Ing. Diego Taboada

Unidad de Protección Sísmica

Metodología para Supervisar el

Diseño y Ensayos de Aisladores

Sísmicos en Puentes y Edificaciones

2

FABRICANTE X

FABRICANTE Y

FABRICANTE Z

Diseño

Precalificación

Ensayos

Obra

Supervisión de Diseño

3

4

FABRICANTE X

FABRICANTE Y

FABRICANTE Z

Diseño

Precalificación

Ensayos

Obra

Objetivos de Desempeño:

* Deben aparecer en la memoria de cálculo y las EE.TT.

5

Derivas menores a 3/1000

Aceleraciones de Entrepiso menor a 0.4g

Desplazamiento de Aisladores (Puentes)

Relación “V / W”

Tipo de Aisladores a Usar

- Goma de Alto Amortiguamiento (HDR)

- Caucho Natural con Núcleo de Plomo (LRB)

Péndulo de Fricción (FPS) Simple, Doble,

Triple

6

Última Versión: 2010

Próxima Versión: 2017

Capítulo 17.- Requerimientos en

estructuras aisladas.

Referencia normativa: ASCE 7-10.

7

Última Versión: 2014

Referencia normativa: Guía AASHTO.

8

PROCEDIMIENTOS DE ANÁLISIS(según ASCE)

-PROCEDIMIENTO DE FUERZA LATERAL EQUIVALENTE

-PROCEDIMIENTO DINÁMICO

-ESPECTRAL

-TIEMPO - HISTORIA

Principales propiedades a obtener:

* Deben aparecer en la memoria de cálculo y las EE.TT.

10

1.REVISIÓN DE DISEÑO

Principales propiedades a obtener:

* Deben aparecer en la memoria de cálculo y las EE.TT.

11

Desplazamiento

PROPIEDADES PRINCIPALES

3. Condición a Sismo Máximo:

* Deben aparecer en la memoria de cálculo y las EE.TT.

12

Vm

1.REVISIÓN DE DISEÑO

Principales propiedades a obtener:

PARÁMETRO SISMO DE DISEÑO SISMO MÁXIMO

Desplazamiento Total Máximo: 𝐷𝑇𝐷 𝐷𝑇𝑀

Cargas Axiales Máximas: 𝑃𝑈(𝑑𝑖𝑠) 𝑃𝑈(𝑚𝑎𝑥)

Rigidez Efectiva: 𝐾𝐷 𝐾𝑀

Amortiguamiento: 𝛽𝐷 𝛽𝑀

Periodo del edificio aislado 𝑇𝐷 𝑇𝑀

* Deben aparecer en la memoria de cálculo y las EE.TT.

13

REVISIÓN DE DISEÑO: Sliders - Deslizadores

14

𝑆𝐿𝐼𝐷𝐸𝑅 (𝐷𝑒𝑠𝑙𝑖𝑧𝑎𝑑𝑜𝑟)𝑃𝑇𝐹𝐸

≥ 𝐷𝑡𝑚

REVISIÓN DE DISEÑO: Sliders - Deslizadores

15

𝛽𝑒𝑓𝑓𝐷~ 64% 𝐾𝑒𝑓𝑓 𝐷 ~ 30 𝑡𝑛/𝑚

𝐾𝑒𝑓𝑓 𝑀~ 20 𝑡𝑛/𝑚𝛽𝑒𝑓𝑓𝑀 ~ 64%

REVISIÓN DE DISEÑO: Sliders - Deslizadores

16

+

#aisl #desl

K1>K2

K1

K1

REVISIÓN DE DISEÑO: Rigidez de aisladores

17

+

K1

K2

K2=0.5-0.9ton/cmK1=1.0-1.6ton/cmamort=20-25-30%

amort=9-12%

REVISIÓN DE DISEÑO: Sliders - Deslizadores

18

K1

K2

K2=0.6-0.9ton/cmK1=1.0-1.6ton/cmamort=20-25-30%

amort=9-12%

Memoria de Cálculo del Fabricante

19

Verificar la estabilidad del aislador

FS sin deformación 3

FS máxima deformación 1.1

AISLADOR

SÍSMICO

JUNTA

SÍSMICA

MUROS DE

CONCRETO

El uso de placas se ve disminuido en razón de usar los aisladores, incluso dejar las placas perjudica a los aisladores.

CON AISLADORESSIN AISLADORES

El uso de placas se ve disminuido en razón de usar los aisladores, incluso dejar las placas perjudica a los aisladores.

SIN AISLADORES

El uso de placas se ve disminuido en razón de usar los aisladores, incluso dejar las placas perjudica a los aisladores.

CON AISLADORES

El uso de placas se ve disminuido en razón de usar los aisladores, incluso dejar las placas perjudica a los aisladores.

CON AISLADORES

SUPER-ESTRUCTURA Y SUB-

ESTRUCTURA

Con semi sótano

Momentos de segundo Orden en sub y

super estructura

MA =P ∗ DD2

+ V ∗ H1

MB =P ∗ DD2

+ V ∗ H2

Diseño de capiteles

-Carga axial.

-Momento de segundo orden.

-Peralte mínimo para cumplir longitud de

empotramiento del acero de columna.

-Verificación de distancia al borde del perno del

aislador.

-Peralte típico mayor en 10 cm al peralte de las

vigas de conexión.

-Estribos horizontales mínimos.

Acero en capiteles

Acero en capiteles

TIPOS DE AISLADORES SÍSMICOS

Aisladores de Caucho Natural con Núcleo de Plomo (LRB) y

Aisladores de Caucho de Alto Amortiguamiento (HDR)

30

TIPOS DE AISLADORES SÍSMICOS

Aisladores de Caucho Natural con Núcleo de Plomo (LRB) y

Aisladores de Caucho de Alto Amortiguamiento

31

TIPOS DE AISLADORES SÍSMICOS

Aisladores de Caucho Natural con Núcleo de Plomo (LRB) y

Aisladores de Caucho de Alto Amortiguamiento

32

TIPOS DE AISLADORES SÍSMICOS

Aisladores de Caucho Natural con Núcleo de Plomo (LRB) y

Aisladores de Caucho de Alto Amortiguamiento

33

TIPOS DE AISLADORES SÍSMICOS

Aisladores de Caucho de Alto Amortiguamiento

34

CLB Fuente: Dynamic Isolation System

Cross Linear Bearing

Requisitos de Precalificación

36

37

FABRICANTE X

FABRICANTE Y

FABRICANTE Z

Diseño

Precalificación

Ensayos

Obra

Documentos de Revisión de Propuestas

Memoria de Cálculo del Fabricante

Plan de Ensayos de Aisladores

•

Planos de Fabricación

MEMORIA DE CALCULO DEL FABRICANTE

39

Verificar diseño de las conexiones y placas de

montaje

Ensayos – Aisladores Prototipo Edificaciones

40

SECUENCIA

DE ENSAYOCARGA (tonf)

N° DE

CICLOSDESPLAZ.(mm)

A Promedio D+0.5L 20 0.10DD

B Promedio D+0.5L 3 0.25DD

C Promedio D+0.5L 3 0.50DD

D Promedio D+0.5L 3 1.00DD

E Promedio D+0.5L 3 1.00DM

F Promedio D+0.5L+EM 3 0.25DD

G Promedio D+0.5L+EM 3 0.50DD

H Promedio D+0.5L+EM 3 1.00DD

I Promedio D+0.5L+EM 3 1.00DM

J Promedio 0.9D-EM 3 0.25DD

K Promedio 0.9D-EM 3 0.50DD

L Promedio 0.9D-EM 3 1.00DD

M Promedio 0.9D-EM 3 1.00DM

N Promedio D+0.5L 3 1.00DTM

O1 Promedio D+0.5L 5 1.00DTD

O2 Promedio D+0.5L 5 1.00DTD

P P(máxima) 1 1.00DTM

Q P (mínimo) 1 1.00DTM

Ensayos – Aisladores de Obra

Edificaciones

41

SECUENCIA

DE ENSAYOCARGA (tonf)

N° DE

CICLOS

DESPLAZ.

(mm)

APromedio

D+0.5L 3

DD

Ensayos – Aisladores Prototipo Puentes

42

SECUENCIA

DE ENSAYOCARGA (tonf)

N° DE

CICLOS

DESPLAZ.

(mm)

NOTAS

A DL 3 Desp.tempVelocity>0.0762mm/

min

B DL 20Desp.viento Duration>40seg

C DL 3 Dd

D DL 3 25%Dd

E DL 3 50%Dd

F DL 3 75%Dd

G DL 3 Dd

H DL 3 125%Dd

I DL 3Desp.viento

J DL 3 Dd

K 1.2L+L+EM 1 Dtd

L 0.8D-EM 1 Dtd

Ensayos – Aisladores Obra Puentes

43

SECUENCI

A DE

ENSAYO

CARGA

(tonf)

DURACIÓN(

min)DESPLAZ. (mm)

A 1.5(DL+LL) 5---

SECUENCI

A DE

ENSAYO

CARGA (tonf)N° DE

CICLOSDESPLAZ. (mm)

A DL 3 Dd

Planos de Fabricación

45

Planos de Fabricación

46

CALIDAD MATERIALES

ACABADOS

TOLERANCIASGEOMETRICAS

USC hospital

Nagarajaiah et al; 2000

USGS

Experiencia

17.8.2.7 Las pruebas en los prototipos no son requeridas si un

aislador es de tamaño similar y del mismo tipo y material como

el prototipo del aislador que ha sido probado con anterioridad

siguiendo la secuencia de pruebas

Omisión de Ensayos de Aisladores Prototipo

48

Omisión de Ensayos de Aisladores Prototipo

49

Las dimensiones del dispositivo no son 15% más

grandes, ni 30% más pequeñas que el prototipo

ensayado anteriormente.

0.63m < Diámetro < 1.04m

0.665m < H < 0.43m

H = 471-2*(25.4+25.4) = 0.37m

Diámetro = 0.90m

Omisión de Ensayos de Aisladores Prototipo

50

Es un aislador del mismo tipo y con los mismos materiales.

LRB FPS HDR

Omisión de Ensayos de Aisladores Prototipo

51

Tiene una energía disipada por ciclo, ELOOP, que no es menor del 85% del

prototipo previamente ensayado.

Omisión de Ensayos de Aisladores Prototipo

52

Está elaborado por el mismo fabricante con iguales o más estrictos

procedimientos de fabricación y control de calidad debidamente

documentados.

Omisión de Ensayos de Aisladores Prototipo

53

Para los aisladores tipo elastoméricos, el diseño del aislador no tendrá una

mayor deformación de corte ni mayor esfuerzo vertical que el del prototipo

previamente probado.

Omisión de Ensayos de Aisladores Prototipo

54

Para aisladores tipo deslizante, el diseño del aislador no tendrá un esfuerzo

vertical o velocidad de deslizamiento mayor que el del prototipo probado

anteriormente y usando el mismo material deslizante.

Supervisión de Ensayo

56

57

FABRICANTE X

FABRICANTE Y

FABRICANTE Z

Diseño

Precalificación

Ensayos

Obra

Plan De Ensayos – Equipo de Ensayo

58

Plan De Ensayos – Aisladores Prototipo (Según Asce)

59

Plan de Ensayos – Aisladores de Obra

60

Plan De Ensayos – Aisladores De Obra

61

AISLADOR “A”

* RIGIDEZ (+-15%-referencial)

* AMORTIGUAMIENTO (mínimo)

AISLADOR “B”

* RIGIDEZ (+-15%-referencial)

* AMORTIGUAMIENTO (mínimo)

Plan De Ensayos – Aisladores De Obra

62

• RIGIDEZ GLOBAL = Σ rigidez A + Σrigidez B

• Tolerancia +-10%

* AMORT. GLOBAL = Σ amort A + Σamort B

* Tolerancia: Valor Mínimo

Plan De Ensayos – Aisladores De Obra

63

Ensayos de Materiales:

64

Caucho

Ensayos de Materiales

65

Pureza del Plomo

Ensayos de Materiales

66

Placas de Acero Externas

Placas de Acero Internas

Pernos de conexión

Slider: Ensayos de Caracterización

67

Supervisión en Obra

69

70

FABRICANTE X

FABRICANTE Y

FABRICANTE Z

Diseño

Precalificación

Ensayos

Obra

Compatibilizar Planos De Fabricación

71

Limpieza antes de Vaciado de Pedestales

72

Vaciado de Pedestales

73

Vaciado de Pedestales

74

Curado de Concreto

75

Vaciado de Grout

76

- Superficie rugosa

- Saturado superficialmente seco

Vaciado de Grout

77

- Vaciado por un solo lado

- Vaciado Contínuo

Torque en Pernos

78

12

3

4 5

6

7

8

A ajuste cruzado 1 - 5

B ajuste cruzado 5 - 2

C ajuste cruzado 2 - 6

D ajuste cruzado 6 - 7

E ajuste cruzado 7 - 3

F ajuste cruzado 3 - 8

G ajuste cruzado 8 - 4

Torque en Pernos

- Pernos Engrasados de Preferencia

DIAM.

PERNO

TORQUE (LB-PIE)

ENGRASADO

TORQUE (LB-PIE)

SIN ENGRASAR

½” 50 - 58 100 - 117

5/8” 99 - 120 198 - 240

¾” 175 - 213 350 - 425

7/8” 284 - 343 569 - 685

1” 425 - 508 850 - 1017

1 1/8” 525 - 625 1050 - 1256

1 ¼” 740 - 885 1479 - 1771

1 3/8” 974 - 1169 1948 - 2338

1 ½” 1288 - 1550 2575 - 3100

Torque en Pernos

- El torque es en dos etapas:

Etapa 1: Al 30% de torque

Etapa 2: Al 100% de torque

12

3

4 5

6

7

8

Torque en Pernos

- Certificado de Calibración de Torquímetro.

Inspecciones finales

82

Tapajuntas flexibles

83

Tuberías flexibles

84

Tuberías flexibles

85

86

Proyecto Hospital Tocache

87

Nueva Sede GR Moquegua,

Diseño Aislamiento GCAQ