Informe 1 Antisismica

Laboratorio de Ingeniería Antisísmica “Resonancia y Torsión”

Integrantes: • •

Rolando San Martín Javier Silva

Profesor: Peter Dechent 1

Ayudante: Gustavo Acuña echa: !"#1$#!$1%&

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Introducción: 'as 'as estr estruct uctur uras as (ue (ue nos nos rodea odean n se ven ven so)e so)eti tida das s cons consta tant nte) e)en ente te a situaciones físicas (ue es *osi+le o+servar en las condiciones adecuadas& ,n el la+orato la+oratorio rio de estructur estructuras as se reali-a reali-aro ron n . actividad actividades es relacio relacionada nadas s al co)*orta)iento estructural: ensayo de una viga de )adera en tensi/n0 resonancia de estructuras en )esa vi+ratoria y efectos de torsi/n en un )odelo tangi+le& 'a *ri)era eta*a fue +reve0 a*reciando la falla frgil (ue *resenta la )adera al ser so)etida a una carga alta en tracci/n& 'uego fue *uesta *uesta en funciona) funciona)iento iento la )esa vi+ratoria vi+ratoria con . estructur estructuras as 2torres 2torres33 si)u si)ula land ndo o edi4 edi4ci cios os de ! y . nive nivele les0 s0 con con ! y . )asa )asas s cons consid ider era+ a+le les s res*ectiva)ente& Se reali-a un +arrido de frecuencias de )enor a )ayor0 donde se a*recia (ue cada )odelo *resenta grandes des*la-a)ientos al ser so)etido a ciertas vi+raciones0 y co)o es la relaci/n entre la rigide- de 5sto 5stos0 s0 la cant cantid ida ad de *iso *isos0 s0 y la frec frecue uenc ncia ia de las las vi+r vi+rac acio ione nes0 s0 (ue (ue re*resentan la carga generada en sis)os& inal)ente0 en una estructura for)ada *or resortes y nodos en )adera se ve el co)*orta)iento de 5sta frent frente e a carga cargas s en distin distintas tas direcc direccion iones es00 a*are a*arecie ciendo ndo el fen/) fen/)eno eno de torsi/ torsi/n0 n0 y siendo siendo *osi+le *osi+le relac relacion ionar ar la for)a for)a y rigide rigide- otor otorgad gada a *or los arriostra)ientos con el des*la-a)iento y las cargas torsionales&

Resonancia: Resonancia: ,s el fen/)eno )ecnico *roducido cuando una fuer-a *eri/dica (ue act6a so+re una estructura0 tiene igual frecuencia (ue la frecuencia funda)ental de la estructura0 *rovocando un au)ento *rogresivo en la a)*litud en su )ovi)iento& ,n un )odelo de *5ndulo invertido 2igura 78130 la frecuencia funda)ental de una estructura de*ende tanto de la )asa co)o de la rigide- de una estructura 2así co)o de la inercia y la altura de una colu)na0 seg6n sea la dis*osici/n de la estructura0 de acuerdo a las ecuaciones 781 y 78!3& Para los )odel )odelos os *rese *resenta ntados dos en el la+or la+orat atori orio o 2igur 2igura a 78!30 78!30 se alcanalcan-a a la resonancia *ara distintas frecuencia en la )esa vi+radora&



igura 78!: Modelos de edi4cios )ostrados durante el la+oratorio&

igura 78.0 Siste)a ensayado en el la+oratorio& ω=

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2,cuaci/n 7813 2,cuaci/n 78!3

es0 *or lo (ue ca)+ia el valor del )o)ento de inercia ?I@3& Ade)s la altura ta)+i5n tiene inuencia en la )is)a0 dis)inuyen confor)e confor)e un edi4cio tiene )ayor altura& ,l )/dulo de elasticidad ?,@ varía seg6n el )aterial de la estructura y la fase de defor)aci/n en la (ue est5 so)etida& Para un ca)+io en la )asa ocur ocurrre ta)+ ta)+i5 i5n n un ca)+ ca)+io io en el )odo )odo de vi+r vi+rar ar de la estr estruc uctu tura ra *or *or



,s la soli solici cita taci ci/n /n *rov *rovoc ocad ada a *or *or la a*lic a*licac aci/ i/n n de )o)e )o)ent nto o en el e>e e>e longitudinal de una estructura0 causando un )ovi)iento helicoidal 2giro en for)a de es*iral3 en )ayor a)*litud en distintas direcciones& ,sto es causado *or asi)etrías en la estructura y la incorrecta distri+uci/n de )asas y rigideces en la )is)a& Para ello0 en el caso de sis)os0 de+e ha+er un diafrag)a rígido (ue cause sola)ente des*la-a)ientos y giros so+re el *lano del )ovi)iento sis)os0 de lo contrario0 no ha+r torsi/nB ta)*oco ocurrir si el )ovi)iento de la onda se *roduce de )anera colineal al centro de rigide- y de )asa0 sin e)+argo es el caso )enos *ro+a+le& 'a eCcentricidad *roducida *or el desfase entre el centro de )asa y el centro de rigi rigide de- se *ued *uede e evit evitar ar colo coloca cand ndo o disi disi*a *ado dorres de ener energía gía00 o +ien +ien utili-ando siste)as de construcci/n )s conservadores conservadores y si)5tricos 2)uros contin continuos uos *or *or e>e)* e>e)*lo3 lo3 de )odo )odo (ue no ocurr ocurran an falla fallas s de *iso *iso +lando +lando 2discontinuidad de rigideces3 ni fallas frgiles& ,n la 4gura 78.0 un siste)a de estructura +asado en vigas y colu)nas0 con disi*adores en una de sus caras *ara evitar la torsi/n&

Aspectos a considerar de la norma NCh !! 'os *untos %&= y %&1$ de la nor)a sís)ica 7
se



la altura del )is)o nivel ni a 10% c)& Se eCce*t6an los edi4cios colindantes con un *redio de uso *6+lico no destinado a ser edi4cado&@ edi4cado&@ 'uego0 en %&1$&! ?'as distancias entre los cuer*os de un )is)o edi4cio o entre el edi4cio en estudio y uno eCistente0 )edidas en cada nivel0 no de+en ser inferiores al do+le de las esta+lecidas en %&1$&1&@ ,n %&1$&.: ?Se ad)ite (ue se cu)*le con las condiciones de %&1$&1 y %&1$&! cuando las se*araciones al nivel de cada *iso las satisfagan&@ inal inal)e )ent nte e se deta detalla llan n cons consid ider erac acio ione nes s es*e es*eci cial ales es en %&1$ %&1$& &:: ?'as 'as se*araciones entre edi4cios o entre cuer*os de un )is)o edi4cio no son a*lica+les a las fundaciones0 a )enos (ue el *royecto estructural así lo esta+le-ca& 'os es*acios de se*araci/n de+en (uedar li+res de esco)+ros y de+en *er)itir )ovi)ientos relativos en cual(uier direcci/n& 'os ele)entos de *rotecci/n de las se*araciones de+en asegurar la dis*osici/n anterior0 sin trans)itir entre los edi4cios o *artes de edi4cios adyacentes fuer-as cuya )agnitud sea de signi4caci/n&@

Conclusión:

De la *ri)era eC*erienc eC*eriencia0 ia0 se rescata rescata el ti*o de falla (ue *resenta *resenta la )adera0 la cual se *roduce a*licando una carga de varias toneladas0 li+e li+era rand ndo o ener energí gía a sono sonora ra en for for)a noto notori ria a y es de ti*o ti*o frg frgil il&& Res*e es*ect cto o a las las dos dos eC*er C*erie ienc ncia ias s sigu siguie ient ntes es00 la con4 con4gu gura raci ci/n /n estr estruc uctu tura rall >ueg >uega a un rol clav clave e ante ante las las car cargas gas sís) sís)ic icas as00 *ued *uede e relacionarse directa)ente la for)a (ue tiene una estructura con las frecuencias a las (ue reaccionar en un evento sís)ico 2resonancia3 con con las las cual cuale es ten tendr dr des*l es*laa-a a)ient ientos os (ue (ue *uede ueden n gen generar erar *ro+le *ro+le)as )as al ser )uy altos& altos& Ade) Ade)s0 s0 es i)*ort i)*ortant ante e (ue no haya haya discontinuidades eCageradas en los ele)entos 2arriostra)ientos *or e>e) e>e)*l *lo o en estr estruc uctu tura ras s )et )etli lica cas3 s3 ya (ue (ue se *ued *ueden en gene genera rarr esfu esfuer er-o -os s tors torsio iona nale les s alto altos s (ue (ue resul esulta tan n *er> *er>ud udic icia iale les s *ara *ara la estructura& inal)ente0 la nor)a sís)ica 7

Informe 1 Antisismica

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