2010 07 10 Juan Carlos De La Llera

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PROTECCION SISMICA DE ESTRUCTURAS EN CHILE: PROTECCION SISMICA DE ESTRUCTURAS EN CHILE: PASADO PRESENTE Y FUTURO PASADO PRESENTE Y FUTURO PASADO , PRESENTE Y FUTURO PASADO , PRESENTE Y FUTURO Juan C. de la Llera Ciclo: Tecnología para la Reconstrucción

description

"Protección Sísmica de Estructuras en Chile: Pasado, presente y futuro" Presentación del profesor Juan Carlos de la Llera (Facultad de Ingeniería - PUC) del día 10.07.2010 en el ciclo de conferencias "Tecnología para la Reconstrucción", organizado por la Escuela de Arquitectura de la Universidad de Talca.

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PROTECCION SISMICA DE ESTRUCTURAS EN CHILE: PROTECCION SISMICA DE ESTRUCTURAS EN CHILE: PASADO PRESENTE Y FUTUROPASADO PRESENTE Y FUTUROPASADO, PRESENTE Y FUTUROPASADO, PRESENTE Y FUTURO

Juan C. de la Llera

Ciclo: Tecnología para la Reconstrucción

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PresentaciónPresentación

• Sismo del Maule: una Oportunidad?• Conceptos básicos de protección

Protección Sísmica • Conceptos básicos de protecciónSísmica

• Filosofía de la ingeniería sísmica • Desarrollo de los SRVPasado Desarrollo de los SRV

• Disipación de Energía• Aislamiento sísmicoPresente

• Nuevas tendencias en P.S.• Nuevos proyectos 

Futuro

• Pasado, Presente y Futuro de la I.S.Conclusiones

������������ 212/07/2010

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������������������������������������

A los muchos estudiantes que ha hecho posible consolidar esta línea de investigación en los pasados 15 años en Chile …

A los profesionales de SIRVE S.A. quienes han permitido llevar este sueño a la práctica…

A l it t l i i t t l t tA los arquitectos, colegas ingenieros estructurales, y constructores que han colaborado con nosotros en el desarrollo de soluciones con SRV en sus proyectos…

Y a los propietarios y mandantes que han creído en esta innovación…

������������ 312/07/2010

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�� �� �������� �������� sísmicosísmico

7 cm/año

���������� ������� 412/07/2010

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ElEl problemaproblema sísmicosísmicoINTERSISMICO

COSISMICO - POSTSISMICOCOSISMICO POSTSISMICO

���������� ������� 512/07/2010

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Terremoto del MauleTerremoto del Maule

PROTECCION SISMICA 612/07/2010

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IntensidadIntensidad y y deslizamientodeslizamiento (USGS, Mw=8.8)(USGS, Mw=8.8)

⊕Curico⊕Curico

PROTECCION SISMICA 712/07/2010

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GeometríaGeometría SARSAR

12/07/2010 PROTECCION SISMICA 8

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InterferometríaInterferometría

12/07/2010 PROTECCION SISMICA 9

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InterferometríaInterferometría USGSUSGS--PUC)PUC)

Alos_path_118

Alos_path_119

12/07/2010 PROTECCION SISMICA 10

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LevantamientoLevantamiento de la de la costacosta

12/07/2010 PROTECCION SISMICA 11

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EstadísticasEstadísticas del del terremototerremoto

Hechos Chile Haiti

Magnitud Mw 8 8 7 0Magnitud, Mw 8.8 7.0

Máxima intensidad ~ VIII‐IX ~ IX

Área de falla (km2) 80 000 km2 600 km2Área de falla (km ) 80,000 km 600 km

Máximo desliz. (metros) ~14 5

Desliz. promed. (metros) 7 2Desliz. promed. (metros) 7 2

Desliz. promed. x area 560,000 1,200

Muertes 577 222570

Damnificados 800000 1300000

Pérdidas ~30 B. US$ (18% PIB) ~ 14 B. US$ (2 PIB)

PROTECCION SISMICA 1212/07/2010

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ElEl problemaproblema sísmicosísmico

Fases de un Registro de Aceleración

Onda de Corte

Onda de Compresión

Onda-P

Onda-S

Onda S perficialSuperficial

���������� ������� 1312/07/2010

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EjemploEjemplo: : CuricóCuricó

PROTECCION SISMICA 1412/07/2010

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ComparaciComparaciónón con con NChNCh 433433

PROTECCION SISMICA 1512/07/2010

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Mapa de amenaza sísmica de Chile (Mapa de amenaza sísmica de Chile (--1995)1995)

0.3

0.3

0.48

0.56

0.34 0.4

0.48

0.44

0.40.48

0.56

0.30.44 0.36

P(A > Ao | T = 50 años) = 0.1PROTECCION SISMICA 1612/07/2010

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Estructuras convencionalesEstructuras convencionales

PROTECCION SISMICA 1712/07/2010

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Normativa sísmica de Chile (Normativa sísmica de Chile (NChNCh 433, Of. 96)433, Of. 96)

• Resistan sin daños movimientos sísmicos de intensidad moderada Nivel I

• Limiten los daños en elementos no estructurales durante sismos de mediana 

d dNivel II intensidadNivel II• Aunque presenten daños, eviten el colapsoNi l III Aunque presenten daños, eviten el colapso durante sismos de intensidad excepcionalmente severaNivel III

PROTECCION SISMICA 1812/07/2010

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Fallas estructurales y noFallas estructurales y no--estructuralesestructurales

12/07/2010 PROTECCION SISMICA 19

Page 20: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera

Falla en flexoFalla en flexo--compresión de muroscompresión de muros

PROTECCION SISMICA 2012/07/2010

Page 21: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera

Estructuras protegidas sísmicamenteEstructuras protegidas sísmicamente

PROTECCION SISMICA 2112/07/2010

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Concepto de disipación de energíaConcepto de disipación de energíaAMS

Disipador

PROTECCION SISMICA 2212/07/2010

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Ve

Conceptos de disipación de energíaConceptos de disipación de energía

1

1.2

NCh 2745-03

e

0.8

ad (W

/g)

0.4

0.6

Sei

smic

Lo

-20

0.2

S

Β ≈

1.5

30

0 0.5 1 1.5 2 2.5Period (s)

PROTECCION SISMICA 2312/07/2010

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Conceptos de disipación de energíaConceptos de disipación de energía

Melipilla EW compatible con NCh2745 (suelo 2, zona II) , To=2s ξo=5%

0 40 4Espectro NCh2745

Melipilla compatible

0 6 0 6 0.6 0.60.3

0.35

0.4

0 6 0 6 0.6 0.60.3

0.35

0.4

0.50 50 50 5

0.6 0.6

ξd 0.2

0.25

0.50 50 50 5

0.6 0.6

ξd 0.2

0.25

0.30.30.30.3

0.40.40.40.4

0 50.50.50.5

0 05

0.1

0.15

0.30.30.30.3

0.40.40.40.4

0 50.50.50.5

0 05

0.1

0.15

0.10.10.10.1

Ωd

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.80

0.050.10.10.10.1

Ωd

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.80

0.05

PROTECCION SISMICA 2412/07/2010

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Conceptos de disipación de energíaConceptos de disipación de energía

3.5

4

3.5

4

aDesplazamiento

3

3.5

3

3.5

e re

spue

st

Aceleración

2

2.5

2

2.5

ducc

ión

de

1.51.5

Red

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.71

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.71

Razón de amortiguamiento, ξ

PROTECCION SISMICA 2512/07/2010

Page 26: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera

���������������������� metálicosmetálicos � � ������������������������

0911PROTECCION SISMICA 2612/07/2010

Page 27: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera

Alternativa para edificios de plantas libresAlternativa para edificios de plantas libres

Disipación metálica o friccional

PROTECCION SISMICA 2712/07/2010

Page 28: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera

SistemaSistema UCUC--ShapeShape

UFP001UFP ANSYS

2

4

6

-2

0

-6

-4

-8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8

15

0

5

10

15

(ton)

-15

-10

-5F

Desplazamiento (cm)

-8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8δ (cm)

PROTECCION SISMICA 2812/07/2010

Page 29: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera

Dispositivo UCDispositivo UC--ShapeShape

12/07/2010 PROTECCION SISMICA 29

Page 30: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera

EdificioEdificio TitaniumTitaniumPROYECTO: DISIPACION DE ENERGIA TORRE TITANIUMPROYECTO: DISIPACION DE ENERGIA TORRE TITANIUM

UBICACIÓN: Comuna Vitacura, Santiago, Chile

DESCRIPCION: Edificio de 52 pisos y 7 subterráneos (aproximadamenteDESCRIPCION: Edificio de 52 pisos y 7 subterráneos (aproximadamente

190 m de altura). El proyecto de disipación de energía contempla la

incorporación de 45 disipadores metálicos en el edificio los cuales

producirán reducciones de hasta un 40% en las deformaciones dinámicas

de la estructura en dirección transversal.

0911

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EsquemaEsquema de SRVde SRV

sector 2sector 1(CP22-CP52) = 10(CP40-CP52 = 4)

sector A(CP12-CP51 = 13)

sector B

(CP15-CP51 = 12)

(CP22-CP40) = 6sector 3Disipadores longitudinales

Disipadores transversalesDistribución de disipadores( )

( )

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60

ReducciónReducción de de RespuestaRespuesta

50

60

40

20

30

Pis

o

10

20

0

original

0 2 4 6

x 10-3

-10

Drift Y

-c/UFP

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SimulaciónSimulación TitaniumTitanium

12/07/2010 PROTECCION SISMICA 33

Page 34: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera

SistemasSistemas de de disipacióndisipación de de energíaenergía

Dirección LongitudinalDirección Transversal

c/UFP

s/UFP

0 000 0 001 0 002 0 003 0 004 0 005 0 006 0 000 0 001 0 002 0 003 0 004 0 005 0 0060.000 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006Deformación de entrepiso

0.000 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006Deformación de entrepiso

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MontajeMontaje de de disipadoresdisipadores

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Alternativas para edificios de murosAlternativas para edificios de muros

Disipador Metálico UFP

Acoplamiento de muros

PROTECCION SISMICA 3612/07/2010

Page 37: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera

Alternativas para edificios de murosAlternativas para edificios de muros

Disipador Metálico UFP

PROTECCION SISMICA 3712/07/2010

Page 38: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera

Alternativas para edificios de murosAlternativas para edificios de muros

Dinteles conDinteles con disipadores metálicos ADAS

PROTECCION SISMICA 3812/07/2010

Page 39: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera

DintelesDinteles

PROTECCION SISMICA 3912/07/2010

Page 40: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera

CuCu

• Material dúctil y maleable; excelente capacidad de deformación

Typical Copper Cyclic behavior Typical steel Cyclic behavior

Material dúctil y maleable; excelente capacidad de deformación

• Endurecimiento cinemático e isotrópico

• Aumenta disipación de energía con ciclos constantes de deformaciónp g

• Funciona en pequeñas deformacionesPROTECCION SISMICA 4012/07/2010

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CuCu--ADASADAS

Cu‐ADAS Dissipator (ADAS: Adding Damping And Stiffness)

PROTECCION SISMICA 4112/07/2010

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EARTHQUAKES & THE COPPER INDUSTRYCOPPER ADVANTAGES FOR ENERGY DISSIPATION

CuCu--ADASADAS

• Resistente a corrosión• Resistente a corrosión• Reciclabilidad – desarrollo sustentable

• Estéticamente atractivo

PROTECCION SISMICA 4212/07/2010

Page 43: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera

Ventajas de los sistemas Ventajas de los sistemas histeréticoshisteréticosmiento Disipan 

energía en deformaciones en

ción No requieren, 

salvo en ambientes Co

stos Muy bajos, 

0.15‐0.25 UF/m2 bi

lidad Alta

ontaje Sencillo, 

soldadura

Funcionam deformaciones 

pequeñasMante ambientes 

agresivos

C UF/m2

Durab Mo

PROTECCION SISMICA 4312/07/2010

Page 44: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera

Disipación viscosaDisipación viscosa

Disipación viscosa

PROTECCION SISMICA 4412/07/2010

Page 45: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera

Disipación viscosaDisipación viscosa

Disipación viscosa

PROTECCION SISMICA 4512/07/2010

Page 46: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera

Disipación viscosaDisipación viscosa

Orificios cilíndricos perforados en el pistón

Cá fl idCámara con fluido

Cilindro

Pistón a doble vástago

PROTECCION SISMICA 4612/07/2010

Page 47: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera

Disipación viscosaDisipación viscosa

PROTECCION SISMICA 4712/07/2010

Page 48: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera

PRODUCCIÓN / DISPOSITIVOS / DAMP-UC

Estudio numérico de varias cabezas Fuerza = C x (Vel)α

Disipación viscosaDisipación viscosaEstudio numérico de varias cabezas Fuerza = C x (Vel)

Fuerza: 46 Ton

Velocidad: 18 cm/s

Alpha: 0.89

Fuerza: 61 Ton

Velocidad: 47 cm/s

Alpha: 1.01

Fuerza: 48 Ton

Velocidad: 18 cm/s

Alpha: 0.64p p p

PROTECCION SISMICA 4812/07/2010

Page 49: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera

PRODUCCIÓN / DISPOSITIVOS / DAMP-UC

Disipación viscosaDisipación viscosa

Ventajas del coeficiente α < 1

PROTECCION SISMICA 4912/07/2010

Page 50: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera

Ventajas de los sistemas viscososVentajas de los sistemas viscososo Di i n R i ió d s C d Al e U i

onam

iento Disipan 

energía en velocidades pequeñas M

antención Revisión de 

sellos

Costos Cercano a 

0.3‐0.4 UF/m2

Durabilidad Alta

Mon

taje Uniones 

rotuladas

Funci pequeñas M D

• No altera rigidez del edificio

• No aumenta el corte en la estructura (máxima fuerza elástica esta desfasada de la máxima fuerza del disipador)disipador)

• No es necesario reponer los dispositivos luego de iun sismo severo

PROTECCION SISMICA 5012/07/2010

Page 51: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera

Concepto de aislamiento de masaConcepto de aislamiento de masa

AMS

PROTECCION SISMICA 5112/07/2010

Page 52: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera

Edificios de altura intermediaEdificios de altura intermedia

Aisladores sísmicos

PROTECCION SISMICA 5212/07/2010

Page 53: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera

Edificios altosEdificios altos

AMS tipo péndulo

PROTECCION SISMICA 5312/07/2010

Page 54: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera

EdificioEdificio ParqueParque AraucanoAraucano

PROYECTO: AMS EDIFICIO PARQUE ARAUCANO

UBICACIÓN: Comuna Las Condes, Santiago, Chile

DESCRIPCION: Edificio de 22 pisos y 6 subterráneos (50.000 m2). Estructura

mixta de muros (núcleo) y marcos de hormigón armado. Incorporación de un

sistema de amortiguamiento de masa sintonizada en el piso mecánico del

edificio, consistente en dos AMS de aproximadamente 160 ton cada uno y un

disipador magneto-reológico.

091112/07/2010 PROTECCION SISMICA 54

Page 55: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera

PRODUCCIÓN / DISPOSITIVOS / MRDA-UC

E t di N é i

ModelamientoModelamiento multifísicomultifísico

Estudio NuméricoModelación electromagnética y dinámica de fluida independienteModelo electromagnético la intensidad del flujo magnéticoM d l di á i d fl id l i f / l id dModelo dinámica de fluido relaciones fuerza / velocidad o

fuerza / desplazamiento

Intensidad de flujo magnético

PROTECCION SISMICA 5512/07/2010

Page 56: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera

AnAnálisisálisis multifísicomultifísico de disipadores MRde disipadores MR

• Marco teórico:

– Ecuaciones de Maxwell: 1) (Ley de Gauss)ρ

∇ ⋅ =EEcuaciones de Maxwell:       1)                                         (Ley de Gauss) 

2)                                        (Ley de Gauss para Magnetismo)

3) (L d I d ió d F d )

0∇ ⋅ =B0

∇ε

E

∂∇

BE3)                                        (Ley de Inducción de Faraday)

4)                                       (Ley Circuital de Ampère, modificada)

t∇ × = −

∂E

tf ∂∂

+=×∇DJH

– Fuerzas de Lorentz:

– Ecuación de Navier‐Stokes

( )q= + ×F E v B

( ) ( ) ( )( )Tpt

∂ρ + ρ ⋅∇ = −∇ + ∇ ⋅η γ ∇ + ∇ +

∂u u u u u F

– Modelo de Bingham, fluido Magneto‐reológico

( )sgn( ) ( )τ = τ γ + ηγ τ > τH H0 0( )sgn( ) , ( )τ = τ γ + ηγ τ > τH H

PROTECCION SISMICA 5612/07/2010

Page 57: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera

ModeloModelo de de flujoflujo

PROTECCION SISMICA 5712/07/2010

Page 58: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera

Relación constitutiva MRRelación constitutiva MR

– Constitutivas obtenidas

– Fuerza máxima = 83.71 [ton]

PROTECCION SISMICA 5812/07/2010

Page 59: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera

EdificioEdificio ParqueParque AraucanoAraucano

100

150

50

100

N)

0

ampe

r for

ce F

(kN

-50MR

-da

-150

-100

-15 -10 -5 0 5 10 15Velocity v (cm/s)

PROTECCION SISMICA 5912/07/2010

Page 60: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera

EdificioEdificio ParqueParque AraucanoAraucano

TMD MR-on/MR-off

Max: RMS:5

10

m) Max: RMS:

22% 63% -5

0

p y,f (c

m

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50-10

BLDG MR-on/MR-off

Max: RMS:0

0.2

0.4

0.6

f (cm

)

a S

3% 20%

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

-0.6

-0.4

-0.2u y,f

bldg+TMDbldg+TMD+MR (off)bldg+TMD+MR (on)

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50Time (s)

PROTECCION SISMICA 6012/07/2010

Page 61: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera

Ventajas de los AMSVentajas de los AMSo Permite n No requiere s Cercano a d Alta e Construcción

cion

amiento Permite 

regulación de sintonía

Mantención No requiere

Costo Cercano a 

0.3‐0.4 UF/m2

Durabilidad Alta

Mon

taje Construcción 

in situ

Func

M

• Control de deformaciones en el edificio

• Bajo impacto arquitectónico• Bajo impacto arquitectónico

• Simpleza para la sintonía

PROTECCION SISMICA 6112/07/2010

Page 62: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera

Concepto de aislamiento sísmicoConcepto de aislamiento sísmico

EDIFICIO SIN AISLACION BASAL EDIFICIO CON AISLAMIENTO BASALLa estructura vibra y la deformación produce daño La vibración se reduce entre 6 y 8 veces

PROTECCION SISMICA 6212/07/2010

Page 63: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera

Concepto de aislamiento sísmicoConcepto de aislamiento sísmico

PROTECCION SISMICA 6312/07/2010

Page 64: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera

Concepto de aislamiento sísmico Concepto de aislamiento sísmico

1.2 1.2NCh 2745-03

1 1NCh 433-96

0.8 0.8

eño

(W/g

)

Ve

0 4

0.6 0.6

R ≈

6

rza

de d

ise

0.2

0.4 0.4

0.2

R

R =

2β dFu

er

Vi

300 0.5 1 1.5 2 2.5

0

R

Periodo (s)

09

PROTECCION SISMICA 6412/07/2010

Page 65: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera

Desplazamientos medidos y espectrosDesplazamientos medidos y espectros

35

(cm

)Movimientos registrados

25

30

plaz

amie

nto

(

20

Pseu

doD

esp

10

15P

NCh.2745-Suelo I

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.50

5NCh.2745-Suelo IINCh.2745-Suelo IIINCh.433-Suelo INCh.433-Suelo IINCh.433-Suelo III

Período (s)

PROTECCION SISMICA 6512/07/2010

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Dispositivos de aislamiento sísmicoDispositivos de aislamiento sísmico

09PROTECCION SISMICA 6612/07/2010

Page 67: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera

80

Deformación (cm)-32 -24 -16 -8 0 8 16 24 32

8N = 3500 kN

1) γ = 0.125 Ed = 55 ton·cm2) γ = 0.25 Ed = 150 ton·cm3) γ = 0.5 Ed = 384 ton·cm4) 0 75 Ed 612 t

40

60

80

(ton

)

23

45

67

δ

N = 3500 kN 4) γ = 0.75 Ed = 612 ton·cm5) γ = 1 Ed = 999 ton·cm6) γ = 1.25 Ed= 1127 ton·cm7) γ = 1.5 Ed = 1422 ton·cm8) γ = 1.75 Ed = 1722 ton·cm

0

20

za d

e C

orte 1

-60

-40

-20

Fuer

z

1)γ = 0.125 Ed = 22 ton·cm2) γ = 0.25 Ed = 59 ton·cm3) γ = 0.5 Ed = 174 ton·cm4)γ = 0 75 Ed = 306 ton·cm

-2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2

-80

Deformación angular, γ

4) γ = 0.75 Ed = 306 ton·cm5) γ = 1 Ed = 499 ton·cm6) γ = 1.25 Ed = 699 ton·cm7) γ = 1.5 Ed = 898 ton·cm8) γ = 1.75 Ed = 1138 ton·cm

Deformación angular, γ

Page 68: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera

Comportamiento de estructuras protegidas Comportamiento de estructuras protegidas

09

PROTECCION SISMICA 6812/07/2010

Page 69: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera

Terremoto del Maule: Valores espectrales Terremoto del Maule: Valores espectrales

Estación PGA(horiz.) PGA(vert.) PGD(horiz)T=2.0s

Ing. Civil 0.17g 0.14g 12.4 cmIng. Civil U.Ch., Stgo. 

0.17g 0.14g 12.4 cm

Est. Metro Mirador, Stgo.

0.24g 0.13g 13.9 cm

CRS Maipú 0 56g 0 24g 22 9 cmCRS Maipú, Stgo.

0.56g 0.24g 22.9 cm

Hosp. Tisné, RM

0.30g 0.28g 20.9 cm

Hosp. Sóterodel Río

0.27g 0.13g 15.9 cm

Hosp. Curicó 0.47g 0.20g 18.9 cm

Hosp Valdivia 0 14g 0 05g 13 9 cmHosp. Valdivia 0.14g 0.05g 13.9 cm

Viña (Marga‐Marga)

0.35g 0.26g 17.8 cm

Viña (Centro) 0.33g 0.19g 10.2 cm

*PGA from RENADIC reports (Universidad de Chile)

PROTECCION SISMICA 6912/07/2010

Page 70: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera

Hospital Militar, Placa TécnicaHospital Militar, Placa Técnica

PROYECTO: AISLAMIENTO SISMICO HOSPITAL MILITAR

UBICACIÓN: Comuna La Reina, Santiago, Chile

DESCRIPCION: Edificio de 5 pisos (4 pisos y 1 subterráneo) de 50.000 m2.

Proyecto completo de 85 000 m2 Sistema de aislamiento sísmico compuestoProyecto completo de 85.000 m2. Sistema de aislamiento sísmico compuesto

por 164 aisladores elastoméricos (50 con núcleo de plomo) a nivel del cielo del

subterráneo.

0911PROTECCION SISMICA 7012/07/2010

Page 71: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera

HosmilHosmil: Edificio de Hospitalización (no aislado): Edificio de Hospitalización (no aislado)

09PROTECCION SISMICA 7112/07/2010

Page 72: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera

Muelle CoronelMuelle Coronel

PROYECTO MUELLE CORONEL

UBICACIÓN: Puerto Coronel

DESCRIPCION: Proyecto contempla el aislamiento sísmico de la plataforma

de un muelle de 420m de largo y 37 de ancho, diseñado con pilotes de acero

y tablero de hormigón armado El muelle está diseñado para grúas de 1200y tablero de hormigón armado. El muelle está diseñado para grúas de 1200

ton, una sobrecarga de 2.5 ton/m2 y tránsito de camiones.

0911PROTECCION SISMICA 7212/07/2010

Page 73: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera

Muelle Coronel (parte no aislada)Muelle Coronel (parte no aislada)

09

PROTECCION SISMICA 7312/07/2010

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Campus Clínico, San Carlos de ApoquindoCampus Clínico, San Carlos de Apoquindo

Etapa 1: aislada

Etapa 2: no aisladaEtapa 2: no aislada

0911PROTECCION SISMICA 7412/07/2010

Page 75: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera

Campus Clínico, San Carlos de ApoquindoCampus Clínico, San Carlos de Apoquindo

PROTECCION SISMICA 7512/07/2010

Page 76: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera

Centro de Justicia Centro de Justicia

09

PROTECCION SISMICA 7612/07/2010

Page 77: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera

ACHS SantiagoACHS Santiago

0911PROTECCION SISMICA 7712/07/2010

Page 78: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera

ACHS ViñaACHS Viña

0911PROTECCION SISMICA 7812/07/2010

Page 79: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera

Edificio VULCO S.A.Edificio VULCO S.A.

0911PROTECCION SISMICA 7912/07/2010

Page 80: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera

Estimación de desplazamientos Estimación de desplazamientos

ACHS ViñaD(East/West) ~ 9 cm (medición) D(N th/S th) 14 5 ( di ió )ACHS Viña D(North/South) ~ 14.5 cm (medición)

VULCOD(East/West) ~ 15.5 cm (órbita)

VULCOD(North/South) ~ 6.5 cm (órbita)

San CarlosD(East/West) ~ 10-20 cm? (tierra) D(N th/S th) 10 20 (ti )D(North/South) ~ 10-20 cm (tierra)

PROTECCION SISMICA 8012/07/2010

Page 81: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera

Validación de desplazamientos Validación de desplazamientos

HOSMILD(East/West) ~ 7-10 cm? (marca) D(N th/S th) 22 ( )HOSMIL D(North/South) ~ 22 cm (marca)

MuelleD(East/West) ~ 23 cm

( /S ) ??Muelle Coronel D(North/South) ~ ??

San AgustínD(East/West) ~ 4 cm (tierra)D(N th/S th) 5 (ti )D(North/South) ~ 5 cm (tierra)

PROTECCION SISMICA 8112/07/2010

Page 82: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera

Otros ejemplosOtros ejemplos

0911PROTECCION SISMICA 8212/07/2010

Page 83: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera

PuentesPuentes

0911PROTECCION SISMICA 8312/07/2010

Page 84: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera

Edificio Santiago (postEdificio Santiago (post--sismo)sismo)

Page 85: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera

Drift Y (o/oo) ‐ Llay‐Llay Y

0 2 4 6 8 10

7.775Edificio Santiago (postEdificio Santiago (post--sismo)sismo)

4.693

4.658

4.763

4.259

2.845

0.891

Pisos

32 dispositivos

• Reducción máxima:

• Reducción promedio (torre):

48%

42%(6) (6) (6)

C/Disipación S/Disipación

Drift Y (o/oo) ‐ Ventanas Y

0 2 4 6 8 10

32 dispositivos

AT

P5

P4

P3

P2

P1

Pisos

• Reducción máxima:

• Reducción promedio (torre):

48%

40%

(8)P1

S2

C/Disipación S/Disipación

Drift Y (o/oo) ‐ Viña Y

R d ió á i 48%Y

(6) 0 2 4 6 8 10

AT

P5

P4

P3

P2Pisos

• Reducción máxima:

• Reducción promedio (torre):

48%

43%X

Y P2

P1

S2

P

C/Disipación S/Disipación

Page 86: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera

EE--ELTELT

86PROTECCION SISMICA 8612/07/2010

Page 87: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera

EE--ELTELT

Telescope Top Level

ESO Telescope ModelPosition at 0°

Telescope Main Mirror

Foundation modelFoundation Top

Isolation DevicesNon-Linear Elements

ou da o op

PROTECCION SISMICA 8712/07/2010

Page 88: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera

AnAnálisisálisis multifísicomultifísico de disipadores viscososde disipadores viscosos

• Objetivo: Modelos numéricos capaces de representar el comportamiento de amortiguadores viscosos.de a o t guado es scosos

• Multifísica : Modelos capaces de incorporar la interacción de distintas físicas que intervienen en el comportamiento del dispositivo: dinámica defísicas que intervienen en el comportamiento del dispositivo: dinámica de fluido  y transferencia de calor.

• Análisis de distintas geometrías distintos fluidos optimización:• Análisis de distintas geometrías, distintos fluidos,  optimización: herramienta de diseño.

b ó d l d l d l• Fabricación de un prototipo para validar el modelo.

PROTECCION SISMICA 8812/07/2010

Page 89: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera

C ió d t í ibilid d i t ió

NavierNavier--StokesStokesConservación de masa, momentum y energía; compresibilidad e interacción entre temperatura y viscosidad. 

( ) ( )0 1tρ ρ∂

+ ∇ ⋅ =∂

u

( )( ) ( ) ( )2 23

Tpt

ρ ρ η η∂ ⎡ ⎤+ ⋅∇ = −∇ + ∇ ⋅ ∇ + ∇ − ∇ ⋅⎢ ⎥∂ ⎣ ⎦

u u u u u u I

T∂⎛ ⎞

t∂

( ) ( ) ( )1 4ref refp p pρ ρ β⎡ ⎤= + −⎣ ⎦

( ) ( ) ( ): 3p TTC T k Tt

ρ τ∂⎛ ⎞+ ⋅∇ = + ∇ ⋅ ∇⎜ ⎟∂⎝ ⎠u S

( ) ( ) ( )ref refp p pρ ρ β⎣ ⎦

( ) ( )1

/, 1 5n

ac T aT beη γ κ γ−

− ⎡ ⎤= +⎣ ⎦

2:3

ji k iij

uu u ucon τ η δ⎛ ⎞∂∂ ∂ ∂

= + −⎜ ⎟⎜ ⎟∂ ∂ ∂ ∂⎝ ⎠S

( ) ( ), , , , ,x y z t u v w campo de velocidades= ⇒u ( ), , ,p x y z t campo de presiones⇒

( ), , ,T x y z t campo de temperatura⇒3 ij

j i k jx x x x⎜ ⎟∂ ∂ ∂ ∂⎝ ⎠( )y p p

, , , , ,T pk C densidad viscosidad, compresibilidad, conductividad, calor específicoρ η β ⇒PROTECCION SISMICA 8912/07/2010

Page 90: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera

ModeloModelo

• Movimiento armónico del pistón, dominio deformable.

• Se obtiene campo de velocidades, presiones y temperatura.

• En general, la constitutiva de amortiguadores viscosos es de la forma:         

( )sgnF C V Vα=PROTECCION SISMICA 9012/07/2010

Page 91: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera

Orificio anularOrificio anular

PROTECCION SISMICA 9112/07/2010

Page 92: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera

Orificios cilíndricosOrificios cilíndricos

PROTECCION SISMICA 9212/07/2010

Page 93: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera

Conclusiones generalesConclusiones generales

Las soluciones de protección sísmica desarrolladas íntegramente en Chilefueron sometidas y probadas bajo el quinto sismo más intenso que hayaexistido en la historia sísmica reciente de la humanidad y ha quedadodemostrado que su desempeño fue extraordinario.

Chile puede lograr ser un país desarrollado en el ámbito de la IngenieríaSísmica en la medida que se siga invirtiendo en el estudio de los distintosaspectos del problema, y sobre todo, se evite caer en la autocomplacencia.

Los sistemas de protección sísmica no solo mejoran el nivel de seguridadde las estructuras, si no también el de sus contenidos. Los problemas ded ñ l t id b d l i d l M ldaño en los contenidos observados en el sismo del Maule son muycuantiosos y es imprescindible contar con una normativa específica para eldiseño de contenidos.

PROTECCION SISMICA 9312/07/2010

Page 94: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera

Conclusiones generalesConclusiones generalesConclusiones generalesConclusiones generales

Algunas ideas para la normativa nacional:

i Caracterizar el movimiento sísmico haciéndolo consistente con loi. Caracterizar el movimiento sísmico haciéndolo consistente con loexperimentado el 27 de Febrero

ii. Incluir la simultaneidad de las componentes horizontales y verticalesiii C ti t l i l id d t t liii. Castigar severamente las irregularidades estructuralesiv. Desarrollar la práctica constructiva de confinamiento en las cabezas de los

murosv. Restringir el uso de muros muy delgados debido a que la pérdida del

recubrimiento en estos muros implica una pérdida significativa de susección resistente

vi. Limitar la carga axial máxima de los muros bajo el nivel del balancevii. Requerir de una inspección técnica estructural en obras que garantice que

los proyectos se ejecutan cuidando el detallamiento estructural

PROTECCION SISMICA 9412/07/2010

Page 95: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera

Muchas Gracias!

PROTECCION SISMICA 9512/07/2010

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12/07/2010 PROTECCION SISMICA 96