Protección Sísmica de Edificios Peruanos por Aislamiento y Disipación de Energía Protección Sísmica de Edificios Peruanos por Aislamiento y Disipación de Energía A le ja n d r o M u ñ o z Pe láez Geren te Té cni co PRISMA INGENIEROS P r o f e s o r Pr Pr i n c i p a l P U C P
Mayo 2014
Protección Sísmica de Edificios Peruanos por Aislamiento y Disipación de Energía A le ja n d r o M u ñ o z Pe láez Geren te Té cni co PRISMA INGENIEROS P r o f e s o r Pr Pr i n c i p a l P U C P
Mayo 2014
El Ideal de la Ingeniería Antisísmica Nivel de Desempeño Completamente Operativo
Operativo
Resguardo de la Vida
Cerca al Colapso
o Frecuente ñ (45 años) e s Ocasional i D (75 años) e d Raro o (475 años) m s Muy Raro i S (970 años)
Edificio Común Edificio Esencial Edificio de Seguridad Crítica
“ El Sueño…”
Antes de…
Después
El Ideal de la Ingeniería Antisísmica Nivel de Desempeño Completamente Operativo
Operativo
Resguardo de la Vida
Cerca al Colapso
o Frecuente ñ (45 años) e s Ocasional i D (75 años) e d Raro o (475 años) m s Muy Raro i S (970 años)
Edificio Común Edificio Esencial Edificio de Seguridad Crítica
“ El Sueño…”
Antes de…
Después
NORMAS DE DSR
“…Asegurar la continuidad de los servicios básicos…”
“…cuya función No debería interrumpirse inmediatamente después que ocurra un sismo…”
P
V
V diseño= 0.17 P
V V elástico= 0.80 P
¿Es suficiente?
V elástico >> V diseño entonces Daño! ¿Y la NTE 030?
… Art3.‐ Filosofía Art3.‐ Filosofía y y Principios del DSR “…Asegurar la continuidad de los servicios básicos…”
Art 10. 10.‐‐ Categoría de las Edificaciones “…cuya función No debería interrumpirse inmediatamente después que ocurra un sismo…”
Estructuras convencionales Daño Estructural
Daño en el Contenido
SISTEMAS PASIVOS
Sismo
Estructura
Respuesta
Sistemas Pasivos
Disipación
Aislamiento
Disipación de Energía
Dispositivo Disipador
Energía sísmica
Simulación Con y Sin Disipadores
Torre Titanium ‐ Chile El edificio protegido más alto de Chile 190 metros, 52 pisos 7 sótanos Disipadores Histeréticos
Tipos de Disipadores
• Masas Sintonizadas • Histeréticos (Desplazamiento) • Fluido Viscoso (Velocidad) • Visco‐elásticos (Velocidad y desplazamiento)
Amortiguadores de Masa Sintonizada
Amortiguadores de Masa Sintonizada
Histeréticos
ADAS
TADAS
Modelo de Comportamiento
F
Disipadores de Fricción
Modelo
Disipadores de Fluido Viscoso
Modelo
Disipadores Visco‐elásticos
Muro Disipador
Representación mediante amortiguamiento clásico
Reducción de la Demanda Sísmica Fuerza
V VD
0.4
1.0
2.0
3.0
Periodo T (seg)
Aislamiento de Base
Aisladores de Base Son elementos que se colocan en la base de las estructuras con el objetivo de aislarlas del movimiento del suelo en caso de sismo.
El suelo se mueve la estructura queda “quieta”
La estructura se mueve, generando deformaciones
Simulación Con y Sin Aisladores
Muelles, Puentes
Hospitales
Tipos de Aisladores
• Elastoméricos (Con y Sin núcleo de Plomo.) • De péndulo friccional doble • Deslizadores
Aisladores Elastoméricos Con núcleo de plomo
Ens ayo de aisl ado r Elas to m é ric o / PUCP/ Ingeniería Antisísmica 1/ A. Muñoz/ 2009
Deslizadores – Sliders
Detalles de obra
Detalles de obra
Detalles de obra
Detalles de obra
/ PUCP/ Ingeniería Antisísmica 1/ A. Muñoz/ 2009
Adaptar Instalaciones
Detalle de instalaciones en Nivel de Aislamiento +0.0
Simulación de Desplazamiento de las Instalaciones
Cambios de Arquitectura Los edificios aislados necesitan estar separados del límite de propiedad.
Detalle de Aislamiento de Escaleras
Detalles de obra
Detalles de obra
Detalles de obra
Fácil Acceso a los dispositivos
…
Edificio Sin Aislación
Edificio Con Aislación
Sísmica de Base
Sísmica de Base
Ajustes en Arquitectura ¿Cómo aislar el ascensor?
EDIFICIO AISLADO
El ascensor queda “colgado” del edificio.
Ascensor aislado en zona de sótano
Reducción de la demanda mediante Aislamiento Sísmico Fza de Diseño V (W/g)
Estructura con base fija
Ve Estructura aislada
R=6 VF VA
R=2 0.4
1.0
2.0
2.5
3.0 Periodo T (seg)
Diseño de Edificios con Protección sísmica en el Perú
• Espectros para la zona con T > 2.5 seg. • Factores de Reducción • Factores de uso
D1
Edificio Resistente
Protección Sísmica Si D1 = D2
Igual Daño
Fuerzas de Diseño ‐ Sa Sa (g) 1.25 1.00 0.75 0.50
R=6 Norma Vigente
0.25 0.00 0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
T (seg.)
Fuerzas de Diseño Sa (g) 1.00 0.75 0.50
Norma Vigente
R=6
0.25 0.00 0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
T (seg)
Factor “R” para edificios con disipadores V
Por disipación de energía Por factor de reducción
V
R
VD 3.0 0.4
1.0
2.0
T (seg)
Factor de Uso
Valores de U >1 permiten: • Aumentar la resistencia lateral para • Reducir las exigencias inelásticas sobre la estructura y para • Reducir la incertidumbre en el comportamiento.
Sobrerresistencia Estructural
3
2
1
0 0
1
2
3
4
Factores de Reducción y Uso para Edificios Aislados
R=2
R=1
R=1y2
U=1
Desplazamientos esperados NTE 030
Desplazamiento (cm) 30
20
10
0 0
1
2
3
4
T seg
Resistencia Lateral para Hospitales Aislados Ubicado en Lima sobre suelo bueno
V= Z. U. S. C . P R “U¨, “C” y ¨R¨ decrecen Edificio con base fija • Sistema Dual, R=7 • Periodo T = 0.5seg. • C = 0.4
Edificio Aislado • R=2 • Periodo T = 2.5seg. • C= 2
