclic Load Test Plane and H – Masonry and Low Ductility Concrete Wall CISMID/FIC/UNI - SATREPS Confined Masonry Wall Tests Influenceof Brick type use-Thickness 15 cm Comparisonwith Planeand H wall 10.00
8.00
6.00
4.00
2.00
0.00 -0.015
-0.012
-0.009
-0.006
-0.003
0
0.003
0.006
0.009
0.012
0.015
-2.00
-4.00
) 2 m c / g k ( s s e r t S
-6.00
-8.00 SolidHandmade -10.00
Drift
SolidFactory TubularFactory TubularHandmade H-Wall-05
SATREPS PROJECT Fortalecimiento de Tecnologías para Terremotos y Tsunamis CISMID-JICA-PP068
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COMPARACIÓN MURO I CON MURO H CISMID/FIC/UNI-JICA SATREPS Project Comparison Low ductility concrete wall - Wall 02 vs Wall 04 500
) N k ( d a o L l a e r a L
) m c / g k ( s s e r t S r a e h S -0.008
2
400 300 200 100
-20.00 -16.00 -12.00 -8.00
CISMID/FIC/UNI-JICA SATREPS Project Comparison Low ductility concrete wall - Wall 02 vs Wall 04
0 -4.00 0.00 -100
4.00
8.00
12.00 16.00 20.00
-0.006
-0.004
-200 -300 -400 -500 displacement (mm) One Plane Wall - M2 Wall - H - M4
SATREPS PROJECT Fortalecimiento de Tecnologías para Terremotos y Tsunamis CISMID-JICA-PP068
20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 -0.002 -20.000 -4 -6 -8 -10 -12 -14 -16 -18 -20
One Pl ane Wall - M2
0.002
0.004
0.006
0.008
Drift Wal l - H - M4
f´c= 210 kg/cm2 fv= 7.7 kg/cm2 E=217350 kg/cm2
Specimen One Plane Wall Wall ‐ H
Initial Stiffness End El asti c (kN/mm) 184.3 293.9
Drift 0.00034 0.00044
Li mi t
max
Stress 2
Drift 0.0040 0.0064
(kg/cm ) 14.5 19.3
¿Que pasaría con : f´c= 90 kg/cm2 fv= 5.0 kg/cm2 E= 142302 kg/cm2 ?
COMPARACIÓN MURO I CON MURO H CISMID/FIC/UNI-JICA SATREPS Project Comparison Low ductility concrete wall - Wall 02 vs Wall 04 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 -2 -0.006-0.005-0.004-0.003-0.002-0.0010.000 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 -4 -6 -8 -10 -12 -14 -16 -18 -20 Drift
) m c / g k ( s s e r t S r a e h S
2
One Pl ane Wal l - M2
Wall - H - M4
SATREPS PROJECT Fortalecimiento de Tecnologias para Terremotos y tsunamis CISMID-JICA-PP068
CISMID/FIC/UNI-JICA SATREPS Project Comparison Low ductility concrete wall - Wall 02 vs Wall 04
Elastic: 2.4
2.4
o i t a R s s e r t S r a e h S
2.0 1.6 1.2 0.8 0.4
-0.0060
-0.0040
-0.0020
0.0 0.0000
Str ess Rati o
Inelastic: 1.40 0.0020 Ideal ratio
0.0040
0.0060 Drift
Desarrollo y ensayo de un amortiguador: BCE Work Pinaud – Dr. Carlos Zavala
Dispositivo propuesto y dimensiones (mm)
Ensayos de Fluidos
Dispositivo desarrollados
Desarrollo y ensayo de un amortiguador: BCE Work Pinaud – Dr. Carlos Zavala
Ensayo con amortiguadores
Ensayo sin amortiguadores 1.5
Sin Disipador (Max Abs= 1.144cm) Con Disipador (Max Abs= 0.312cm)
) m c 1 ( o v i t a 0.5 l e R o 0 t n e i m-0.5 a z a l p s -1 e D
Respuesta
Sin amortiguadores
Máx
Desplazamiento Relativo (cm) Velocidad Relativa (cm/s) Aceleración Relativa (cm/s2) Aceleración Absoluta (cm/s2)
-1.5 0
10
20
30
40
Tiempo (s)
50
60
70
80
Mín
Con amortiguadores
Reducción (%)
Máx
Máx
Mín
Mín
1.14
-1.05
0.31
-0.26
72.73
75.53
22.77
-26.64
8.31
-7.44
63.49
72.08
693.07
-722.70
437. 34
-401. 59
36.90
44.43
576.21
-587.31
238. 79
-259. 32
58.56
55.85
Desarrollo y ensayo de dispositivo disipador de fricción tipo plato + vastago BCE Jorge Mestanza– Dr. Carlos Zavala
CONCLUSIONES Para el desarrollo de dispositivos de aislamiento de caucho y laminas de acero por vulcanizado, se ha estudiado el comportamiento de un prototipo con resultados razonables.
Se ha mostrado dos aisladores sísmicos de fricción que muestran una posibilidad de aislamiento en la base de bajo costo.
Se han mostrado resultados del comportamiento de muros de albañilería y muros de ductilidad limitada, con la influencia de paredes perpendiculares. El resultado demuestra la influencia variable del muro perpendicular en especial en el rango no lineal con un patrón definido.
Machu Picchu - Cuzco
Santa Catalina - Arequipa VISIT PERU
San Isidro Lima
Thank You
