Análisis de la respuesta sísmica de una edificación de concreto armado de 7 niveles con aisladores de base tipo high damping rubber bearing

Abstract

La existencia de cargas sísmicas en la región donde se encuentran las edificaciones puede provocar el colapso de los conformantes del sistema de concreto con acero, cuestión que se plantea con frecuencia en proyectos de este tipo. De acuerdo con los requerimientos de la NTP. E-031 sobre “aislación sísmica”, el final eventual de este proyecto es estudiar el desempeño de un sistema de concreto con acero equipado con un sistema de estructura dual. Con el fin de proteger la estructura contra los terremotos, la solución que se ha ofrecido incluye el uso de dispositivos de aislamiento elastomérico que tienen un núcleo de plomo (HDRB). Para poder tolerar espectros sísmicos con una DE de siete y un espectro sísmico máximo con un SMR de Y R igual a uno, se construirá la estructura. La estructura en cuestión es un edificio de una clínica de salud que se construyó en siete niveles y tiene una superficie cubierta de 230 metros cuadrados. La estructura es de forma estándar y tiene escalones tanto en la entrada como en el interior del propio edificio. Además de contar con zonas de iluminación en cada una de sus cuatro plantas, la estructura está formada por un sistema dual compuesto por marcos y placas.

La zona 3, que corresponde a la tercera zona, es donde se designa que se ubique el edificio en el mapa de zonificación de nuestro País. La flexibilidad horizontal de los aisladores de base es responsable de que la estructura tenga un lapso fundamental de vibración de 0,492 seg una vez está operando en modo 1. El valor que la estructura obtiene para las características nominales en el mismo modo es de 1,705 segundos, lo que indica un aumento del 71% en su valor. Por otro lado, cuando se agregan los dispositivos de aislamiento al sistema, el manejo del sistema mejora. Cuando se examinó la construcción tanto con un apoyo fijo como con un apoyo aislado, se descubrió que las fuerzas de corte sísmicas en la base disminuyeron hasta en

un 68 por ciento en ambas direcciones en ambos lados de la estructura. Esto se demostró durante todo el uso del marco en el estudio.

Se puede hacer una comparación similar entre el sistema con una apoyo fijo y al sistema con un apoyo aislado. El primero presenta un desplazamiento límite de 1,9715 cm en la dirección X-X, mientras que el segundo presenta un deslizamiento límite de 33,8429 cm. Para colmo, presenta desplazamientos de 1,4907 cm y 29,0563 cm en la dirección Y-Y respecto al nivel final. En las tablas 43 y 44 se puede observar que la flexibilidad horizontal de los aislantes está acorde con el desempeño del elemento. En comparación con una estructura de apoyo fijo, el sistema de apoyo aislado y el sistema con aislantes de base del tipo HDRB brindan una disminución de derivas en el nivel final de hasta un 68% en el sentido X-X y un 68% en el sentido Y-Y. Esto es en contraste con el sistema de apoyo fijo. Es necesario que el sistema cumpla con los estándares dados en la normativa de aislación sísmica E.031 para que pueda cumplir con los requisitos de derivas que se consideran aceptables. Esta norma en particular estipula que la deriva límite que se puede permitir es de 3,5 sobre 1000.

Los aislantes de base se han diseñado de acuerdo con los requisitos de diseño. Obtuvimos un valor DTM de 34,7 cm cuando estábamos en el proceso de establecer el tamaño de los agentes de aislación sísmica. Esta es la razón por la que esto es así. Además, al realizar el análisis en el software, pudimos adquirir un valor DTM de 33,8429 cm, que corresponde a un valor SMC R de 1. El hecho de que el valor estimado sea menor que el valor que se calculó manualmente demuestra que el modelo de los aislantes esté acorde con la finalidad para el que fueron diseñados.