AISLAMIENTO DE BASE. F. López Almansa Universidad Politécnica de Cataluña

Transcripción

1 AISLAMIENTO DE BASE F. López Almansa Universidad Politécnica de Cataluña

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3 Aislamiento de base de un edificio Los aisladores se colocan a nivel del terreno. Seismic gap. Nueva losa. Conexiones flexibles.

4 Efecto del aislamiento de base en un edificio Reducir la cantidad de excitación que alcanza al edificio (cortante en la base) Añadir un nuevo modo de vibración de baja frecuencia y alto amortiguamiento que casi no conlleva deformaciones estructurales (mov. de sólido rígido) Limitaciones: Energía en los modos superiores (acel. de alta frecuencia) Terreno firme y edificio rígido (número de plantas) Necesidad de soportar el peso de la construcción Efectos de proximidad de falla (pulsos)

5 Aislamiento sísmico de un puente Aislamiento del tablero

6 Normativa Estados Unidos. Uniform Building Code (UBC) Italia, Japón, Reino Unido, Rusia, China, Chile y Grecia ENV (parte 2 del Eurocódigo 8). Aislamiento de base de tableros de puentes; en el capítulo 7 se consideran puentes con dispositivos aislantes y el anexo J trata de ensayos en prototipos de sistemas de aislamiento sísmico.

7 Condiciones exigibles a los aisladores Imprescindibles: Capacidad para resistir el peso de la construcción Flexibilidad horizontal y rigidez vertical Convenientes: Alta capacidad de disipación de energía Ciclos de histéresis estables Simplicidad, economía y bajo mantenimiento Durabilidad Rigidez inicial (horizontal) Fuerza de recuperación

8 Tipos de aisladores (1) Apoyos de goma. Se puede añadir plomo o aditivos (ferrita) a la goma para aumentar el amortiguamiento. Comportamiento lineal (independiente de la frecuencia) Aisladores friccionales. Comportamiento no lineal Otros más simples y económicos Disipadores sin capacidad sustentante que se instalan en paralelo con aisladores de los tipos anteriores (EERC) Los apoyos de goma se pueden conectar en serie con aisladores friccionales (Electricité de France)

9 Tipos de aisladores (2) GERB (aislamiento vertical) Aisladores metálicos con comportamiento plástico FIP (ferrocarril Caracas-Tuy) Sistema resiliente (múltiples capas de teflon) Pilotes flexibles encamisados (con holgura) Aislamiento rotacional en el arranque de pilares

10 Aislador de goma RB Rubber Bearing ; HDRB High Damping...

11 Aislador de goma con núcleo de plomo LRB Lead Rubber Bearing

12 San Francisco City Hall 5 plantas Estructura metálica con muros de fábrica Cúpula de 91 m de diámetro La planta baja es blanda 530 aisladores de goma y plomo 4 aisladores por columna

13 San Francisco City Hall

14 Ensayos sobre aisladores de goma Pandeo

15 Golden Gate bridge

16 Aisladores de goma. Ventajas e inconvenientes Dificultad de evacuación del calor generado (baja relación superficie-volumen) Durabilidad difícil de garantizar Coste importante Comportamiento lineal

17 Aisladores de goma y disipadores metálicos

18 Aisladores de goma, amortiguadores y disipadores metálicos

19 Protección de aisladores de goma contra incendios

20 Aislador friccional (péndulo de fricción) FPS Friction Pendulum System

21 Péndulo de fricción. Modelización Comportamiento independiente de la frecuencia Comportamiento lineal a rigidez k = W R T = 2π R g

22 Péndulo de fricción. Instalación

23 Péndulo de fricción. U.S. Court of Appeals (San Francisco) Edificio histórico de cinco plantas Superficie m 2 Estructura de acero y muros de granito y cerámica 256 aisladores

24 Péndulo de fricción. Benicia- Martínez bridge Longitud = 1894 m 10 vanos Efectos de proximidad de falla Aceleración espectral superior a 7g 22 aisladores (3,9 m de diámetro y 5 s de período)

25 Péndulo de fricción. San Francisco Airport International Terminal Edificio diseñado para resistir un terremoto de magnitud 8 T = 3 s 267 aisladores Desplazamiento = 49 cm

26 Péndulo de fricción. LNG Tanks 2 depósitos de 69 m de diámetro y 32 m de altura 212 aisladores por depósito T = 2,5 s; µ = 0,05 Desplazamiento = 30 cm

27 Péndulo de fricción. Ventajas e inconvenientes Dificultad para evaluar el inicio del deslizamiento Coste importante Comportamiento altamente no lineal. Introducción de altas frecuencias Movimientos extraños del edificio si hay torsiones (asimetría en planta) Alta disipación de energía

28 Aisladores GERB Muelle + amortiguador La rigidez vertical es 3 5 veces superior a la horizontal Caros pero buenos Se han usado en el Hospital de Sant Pau (L. Bozzo) para aislamiento vertical

29 Aisladores metálicos con comportamiento plástico

30 Aislador de FIP industriale

31 La velocidad de deslizamiento es menor en cada capa de contacto (para compensar el incremento del coeficiente de rozamiento con la velocidad) Sistema resiliente (múltiples capas de teflon)

32 South Rangitikei Viaduct (NZ)