Capacidad de retorno de sistemas aislados
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.
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