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Así funcionan los Aisladores Sísmicos en un movimiento telúrico:

 

 

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Los edificios aislados sísmicamente necesitan una zona de inspección para el sistema de aislamiento.

La norma ASCE 7-10 indica que los edificios aislados deben tener una zona de inspección para el sistema de aislamiento. Se presentan dos casos, cuando el edificio no tiene sótanos y cuando el edificio si tiene sótanos.

Edificio Aislado SIN Sótanos: Los edificios aislados sin sótanos deben tener un semisótano de inspección. Se recomienda que tenga una altura de 1.8 m, medido del fondo de losa al nivel del piso del semisótano. Esta altura está relacionada con la altura estándar de las personas y con las temperaturas de las zonas, en zonas cálidas se recomienda que sea un poco mayor. La altura del pedestal, donde el aislador descansa, está definida por la altura del semisótano, el pedestal debe tener sección suficiente para soportar cargas de pandeo y de segundo orden.

 

Fig.01 Semisótano de Inspección

 

 

Edificio Aislado CON Sótanos: En el caso de edificios con sótanos ya no se necesita un semisótano adicional, ya que el sótano bajo el sistema de aislamiento puede usarse como zona de inspección. Las vigas bajo los aisladores que conectan a los capiteles inferiores no requieren losas de conexión quedando vacíos que sirven como accesos de inspección.

 

Fig.02 Zona de inspección

 

Referencias:

-ASCE 7-2010, Minimum Design for Building and Other structures. Library of Congress Cataloging-in-Publication data. 2010, EEUU.

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Si tu duda era la capacidad que tienen los sistemas de aislamiento de regresar a su posición original pasado un evento sísmico, pues la respuesta es que estos dispositivos SI tienen la capacidad de retomar su posición original pasado algún evento sísmico (si es que hablamos de sistemas basados en aisladores elastómeros) sin embargo lo anteriormente es válido bajo el cumplimiento de algunos parámetros.

Se han desarrollado dos estrategias competitivas para verificar la capacidad de retorno del aislamiento sísmico: (a) una estrategia defendida por ingenieros en Nueva Zelanda, Estados Unidos y Japón que presumen una fuerte fuerza restauradora en el sistema de aislamiento y la estrategia italiana en la que asumen que el sistema de aislamiento exhibe un comportamiento esencialmente elasto-plástico.

Las especificaciones de USA en la normativa ASCE 7-10 establecen una rigidez mínima requerida para el todo sistema de aislamiento (sistemas que no cuenten con dispositivos viscosos), tal que la fuerza de al desplazamiento de diseño (D) menos la fuerza  a la mitad del desplazamiento (D/2) sea mayor que 0.025W, esto es:

K_d D ≥ 0.05 W

Donde (D) es el desplazamiento de diseño del sistema de aislamiento, (Kd) es la rigidez post-fluencia del sistema de aislamiento y (W) es el peso del edificio. (Definido por la norma).

Por otro lado, las especificaciones del Eurocode 8(Comité Europeo de Normalización, 2005) establecen que la fuerza de al desplazamiento de diseño (D) menos la fuerza  a la mitad del desplazamiento (D/2) sea mayor que 0.025W.Dr/D, donde Dr está definido por:

Dr = Qd / kd

Lo especificado en Eurocode 8 puede expresarse como:

K_d D ≥ W (0.05µ) ^ 0.5

µ = Qd / W

Donde (D) es el desplazamiento de diseño del sistema de aislamiento, (Kd) es la rigidez post-fluencia del sistema de aislamiento, (W) es el peso del edificio y (Qd) es la fuerza característica.

Las ecuaciones anteriores tanto de la ASCE 7-10 y Eurocódigo 8 (Comité Europeo de Normalización, 2005)  reconocen la importancia de verificación de la fuerza de restauración del sistema de aislamiento. Cabe mencionar que la nueva ASCE 7-2016 ha incluido nuevos enfoques para la fuerza de restauración y desplazamientos residuales, los cuales se invita al lector a investigar.

 

Fig. 1: Relación Fuerza-Desplazamiento para aisladores elastómeros

Referencias:

-Normativa ASCE7-2017-Minimum design loads for building and other structures, cap.18.

-Analysis and design procedures for bridge bearings and seismic isolators, cap.3

-Erocode 8, seismic design of bridge.

 

Cuando se habla de procedimientos de diseño de sistemas de aislamiento en estructuras podemos diferenciar 3 metodologías aceptadas por la normativa ASCE7-2010. Asi mismo esta normativa indica las restricciones de uso para cada procedimiento en su capítulo 17.

Método estático o de fuerza lateral equivalente:

El procedimiento de fuerza lateral equivalente (ELF) es un método basado en el desplazamiento, que utiliza ecuaciones simples para determinar la respuesta de estructura aislada, el método nos permite conocer el cortante basal de la estructura y con ello conocer las fuerzas que actúan en la estructura para finalmente resolverlo con un análisis estructural.
Calculo de desplazamiento:

Δ = Sa*T²*g/(4*π²*B)

Calculo del coeficiente amortiguamiento:

B = (β/0.05)°·³

Calculo del periodo de la estructura:

T = 2π√ W / keff g

Donde:
Δ = Desplazamiento de diseño de la estructura aislada.
Sa = Aceleración espectral al periodo T.
B = Coeficiente de amortiguamiento.
β = Amortiguamiento efectivo del aislador.
KD = Rigidez efectiva del aislador.

Método Dinámico Espectral
Los métodos de análisis del espectro de respuesta requieren que los aisladores sean modelados (sea en Etabs, SAP o en otro software) usando valores dependientes de la amplitud de rigidez y amortiguación efectivas que son esencialmente los mismos que los del procedimiento ELF, sujeto a la limitación de que la amortiguación efectiva de los modos aislados de respuesta no exceda el 30% del amortiguamiento crítico.
Es probable que se tenga que hacer iteraciones de manera que con los valores de rigidez y amortiguamiento efectivos dependientes del desplazamiento se obtengan desplazamientos iguales a los asumidos para el cálculo de los valores anteriormente brindados.

Método Dinámico Tiempo-Historia
Para el análisis de respuesta de tiempo-historia, las características no lineales de los aisladores se modelan explícitamente en el modelo matemático (en lugar de usar rigidez y amortiguación efectivas). Para este análisis es necesario conocer la curva de histéresis del aislador.

Referencias:
Normativa ASCE7-2017 Minimum design loads for building and other structures, capítulo 17.
FEMA P-751; Chapter 12: Seismically Isolated Structures

Al rededor del mundo podemos encontrar varias edificaciones que ya están en la última parte de su proceso constructivo y que se espera finalicen este año. A continuación un breve recuentro:

 

  • Ampliación del Museo de Arte Moderno de San Francisco (EE.UU.)

El 14 de mayo llegará una de las primeras inauguraciones: Se posicionará como el centro ­contemporáneo más grande del país, cuyo reto principal estaba en renovar el diseño posmoderno del edificio original, firmado por Mario Botta en 1995. El proyecto de los noruegos Snøhetta duplica el espacio expositivo y acogerá cerca de 3.000 nuevas adquisiciones.

  • Centro de Artes Escénicas de Taipéi (Taiwán):

Inspirado en un puesto de comida callejero de la ciudad, este edificio cuenta con un peculiar y estrambótico diseño, además de una fachada en la que una esfera plateada gigante sobresale de un cubo de cristal. No es sorpresa que haya causado un gran debate entre los arquitectos cuando este diseño ganó el concurso de su diseño en el 2009.

  • Louvre de Abu Dhabi (Emiratos Árabes):

Próximo a entregarse a mediados de año, esta franquicia tiene 64.000 m2 que estarán repartidas en pabellones, plazas, pasillos y diversos canales. Estará situado en Saadiyat, el cual busca convertirse en un distrito cultural Jean Nouvel entregará el edificio a mediados de año, y entonces se empezará a llenar con obras de arte esta franquicia del museo de París que tiene 64.000 m2 repartidos en pabellones, plazas, pasillos y canales.

  • Tate Modern de Londres (Reino Unido):

Se espera que su inauguración se de el próximo 17 de junio. Los arquitectos suizos Herzog & De Meuron han creado una pirámide torsionada que deja entrever las luces de su interior en la noche londinense, lo que sin duda lo convertirá en uno de los museos más fotografiados de la ciudad.

  • Centro Cultural de la Fundación Stavros Niarchos (Grecia):

Este elegante edificio ubicado en Atenas albergará diversos espacios expositivos, un parque con un canal de agua salada y la biblioteca y la ópera nacional.

 

 

Fuente: Clarin

La construcción, que cuenta con nuestros aisladoressísmicos DIS, fue diseñado por Joseph Baermann Strauss e inaugurada el 27 de mayo de 1937 y a la fecha se ha posicionado como uno de los puentes más famosos de California (Estados Unidos) y del mundo.

A continuación, 5 datos interesantes de esta edificación:

  • El día de su inauguración, cerca de 200 mil personas cruzaron a pie este famoso puente.

Pedestrians and cyclists share the east sidewalk of the Golden Gate Bridge Thursday June 2, 2011 as they have since authorities shut down the west sidewalk for seismic work. (Karl Mondon/Staff)

  • Resistencia: la construcción es capaz de resistir un sismo de hasta 8 grados escala Ritcher, así como vientos de hasta 144 km por hora.

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  • Dimensiones: El puente tiene una longitud de 1280 kilómetros en su parte colgante. Además, las dos torres que lo soportan tienen una altura de 227 metros. Entre la superficie del mar y el piso del puente, existe un espacio de 67 metros.

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  • Construcción: La construcción del Golden Gate llevó más de 4 años y tuvo un costo de 27 millones de dólares.

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  • Tránsito: Para cruzar el puente se necesita pagar USD 6.

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Fuente: Peru.com

Puede parecer un sueño, pero construir un edificio en 19 días es una realidad. Los encargados de realizar este récord  es la empresa Broad Sustainable Building,  compañía que construyó  el Mini Sky City, un edificio de 57 plantas mediante módulos prefabricados, convirtiéndose en el edificio prefabricado más alto del mundo.

Además de este récord, Mini Sky City se posiciona como un edificio sostenible, ya que se ha levantado sin emisiones de polvoy con un importante ahorro de cemento en los distintos módulos de hormigón.

Video: https://youtu.be/PyxwgLYbAk0

 

Fuente: grúas y equipos

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