Aislación Sísmica Edificio Indumotora Las Condes

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César Olivares Calderón
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1 Aislación Sísmica Edificio Indumotora Las Condes Sergio Contreras Arancibia Rodrigo Retamales Saavedra Ingenieros Civiles Universidad de Chile 5 de Junio de 214

2 Objetivos de uso de sistemas de proteccion sísmica Proteger la operación de la estructura durante e inmediatamente después de sismos severos Mejorar el confort de los ocupantes del edificio en caso de sismos Protección adicional de componentes estructurales y no estructurales en caso de sismo severo: Equipamiento eléctrico y mecánico Mobiliario Equipos anclados y no anclados 2

de amortiguamiento Capas de acero y goma vulcanizadas Placa de montaje Cubierta de

3 Aislación: Cómo funciona? Núcleo de Plomo (Provee rigidez y amortiguamiento) Alargamiento de periodo Aumento de amortiguamiento Capas de acero y goma vulcanizadas Placa de montaje Cubierta de protección Ozono y UV Edificio con Aislación Sísmica Edificio sin Aislación Sísmica Registros U. de Chile: 3

Aislación Sísmica: Cómo funciona? Videos disponibles en www.

4 Aislación Sísmica: Cómo funciona? Videos disponibles en Ensayos efectuados en Universidad de California, San Diego 4

5 Cómo funciona? Terremoto Tohoku Japón M w =9 Edificio Shimizu Corporation Fuente: USGS Video Cortesía K. Saito 5

6 Investigaciones en desarrollo Ensayos efectuados en E-Defense: Estructura escala real de 5 pisos montada sobre aisladores y rieles. Cada piso contiene equipo y mobiliario oficina, hospitales y vivienda Fotos cortesía de: 6

7 Investigaciones en desarrollo Ensayos E-Defense: Agosto 211 Fotos cortesía de: 7

8 Aplicaciones Aislación Sísmica Extensamente usada en Japón, China, Italia, Turquía, EEUU, México y Chile San Francisco City Hall Utah State Capitol Building Oakland City Hall Golden Gate Bridge Erzurum Hospital (Turquía) Takasu Hospital (Japón) Fotos cortesía de: 9

9 Y Edificaciones en Altura Fotos cortesía de: 1

10 Y Edificaciones en Altura Fotos cortesía de: 11

11 En Chile Edificio de departamentos en Copiapó 191 m 2 construidos, aproximadamente 2 niveles: 1 piso mecánico+2 subterráneos+15 pisos +1 nivel equipamiento+1 nivel sala de máquinas Se usan 45 aisladores de goma con núcleo de plomo (2% amortiguamiento) Monto del proyecto: UF 252 Velocidad de ondas de corte en primeros 3m: v s = 598 m/s Suelo clasificado como Tipo II conforme a DS 117 FICHA TÉCNICA Nombre: Edificio Torre del Sol Mandante: Inmobiliaria Santo Domingo Ltda. Constructora: ALCORP S.A. Uso: Habitacional Dirección: Chañarcillo 831, Copiapó, Región de Atacama Periodo Construcción: 212 Arquitectos: BGL Arquitectos Cálculo Estructural: Patricio Bonelli & Asociados Ltda. Revisión Estructural: Luis Mendieta 12

Edificio Ñuñoa Capital Edificio de oficinas y departamentos en Ñuñoa, Santiago 4 m 2 construidos, aproximadamente 33 niveles (29 Pisos + 4 Subterráneos) Se usan 24 aisladores de goma con núcleo de

12 Edificio Ñuñoa Capital Edificio de oficinas y departamentos en Ñuñoa, Santiago 4 m 2 construidos, aproximadamente 33 niveles (29 Pisos + 4 Subterráneos) Se usan 24 aisladores de goma con núcleo de plomo de gran diámetro Suelo clasificado como Tipo B conforme a DS 61 (Tipo II según NCh2745.Of23) FICHA TÉCNICA Nombre: Edificio Ñuñoa Capital Mandante: Empresas Armas Uso: Habitacional/Oficina Arquitectos: Empresas Armas Cálculo Estructural: René Lagos Engineers Diseño Aislación Sísmica: Rubén Boroschek & Asociados Ltda. Revisión Sísmica: IEC Ingeniería Ltda. 13

Edificio Sunset Copiapó Imagen: Darraïdou Arquitectos Edificio de departamentos en Copiapó 42 m 2 construidos, aprox. 3 edificios de 17 niveles cada uno: 16 pisos + 1 subterráneo.

13 Edificio Sunset Copiapó Imagen: Darraïdou Arquitectos Edificio de departamentos en Copiapó 42 m 2 construidos, aprox. 3 edificios de 17 niveles cada uno: 16 pisos + 1 subterráneo. FICHA TÉCNICA Nombre: Condominio Sunset Armas Copiapó Mandante: Empresas Armas Uso: Habitacional Arquitectos: Darraïdou Arquitectos Cálculo Estructural: Patricio Bonelli & Asociados Ltda. Diseño Aislación Sísmica: Rubén Boroschek & Asociados Ltda. Revisión Sísmica: IEC Ingeniería Ltda. Suelo clasificado como Tipo D según DS61 de 211 (velocidad de ondas de corte ~21 m/s) 14

14 Hospital del Salvador Todos los edificios en una placa común de 25x184 m, aproximadamente Alfonso Larraín V. y Asociados Ltda. Edificio Hospital del Salvador, Santiago Superficie de nivel de aislación de 46 m 2 aproximadamente Imagen Cortesía IDOM 4 Edificios en 1 placa común Suelo clasificado como Tipo B conforme a DS 61 15

Edificio Indumotora Las Condes Edificio de oficinas emplazado en Las Condes, Santiago 33 m 2 construidos, aproximadamente 17 niveles (11 Pisos + 6 Subterráneos) Se han evaluado 2 alternativas de

15 Edificio Indumotora Las Condes Edificio de oficinas emplazado en Las Condes, Santiago 33 m 2 construidos, aproximadamente 17 niveles (11 Pisos + 6 Subterráneos) Se han evaluado 2 alternativas de protección sísmica basadas en aisladores de goma con núcleo de plomo Suelo clasificado como Tipo II (según NCh2745.Of23) Peso sísmico porción aislada: 138 Tonf FICHA TÉCNICA Nombre: Edificio Indumotora Las Condes Mandante: Inmobiliaria Indumotora S.A. Uso: Oficinas Arquitectos: Sabbagh Arquitectos Cálculo Estructural: Sergio Contreras y Asociados Ltda. Diseño Aislación Sísmica: Rubén Boroschek & Asociados Ltda. Revisión Estructural: Patricio Bonelli y Asociados Ltda. 16

16 Desafíos? Cumplir con expectativas de arquitectura Diseñar una estructura ubicada a 15 m de la traza de la Falla San Ramón Diseñar un sistema de aislación sísmica suficientemente flexible para alcanzar corte mínimo y prevenir tracciones en los aisladores Proveer un sistema de aislación con adecuada capacidad de restitución Prevenir sobrecargar aisladores sísmicos 17

17 Como se consigue? Aislación sísmica en columnas del primer subterráneo y bajo el núcleo central Desarrollo de estudio de peligro sísmico para el sitio de la obra Usar un sistema de aisladores sísmicos basado en 31 aisladores de goma natural con núcleo de plomo Periodo objetivo en rango segundos Amortiguamiento objetivo en rango 15-2% Trabajo en estrecha colaboración con el fabricante (base de datos de +3 ensayos de laboratorio) 18

18 Peligro Sísmico Sitio 19

19 Peligro Sísmico 2

20 A [g] A [g] Peligro Sísmico.5 Registros Artificiales. Aceleraciones en X.5 Registros Artificiales. Aceleraciones en Y Tiempo [s] Tiempo [s] 21

21 Peligro Sísmico 22

22 Resultados Análisis 23

23 Resultados Análisis d Promedio =.15% (Con Aislación) d Promedio =.7% (Sin Aislación) 24

24 Resultados Análisis A Promedio =.17g (Con Aislación) A Promedio = 1.15g (Sin Aislación) 25

25 Probabilidad de Excedencia Fragilidad Estructural 1.8 Fragilidad Estructura Fragilidad Estructural en Términos de Deformaciones de Entrepiso P(Daño Leve)= P(Daño Moderado)=.76 DS1: Daño Leve.2 DS2: Daño Moderado DS3: Daño Extenso P(Daño Extenso)=.6 DS4: Daño Total (a) Deformación de Entrepiso Fragilidad No Estructural 26

26 Probabilidad de Excedencia Fragilidad Estructural Fragilidad Estructura Fragilidad Estructural en Términos de Deformaciones de Entrepiso (HAZUS) P(Sin Daños)=.73.4 DS1: Daño Leve.2 DS2: Daño Moderado P(Daño Leve)=.27 DS3: Daño Extenso DS4: Daño Total (a) Deformación de Entrepiso Fragilidad No Estructural 27

27 Probabilidad de Excedencia Fragilidad (b) No Aceleración Estructural del Suelo (g) Fragilidad Componentes No Estructurales Sensibles a Aceleraciones de Piso 1.8 Fragilidad No Estructural P(Sin Daño)=.3 P(Daño Leve)=.18.6 P(Daño Moderado)=.29.4 P(Daño Extenso)=.31 DS1: Daño Leve.2 DS2: Daño Moderado DS3: Daño Extenso P(Daño Total)=.19 DS4: Daño Total (d) Aceleración de Piso (g) 28

28 Probabilidad de Excedencia Fragilidad (b) No Aceleración Estructural del Suelo (g) Fragilidad No Estructural Fragilidad Componentes No Estructurales Sensibles a Aceleraciones de Piso P(Sin Daños)=.78.4 DS1: Daño Leve.2 DS2: Daño Moderado P(Daño Leve)=.19 DS3: Daño Extenso DS4: Daño Total P(Daño Moderado)= (d) Aceleración de Piso (g) 29

29 P(Impacto) Evaluación de GAP Según análisis efectuado conforme a Norma NCh2745:213, se requiere un gap de 311 mm Probabilidad de Impacto Gap (m) No obstante, se establece un gap de 1 mm en vertical y 4 mm en el plano horizontal para reducir la probabilidad de impacto 3

30 31

31 Ensayos de Laboratorio Ensayos ejecutados por laboratorio certificado conforme a ASTM E4 bajo supervisión de representantes del Mandante Conforme a la buena práctica nacional, se efectuó el ensayo de la totalidad de los aisladores de obra 32

32 Necesario para verificar se cumplen las condiciones de diseño para DBE y MCE Se debe exigir las curvas de histéresis de los aisladores de prototipo y de obra 33

33 Conclusiones El uso de sistemas de aislación sísmica permite viabilizar estructuras arquitectónicamente mas audaces Se ha demostrado la factibilidad de implementar sistemas de aislación sísmica en el Edificio Indumotora Las Condes El uso de aislación sísmica permite reducir los cortes basales en un 85% Las deformaciones máximas promedio de entrepiso se reducen de.7 a.15, aproximadamente, con la consecuente reducción de daños en elementos estructurales y no estructurales 34

34 Conclusiones Las aceleraciones máximas promedio de piso se reducen de 1.15g a.17g, aproximadamente, con la consecuente reducción de daño en contenidos y mejora en el confort de los usuarios Se recomienda implementar una junta de aislación mayor al exigido por la norma, con el objeto de reducir la probabilidad de impacto Se recomienda efectuar ensayos de control de calidad a desplazamiento máximo, para verificar las propiedades de los aisladores para MCE Se debe exigir los ciclos de histéresis de los ensayos de prototipo y control de calidad 35

35 Agradecimientos 36

36 Gracias! Preguntas? 37

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