Aisladorsismico

Mecánica Computacional Vol. XXIV A. Larreteguy (Editor) Buenos Aires, Argentina, Noviembre 2005

EFICIENCIA DE SISTEMAS DE AISLAMIENTO SÍSMICO BASADOS EN RESORTES HELICOIDALES Y AMORTIGUADORES VISCOSOS COMPARADA CON AISLADORES TRADICIONALES GOMA-METAL
José E. Stuardi, Julio C. Massa y Alejandro T. Brewer
Grupo de Cálculo Estructural para Ingeniería Mecánica Departamento de Estructuras.Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales Universidad Nacional de Córdoba. Casilla de Correo 916. 5000 Córdoba - Argentina jose_stuardi@gerb.com.ar, jmassa@efn.uncor.edu, atbrewer@efn.uncor.edu

Palabras Clave: aislamiento sísmico, amortiguadores, respuesta sísmica, aisladores de resorte. Resumen. Los aisladores sísmicos en los que el medio elástico está conformado por un paquete de resorteshelicoidales son actualmente una alternativa técnica en un incipiente mercado dominado casi exclusivamente por la idea de la efectividad de aisladores compuestos de capas superpuestas de goma y metal. Haciendo abstracción de los problemas tecnológicos vinculados con la construcción de aisladores, se discute en el presente trabajo las prestaciones obtenibles por distintos sistemas de aislamiento convariadas flexibilidades horizontales y verticales aplicados al caso de la Torre 3 del Edificio de la Residencia Estudiantil de la Universidad Tecnológica en Mendoza. Como variables de control se utilizan los desplazamientos máximos en la base y las aceleraciones y esfuerzos en zonas claves de la estructura. El análisis se lleva a cabo mediante un modelo de Elementos Finitos, el método de respuestaespectral y la integración de las ecuaciones de movimiento en el dominio del tiempo, utilizando registros sísmicos y envolventes de espectros. Se muestra la capacidad de filtrado de los sistemas dinámicos estudiados, haciendo hincapié en el carácter y en la secuencia de los modos del sistema de aislamiento y los de deformación de la estructura civil. En forma general se observa que si bien lasaceleraciones trasmitidas a la superestructura pueden ser menores para los aisladores de goma-metal, el filtrado de esfuerzos en el hormigón debido al aislamiento puede ser igualmente efectivo para el caso de los aisladores de resortes, debido a las características del desacoplamiento logrado.

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MECOM 2005 – VIII Congreso Argentino de Mecánica Computacional

1 INTRODUCCIÓN Las normasactuales permiten calcular las estructuras de forma tal que para sismos severos pueden trabajar en rangos inelásticos. La capacidad de la estructura de deformarse cíclicamente sin daños de importancia, llamada ductilidad, ha jugado siempre un rol importante en el diseño sismorresistente. Esta capacidad depende de las características intrínsecas del material y fundamentalmente de la forma en que sediseñan los miembros estructurales que componen el conjunto. Tanto el diseño como la construcción deben ser verificados, con el objeto de asegurar un mínimo de ductilidad y capacidad de disipación de energía, procurando que la demanda sísmica no supere a la reserva estructural. Sin embargo la reserva de ductilidad final disponible es de difícil determinación, ya que requiere cálculos no linealesbasados en hipótesis difícilmente verificables en la práctica. Hay que tener presente que la utilización de la ductilidad de la estructura conduce a daños en elementos estructurales y no estructurales. Por otro lado, la corrección y mejoramiento de la respuesta estructural con el auxilio de dispositivos mecánicos es una realidad desde hace algo más de dos décadas. Estos dispositivos son colocados enla base de la estructura con el objeto de lograr el desacoplamiento de la señal sísmica, o en la estructura misma para aumentar el amortiguamiento o para corregir propiedades estructurales. En el primer caso, el aislamiento sísmico de base, la estructura es montada directamente sobre un conjunto de elementos flexibles, con la finalidad de filtrar la señal sísmica mediante un sistema resonante de...