Ingeniero civil

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1.1 INTRODUCCIÓN: El diseño convencional de estructuras sismorresistentes se fundamenta en los conceptos de ductilidad y redundancia estructural, que permiten tomar de forma significativa las fuerzas inducidas por sismos severos, teniendo también en cuenta la capacidad de disipación de energía en los elementos de las estructuras y en sus nudos (nudos de estructuras aporticadas,vigas de acople de tabiques o tabiques pórticos, etc.). La ductilidad global de una estructura se alcanza por la plastificación local de estos elementos, en particular en los extremos de barras, donde es más eficiente proporcionar los detalles que aseguran la ductilidad. Un diseño sismorresistente racional garantiza que, para una determinada demanda de ductilidad estructural global, no sesobrepase la capacidad de ductilidad del material seccional y de los elementos. Debido a diversas incertidumbres, es difícil estimar de forma precisa, mediante un análisis no lineal, las demandas de ductilidad local en cada sección de una estructura. Además, el diseño convencional de edificios difícilmente garantiza que los elementos no estructurales no sufran daños frente a un sismo severo, e incluso lareparación de los elementos principales puede ser difícil. Por ello, en los últimos veinte años se han propuesto diversos sistemas de disipación de energía y de aislamiento de base que localizan los fenómenos no lineales en ciertas zonas predefinidas de una estructura. En el proceso de diseño sismorresistente clásico de una estructura se define un coeficiente sísmico, cs, como la relación entre elcortante en la base, V, y el peso total de la estructura, W, es decir, cs = V / W. Este coeficiente es función del período fundamental del edificio. Una estructura debe resistir la diferencia entre el coeficiente sísmico requerido por un terremoto severo y el correspondiente al nivel de las fuerzas de diseño proporcionadas por las normativas, a través de su ductilidad y redundancia. Por elcontrario, las fuerzas requeridas en una estructura con aislamiento de base son menores que las fuerzas de diseño estipuladas en las normativas. Esta observación es particularmente importante considerando que un edificio aislado tendrá un comportamiento prácticamente lineal elástico, sin plastificación de los elementos no estructurales. En general, el aislamiento de base es conveniente para estructurasrelativamente rígidas y de no más de 15 pisos, mientras que los disipadores de energía son más eficientes en el caso de estructuras con períodos intermedios y largos. Los disipadores de energía son elementos diagonales, que dentro de la estructura, entre los pisos, toman el movimiento, lo convierten en calor y lo disipan al ambiente. El aislamiento sísmico desacopla el movimiento de la base de unedificio del movimiento del terreno mediante conexiones especialmente diseñadas, reemplazables, ubicadas entre la estructura y su cimentación. La figura 1.1 muestra un edificio convencional, con base fija, y otro protegido con aislamiento de base. El edificio convencional toma las fuerzas sísmicas durante un sismo severo originando la plastificación de elementos estructurales y no estructurales.El edificio aislado reduce las fuerzas dinámicas mediante dos posibles mecanismos básicos: 1- Un plano deslizante construido con un material de bajo coeficiente de fricción. 2- Elementos flexibles del tipo neopreno. El primer mecanismo corresponde al denominado aislamiento por fricción o deslizante. Las fuerzas se reducen al disminuir el coeficiente de fricción en los apoyos deslizantes. Elprincipal parámetro en este caso es el coeficiente de fricción en la superficie de contacto. El segundo mecanismo corresponde al aislamiento con elementos de neopreno zunchado. Las fuerzas se reducen cambiando las

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características dinámicas de la estructura. Los apoyos flexibles incrementan considerablemente el período fundamental del edificio, hasta modificarlo sustancialmente con...