“
UNIVERSIDAD CATOLICA LOS ÁNGELES DE CHIMBOTE” FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
CURSO: INGENIERIA DE PUENTES
TITULO: “AISLADORES
Y DISIPADORES SISMICOS”
AUTOR: Silva Méndez Luis Vásquez Velarde Johan Chunque Zamora hamer
CHIMBOTE-2014 Chimbote – Perú Perú 2014
Uladech católica de Chimbote INDICE
1. Resumen 2. Introducción 3. Marco teórico 4. Descripción 4.1. Aislación sísmica 4.2. Disipación sísmica 5. Característica que poseen los aisladores sísmicos 6. Tipos de aisladores 7. Tipos de disipadores 8. Bibliografía 9. Anexos
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RESUMEN Dentro de la protección sísmica nos encontramos con distintas variantes, por lo que no hay que confundir aislación sísmica con disipación sísmica. La aislación sísmica consiste en desacoplar la estructura de la sub-estructura por lo que se utilizan los dispositivos llamados aisladores que se ubican estratégicamente en partes específicas de la estructura, los cuales, en un evento sísmico, proveen a la estructura la suficiente flexibilidad para diferenciar la mayor cantidad posible el periodo natural de la estructura con el periodo natural del sismo, evitando que se produzca resonancia, lo cual podría provocar daños severos o el colapso de la estructura. Por otra parte la disipación sísmica es una de las partes esenciales en la protección sísmica, los disipadores tienen como función, como su nombre lo expresa, disipar las acumulaciones de energía asegurándose que otros elementos de la estructuras no sean sobre exigidos, lo que podría provocar daños severos a la estructura. Las complejas respuestas dinámicas de la estructuras requiere de dispositivos adicionales para controlar los desplazamientos horizontales
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INTRODUCCIÓN En los últimos años la ingeniería sísmica en todo el mundo ha enfocado muchos de sus esfuerzos a investigar e implementar métodos para debilitar la amenaza de las comunidades más vulnerables. Entre estos, los sistemas pasivos de disipación de energía para el diseño y reforzamiento de estructuras han tomado gran auge, gracias a la ayuda de los procesadores electrónicos y la dinámica estructural hoy en día existen numerosos ejemplos de estructuras construidas o reforzadas en algunos de los países del mundo más propensos a la amenaza sísmica. Es por ello que el presente informe tiene la finalidad de dar a conocer los principales tipos de aislantes y disipadores sísmicos en la construcción de estructuras y edificios, dando a conocer algunas características de éstos como el funcionamiento, el material
utilizado
y
sus
aplicaciones,
entre
otros.
Con la finalidad de disminuir los efectos de los sismos en las estructuras o edificios se usa la aislación sísmica y los disipadores de energía, esperando así un buen nivel de desempeño en cuanto a la protección de la vida de las personas y previniendo el colapso de la estructura.
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1. GENERALIDADES 1.1. TITULO: AISLADORES Y DISIPADORES SISMICOS
1.2. AUTORES:
Silva Méndez Luis José Vásquez Velarde Johan Roy Chunque Zamora hamer 1.3. ASESOR: Ing. Marcos Vásquez
2. PLAN 2.1. REALIDAD DEL PROBLEMA: 2.2. PLANEAMIENTO DEL PROBLEMA: De acuerdo a los problemas sísmicos que
suceden en nuestro país los aisladores y disipadores sísmicos nos ayudan a proteger y brindar seguridad de tal manera que puedan resistir a los sismos y reducir daños. 2.3. OBJETIVOS: 2.3.1.1. OBJ. GENERRALES:
Conocer los tipos aisladores y disipadores. 2.3.1.2. OBJ. ESPECIFICOS:
Identificar los tipos aisladores y disipadores. 2.4. JUSTIFICACION: 2.4.1.1. J. TECNICA:
Que los estudiantes con el pasar de los años puedan determinar de manera eficiente conocer lo tipos de aisladores y disipadores. 5 ALBAÑELERIA ESTRUCTURAL
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Marco teórico.
Aisladores y disipadores sísmicos.
Sistema de aislación y disipación sísmica, con sistema presentes entre la subestructura y la superestructura de edificio, puentes y también en algunos casos, en la misma superestructura de edificios, que permiten mejorar la respuesta sísmica de ellos, aumentando los periodos y proporcionando amortiguamiento y absorción de energía adicional, reduciendo sus deformaciones sea el caso.
Descripción Dentro de la protección sísmica nos encontramos con distintas variantes, por lo que no hay confundir aislación sísmica con disipación sísmica. La aislación sísmica consiste en desacoplar la estructura de la sub-estructura por lo que se utilizan los dispositivos llamados aisladores que se ubican estratégicamente en la partes especificas de la estructura, los cuales, en un evento sísmico, proveen a la estructura la suficiente flexibilidad para diferenciar la mayor cantidad posible el periodo natural de la estructura con el periodo natural del sismo, evitando que se produzca resonancia, lo cual podría provocar daños severos o el colapso de la estructura.
Características que poseen los aisladores sísmicos: Desempeño bajo todas las cargas de servicio, verticales y horizontales. Debería se tan efectiva como la estructura convencional. Provee la flexibilidad horizontal suficiente para alcanzar el periodo l periodo natural de la estructura aislada.
Capacidad de la estructura de retornar a su estado original sin desplazamientos residuales. Provee un adecuado nivel de disipación de energía de modo de controlar los desplazamientos que de otra forma pudieran dañar otros elementos estructurales. 6 ALBAÑELERIA ESTRUCTURAL
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Disipadores de energía. Los disipadores de energía están basados en la idea de aumentar la capacidad de perder energía de una estructura durante un sismo, reduciendo las deformaciones y los esfuerzos sobre la estructura. El principio básico es el aumento del amortiguamiento estructural. Como resultado los esfuerzos inducidos por el sismo en la estructura pueden ser hasta un 50% menores que los correspondientes a la estructura sin disipadores, reduciendo sustancialmente las incursiones inelásticas (daño) de la estructura. Algunas estructuras tienen muy poco amortiguamiento, por lo que experimentan grandes amplitudes de vibración incluso para sismos moderados. Por lo que mientras mayor es la capacidad de disipación de energía, menor será la amplitud de las vibraciones. Los métodos que incrementan la capacidad de disipación de energía son muy efectivos para reducir la amplitud de la vibración. La disipación de energía puede ser alcanzada ya sea por la conversión de energía cinética en calor, o por la transferencia de energía entre modos de vibración. El primer método incluye dispositivos que operan en base a principios tales como la fricción, fluencia de metales, transformaciones de fase en metales, deformaciones de sólidos viscoelásticos o fluidos. El segundo método incluye la incorporación de osciladores adicionales, los cuales actúan como absorbedores de vibraciones dinámicas1.
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2.2. TIPOS DE DISIPADORES DE ENERGÍA. Los disipadores de energía pueden ser clasificados principalmente como histeréticos, friccionantes y visco elásticos.
DISIPADORES HISTERÉTICOS: Esta clasificación comprende los disipadores metálicos y los disipadores friccionantes, estos dependen esencialmente de los desplazamientos de la estructura.
Los disipadores metálicos están basados en la fluencia de los metales debido a flexión, corte, torsión, o extrusión. Se caracterizan por tener un comportamiento histeréticos dúctil que es, en gran medida, independiente de la velocidad de deformación.
Disipador ADAS Este disipador es uno de los dispositivos metálicos más reconocidos, está compuesto por placas de acero con sección transversal en forma de X instaladas en paralelo sobre los arriostres, de modo que la fluencia sea uniforme en la altura.
Disipador TADAS Este disipador consiste en un conjunto de placas triangulares dispuestas a flexión fuera de su plano, disipando así la energía sin que esta llegue con tanta intensidad en la estructura.
Disipador Honey-Comb Este dispositivo consiste también en placas ahusadas como el ADAS, pero trabajando en su plano. Ver (figura2-3)
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"Unbonded Braces" Consiste en una diagonal de acero que fluye dentro de una sección de hormigón que la confina. El principio básico de este es el prevenir el pandeo de Euler cuando el elemento de acero fluye en compresión. Ver (figura2-4)
2.2.2. DISIPADORES FRICCIONANTES:
Los disipadores friccionantes son dispositivos metálicos que consisten en utilizar la deformación relativa entre dos puntos de una estructura para disipar energía a través de fricción. Son diseñados para deslizar a una carga predeterminada, y permanecen inactivos mientras no existe una demanda sísmica importante sobre la estructura.
Sistema PALL Este sistema utiliza como medio de disipación la deformación relativa de entrepiso y la deformación angular del paralelogramo central, es decir, este disipador de energía funciona a medida que la estructura se va deformando.
Sistema EDR (Energy Dissipating Restraint) Este
sistema
utiliza
resortes
pretensados
comportamiento de gran capacidad de disipación.
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y
topes
para
así
tener
un
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DISIPADORES VISCO ELÁSTICOS: El funcionamiento de estos dispositivos consiste en movilizar un elemento a través de un fluido viscoso, generando así fuerzas proporcionales a la velocidad que se oponen al movimiento del objeto. Ver (figura2-7) Estos sistemas incluye: Los sistemas de sólidos viscoelásticos: Constituidos por una capa de material viscoelásticos ubicada entre dos placas de acero, usualmente acopladas a los arriostres que conectan los extremos del entrepiso.
Fluidos viscoelásticos: Disipan la energía por medio de las deformaciones inducidas por un pistón en una sustancia altamente viscosa.
Los disipadores fluido-viscosos: Disipan energía forzando el flujo de un fluido a través de un orificio. Estos dispositivos son similares a los amortiguadores de un automóvil, pero operan con un mayor nivel de fuerzas y son fabricados con materiales más durables para lograr un mayor tiempo de vida útil 2.
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CONCLUSIONES Los sistemas de aislación sísmica buscan aumentar la seguridad estructural de alguna estructura convencional, protegiendo los contenidos de esta y evitando la paralización post sismo. En un edificio con aislamiento sísmico, se debe cuidar hasta el último detalle en la conexión entre el edificio, el aislador y la cimentación, ya que debe existir un claro deslinde entre la cimentación y la superestructura. El aislamiento sísmico no es un sistema que se pueda implementar en todos los casos, ya que presenta limitaciones en ciertos rangos de masas y secciones de aisladores. Además las condiciones del suelo deben de ser tales que no amplifiquen el sismo en períodos medios o largos. La disipación pasiva de energía es una tecnología que mejora el desempeño de una edificación añadiendo amortiguación a su estructura, además de ser el sistema más utilizado actualmente en la disipación de energía. Hay dos factores que influyen importantemente en la efectividad de la respuesta de un edificio con aislamiento sísmico en la base bajo la acción de un sismo que lo lleve a un comportamiento no lineal, los cuales son: La cantidad de energía que el dispositivo absorbe y el cambio del período en el primer modo de la edificación, debido a la flexibilización de la estructura. Los disipadores de energía reducen, igualmente, la fuerza en la estructura, proporcionándole a su vez una respuesta elástica, en algunos casos, sin que deba esperarse la reducción de la fuerza en estructuras que estén respondiendo más allá de la fluencia.
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BIBLIOGRAFIA
Amtel
Security, (2006): “Sistema de disipadores”
http://www.amtel-disipadores.com/products/ACS.html Aisladores
y disipadores sísmicos
http://facingyconst.blogspot.com Art-para
ingenieros ingenio de un proyecto q el terremoto no destruye
http://www.ingevision.org/index.php?option=com_content&view=article&id=390: http://articulosdeestructura.blogspot.com
AISLADORES
Figura 1- 2 Estructura Convencional
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Figura 1- 3
Estructura Aislada símicamente
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Figura 1- 9 Esquema de los componentes de un sistema de aislamiento
Aislador de Caucho aplastado y abultado a los lados.
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Esquema de un aislador elastomerico moderno
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DISIPADORES
Disipadores de alas.
Disipadores de Tadas.
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Disipadores de Honey-Coney
Honey-Coney Unbounded Braces
Conexión SBC (Slotted Bolted Connection.
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Sistema de fricción por GOLILIAS.
Disipadores visco elásticos.
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