Proyecto de Aislamiento Sísmico

Transcripción

1 Edificio de Proceso DTP de SQM Proyecto de Aislamiento Sísmico Noviembre 2012 Por Michael Rendel, 20/08/2015

2 I. INTRODUCCIÓN Descripción de la estructura 1. Edificio de procesos de estructura metálica Altura: 36 m Planta: 11m x 20m Peso total (super.): Tonf 2. Equipamiento: Estanques Sistemas de piping para fluidos a altas temperaturas (600 C) Intercambiadores de calor 3. Objetivos del SPS: Reducir aceleraciones en equipamiento Reducir deformaciones de la estructura que induzcan daño en el equipamiento

3 I. INTRODUCCIÓN Ubicación

4 I. INTRODUCCIÓN Participantes del Proyecto Estructural 1. Mandante y gerenciamiento: SQM 2. Diseño del sistema de aislamiento sísmico: SIRVE 3. Diseño de obras civiles (fundaciones y losa aislada): SIRVE 4. Diseño del edificio de estructura metálica: TIPIEL (Colombia) 5. Revisión de ingeniería: SQM

5 I. INTRODUCCIÓN Agradecimientos a SQM Gerencia de Proyectos

6 II. DISEÑO Objetivos de desempeño del sistema 1. Aceleraciones máximas a nivel de losa aislada: 0.20g 2. Aceleraciones máximas a nivel de techo: 0.80g 3. Drift elástico de entre piso máximo: 0.20%

7 II. DISEÑO Descripción del sistema propuesto 1. Losa de aislamiento de HA 2. Aisladores tipo FPS Estructura de bajo peso para el número requerido de aisladores Importante excentricidad de masa en planta 3. Fundación tipo Losa Muros perimetrales de contención Pedestales para soporte de aisladores

8 II. DISEÑO Losa de Aislación

9 II. DISEÑO Losa de Aislación Aisladores Sísmicos

10 II. DISEÑO Losa de Aislación Aisladores Sísmicos Columnas Superestructura

11 II. DISEÑO Losa de Aislación y Fundaciones

12 II. DISEÑO Diseño de los dispositivos NCh2745.Of Dispositivos tipo FPS Análisis TH no lineal Constitutiva depende de la velocidad Constitutiva depende de fuerza vertical 2. Modelación permite el eventual levantamiento de los dispositivos 3. Diferentes posiciones del centro de masa según estado de llenado de estanques y piping 4. Tres tríos de registros (X,Y,Z), incluyendo componente vertical 5. Diseño mediante la envolvente de resultados de registros

13 a (g) a (g) a (g) II. DISEÑO Solicitación Sísmica 1. Parámetros generales Zona Sísmica: 3 Tipo de Suelo: B (suelo II s/nch2745) 2. Registros compatibles con espectro NCh2745 (H y V) S a (g) Espectro de aceleraciones NCh2745 Suelo 2, Zona 3 NCh2745 Llo Lleo E-O Melipilla N-S San Isidro N-S T (s) t (s)

14 II. DISEÑO Dispositivos tipo FPS Rigidez Inicial: ke = μw x y Rigidez post fluencia : kp = W R Relación fuerza def.: (supuesto: x y 0) Rigidez efectiva: (secante) F(x) = μw + W R x K ef = F(x) x = μw x + W R x y x Período efectivo: T ef = 2π W K ef g = 2π R x g x + μr Para el caso de péndulos dobles, de igual radio: R = 2R D

15 II. DISEÑO Dispositivos tipo FPS Péndulo Triple

16 II. DISEÑO Modelo Estructural 1. Software: SAP Estructura metálica: frames 3. Losa de Aislamiento: shells y frames 4. Aisladores: link / friction isolator 5. Peso Sísmico: 1400 Tonf 6. Período fundamental: Tx: 2.88 seg. Ty: 2.88 seg. 7. Coeficientes de roce: μ = 0.04 / 0.05 (slow/fast)

17 II. DISEÑO Diseño de los dispositivos 1. FPS 280/ unidades Carga máxima: 270 Tonf Deformación máxima (D TM ): 32cm Rigidez secante: 0.49 Tonf/cm 2. FPS 125/ unidades Carga máxima: 116 Tonf Deformación máxima (D TM ): 32cm Rigidez secante: 0.21 Tonf/cm

18 III. RESULTADOS Desempeño en la estructura Sismo de diseño INDICADOR Aceleración nivel sobre dispositivos (g's) Drift elástico máximo superestructura ( 0 / 00 ) Corte Elástico superestructura (tonf) Corte de diseño superestructura (tonf) Vdis/Wsup Demanda de ductilidad real DIRECICIÓN X Y Límite 0.20 g (OK) Límite 2.00 (OK) Mínimo NCh2369 Coeficiente de reducción de respuesta para diseño superestructura: R = 1.41

19 III. RESULTADOS Desempeño en la estructura Base fija / aislada INDICADOR Periodo Drift elástico máximo superestructura ( 0 / 00 ) Aceleración Suelo Aceleración absoluta nivel aislameinto (g) Aceleración Absoluta nivel techo (g) Corte Elástico base columnas primer nivel (tonf) BASE FIJA AISLADO REDUCCIÓN X Y X Y X Y % 81% % 66% % 80% % 83%

20 III. RESULTADOS Diseño equipamientos y anclajes 1. Diseños realizados por terceros, solicitaciones aportadas por SIRVE 2. Equipos mayores fueron incluidos en el modelo (entrega de reacciones) 3. Para equipos menores no incluidos en modelo se entregaron espectros de respuesta obtenidos sobre la estructura

21 III. RESULTADOS Diseño equipamientos y anclajes 1. Diseños realizados por terceros, solicitaciones aportadas por SIRVE 2. Equipos mayores fueron incluidos en el modelo (entrega de reacciones) 3. Para equipos menores no incluidos en modelo se entregaron espectros 0.6 de respuesta obtenidos sobre la estructura Registro de LLAY en dirección Y (LOSA) Losa S a (m/s 2 ) T (s)

22 III. RESULTADOS Diseño equipamientos y anclajes 1. Diseños realizados por terceros, solicitaciones aportadas por SIRVE 2. Equipos mayores fueron incluidos en el modelo (entrega de reacciones) 3. Para equipos menores no incluidos en modelo se entregaron espectros de respuesta obtenidos sobre la estructura Registro de LLAY en dirección Y (LOSA) Registro de LLAY en dirección Y (TECHO) Losa Techo S a (m/s 2 ) S a (m/s 2 ) T (s) T (s)

23 III. RESULTADOS Diseño equipamientos y anclajes 1. Diseños realizados por terceros, solicitaciones aportadas por SIRVE 2. Equipos mayores fueron incluidos en el modelo (entrega de reacciones) 3. Para equipos menores no incluidos en modelo se entregaron espectros de respuesta obtenidos sobre la estructura Registro de LLAY en dirección Y (TECHO) Losa Techo S a (m/s 2 ) Registro de LLAY en dirección Y (LOSA) 0.6 S a (m/s 2 ) T (s) T (s)

24 IV. FASE DE OBRA Ensayos de Dispositivos 1. Ensayo de 4 aisladores en laboratorio 2. Los ensayos son altamente complejos, habiendo escasos laboratorios con esta capacidad en el mundo (control horizontal y vertical a carga constante)

25 IV. FASE DE OBRA Ensayos de Dispositivos Curvas de ensayos generaron un cambio en las propiedades del sistema de aislamiento: SLOW

26 IV. FASE DE OBRA Ensayos de Dispositivos Curvas de ensayos generaron un cambio en las propiedades del sistema de aislamiento: SLOW FAST

27 IV. FASE DE OBRA Ensayos de Dispositivos Curvas de ensayos generaron un cambio en las propiedades del sistema de aislamiento: SLOW 1. Leve aumento en el corte basal elástico 2. Corte de diseño siguió controlado por el mínimo normativo 3. Leve aumento en aceleraciones y deformaciones FAST

28 IV. FASE DE OBRA Losa de Fundación y Pedestales

29 IV. FASE DE OBRA Losa de Fundación y Pedestales

30 IV. FASE DE OBRA Disposición de Aisladores FPS

31 IV. FASE DE OBRA Losa de Aislamiento

32 IV. FASE DE OBRA Losa de Aislamiento

33 IV. FASE DE OBRA

34 Gracias