Estudio terico del
comportamiento ssmico
de construcciones con
aislamiento de base
Claudia Guardia Csar Sotelo Marcial Blondet
Pontificia Universidad Catlica del PerDepartamento de Ingeniera
Objetivo General
Estudiar la factibilidad del uso de sistemas
de aislamiento en el Per.
Objetivo Especfico
Disear e implementar un ensayo en mesa
vibradora para demostrar la efectividad del
aislamiento ssmico.
Presentacin
Base Terica
Diseo del Modelo
Prediccin analtica.
Conclusiones
Base Terica
Aislamiento de Base vs
Cimentacin convencional
Parmetros del sistema aislado de 2 GDL
)()( bssbss uukuucum
)()( gbbgbbbbs uukuucumum
Ecuacin del movimiento (Desp. Relativos)
gsssb umkvvcvmvm
gbbbbbsbb u)mm(vkvcvmv)mm(
Ordenes de magnitud:
mb>b = ( kb /M )
1/2
= ( b/s ), O(10-2)
s = cs/(2ms) y b = cb/(2Mb), O( )
Frecuencias modales:
aisladoresaislada.Sist
2/1estructura
aislada.Estr1
Modos de vibracin del sistema aislado
11
11
1
2
11L
2L
Factores de amortiguamiento:
2
31
)1(
)21(b2/1
baislado.sist
2/1
2/1
b
2/1
sestructura
)1()1(
Respuesta mx. de desplazamientos:
bbDb
V
maxestructura,S
Sv
bbDb
V
maxaislado.sist,S
Sv
Coeficiente de cortante basal:
estructuraestructuraAs ,SC
Reduccin de la fuerza cortante basal:
2/1aislado.sistaislado.sistAS 11,SC
estructuraestructuraA
aislado.sistA
,S
,aislado.sistS
O(1/2)
Diseo de Modelo
Experimental
Modelo ensayado en LEDI
PUCP (1993)
Mdulo de Albailera
Aislador de caucho
Excitacin Ssmica
Espectro de aceleracin
Norma E-030ESPECTRO DE ACELERACIN GENERADO (Norma)
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 2.4
Periodo (segundos)
Acele
raci
n (
g)
Seal de aceleracin sinttica
(Norma E-030)Seal de aceleracin generada (Norma)
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
Tiempo (segundos)
Ac
ele
raci
n (
g)
Prediccin del
Comportamiento Ssmico
Distribucin de deformaciones
Mdulo sin aislar Mdulo aislado
Anlisis no lineal
-80
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
-0.006 -0.004 -0.002 0.000 0.002 0.004 0.006
Distorsin angular
Fu
erz
a c
ort
an
te (
kN
)
-15.0
-10.0
-5.0
0.0
5.0
10.0
15.0
-0.0002 -0.0002 -0.0001 -0.0001 0.0000 0.0001 0.0001 0.0002 0.0002
Distorsin angular
Fu
erz
a c
ort
an
te (
kN
)
-0.80
-0.60
-0.40
-0.20
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
-0.008 -0.006 -0.004 -0.002 0.000 0.002 0.004 0.006 0.008
Curvatura (1/m)
Mo
me
nto
(k
N.m
)
Muro 1 piso
-3.0
-2.0
-1.0
0.0
1.0
2.0
3.0
-0.05 -0.04 -0.03 -0.02 -0.01 0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05
Curvatura (1/m)
Mo
me
nto
(k
N.m
)
Mdulo sin aislar Mdulo aislado
Viga 2 piso
-0.20
-0.15
-0.10
-0.05
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
-0.004 -0.003 -0.002 -0.001 0.000 0.001 0.002 0.003 0.004
Curvatura (1/m)
Mo
me
nto
(k
N.m
)
-8.0
-6.0
-4.0
-2.0
0.0
2.0
4.0
6.0
8.0
-0.10 -0.08 -0.06 -0.04 -0.02 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10
Distorsin angular
Fu
erz
a c
ort
an
te (
kN
)-2.50
-2.00
-1.50
-1.00
-0.50
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
-0.06 -0.04 -0.02 0.00 0.02 0.04 0.06
Curvatura (1/m)
Mo
me
nto
(k
N.m
)
Aislador
Columna 1 Piso
Resumen
ELEMENTOPARAMETROMEDIDO
VALORESMXIMOS
BASEFIJA
BASEAISLADA
MuroFuerza cortanteresistente(kN)
60 60 9.3
VigaMomento resistente
(kN.m)2.5 2.5 0.7
ColumnaMomento resistente
(kN.m)1.9 1.9 0.2
AisladorDesplazamientomximo (mm)
150 -- 90
Conclusiones
Factibilidad de ensayo experimental.
Efectividad del aislamiento ssmico.
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