¿Sabías que?… Los aisladores de caucho, en especial los de caucho de alto amortiguamiento, presentan un efecto denominado SCRAGGING.
Aisladores de Caucho de Alto Amortiguamiento. En caso de Aisladores de Caucho Natural, el efecto es mínimo. (Thompson et all)
Las curvas fuerza-desplazamiento en los aisladores de caucho cambian con ciclos repetitivos. Se observan mayores valores de rigidez y resistencia en el primer ciclo de deformación de un aislador comparado con ciclos posteriores.
El efecto Mullins (Mullins, 1969) o scragging es la reducción cíclica de la rigidez de los aisladores para deformaciones al corte moderadas a altas. Mullins mostró que la mayor parte de la reducción (ablandamiento) ocurre luego del primer ciclo de deformación y que el ciclo subsiguiente a ese mismo nivel de deformación produce reducciones de rigidez gradualmente menores. Tal estabilización en la histéresis se puede ver en la figura 1.
El porcentaje de reducción en la rigidez efectiva respecto al primer ciclo depende de la composición del caucho, del proceso usado para fabricar el aislador y el historial de deformación.
Muchas veces se añaden aditivos químicos al caucho natural para modificar el módulo de corte y/o amortiguamiento del aislador. Mullins observó que al modificar químicamente el caucho natural mediante aditivos el porcentaje de scragging aumentaba. Esta tendencia se refleja en la Guía de Diseño de Aislamiento de la AASHTO y en la Norma ASCE 7-16 recientemente publicada, en la que se asignan valores más grandes del factor scragging para aisladores de caucho de alto amortiguamiento en comparación de los aisladores de caucho natural con núcleo de plomo.
¿Cómo influye en el diseño del edificio aislado el efecto de scragging?
Luego de haber establecido las propiedades nominales de los aisladores, éstas se tienen que afectar por factores (l) que contemplen la variabilidad de los aisladores debido al envejecimiento, medio ambiente, scragging, entre otros. En el caso del Scragging los factores que usa la norma AASHTO son los siguientes:
Esto significa que a mayor grado de caucho modificado, la rigidez del aislador incrementa entre un 20% a 80%, lo que implica que la fuerza sísmica que ingresa al edificio aumenta en un 20% y 80%, ocasionando un mayor impacto del terremoto en el edificio.
REFERENCIAS:
Andrew Thompson et all, “Property Modification Factors For Elastomeric Seismic Isolation Bearings”, 12WCEE 2000, Pacific Earthquake Engineering Research Center, University of California, Berkeley, CA 94804.
Mullins, L. (1969), “Softening of rubber by deformation”, Rubber Chemistry and Technology, Volume 42, No. 1, February.
American. (2014), “Guide Specifications for Seismic Isolation Design”, American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO), Washington, D.C.
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