2010 07 10 juan carlos de la llera
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.TRANSCRIPT
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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
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Falla en flexoFalla en flexo--compresión de muroscompresión de muros
PROTECCION SISMICA 2012/07/2010
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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
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���������������������� metálicosmetálicos � � ������������������������
0911PROTECCION SISMICA 2612/07/2010
![Page 27: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042522/559183711a28ab6d6f8b46e9/html5/thumbnails/27.jpg)
Alternativa para edificios de plantas libresAlternativa para edificios de plantas libres
Disipación metálica o friccional
PROTECCION SISMICA 2712/07/2010
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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
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Dispositivo UCDispositivo UC--ShapeShape
12/07/2010 PROTECCION SISMICA 29
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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
![Page 33: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042522/559183711a28ab6d6f8b46e9/html5/thumbnails/33.jpg)
SimulaciónSimulación TitaniumTitanium
12/07/2010 PROTECCION SISMICA 33
![Page 34: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042522/559183711a28ab6d6f8b46e9/html5/thumbnails/34.jpg)
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
![Page 35: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042522/559183711a28ab6d6f8b46e9/html5/thumbnails/35.jpg)
MontajeMontaje de de disipadoresdisipadores
![Page 36: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042522/559183711a28ab6d6f8b46e9/html5/thumbnails/36.jpg)
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](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042522/559183711a28ab6d6f8b46e9/html5/thumbnails/37.jpg)
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](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042522/559183711a28ab6d6f8b46e9/html5/thumbnails/38.jpg)
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](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042522/559183711a28ab6d6f8b46e9/html5/thumbnails/39.jpg)
DintelesDinteles
PROTECCION SISMICA 3912/07/2010
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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
![Page 41: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042522/559183711a28ab6d6f8b46e9/html5/thumbnails/41.jpg)
CuCu--ADASADAS
Cu‐ADAS Dissipator (ADAS: Adding Damping And Stiffness)
PROTECCION SISMICA 4112/07/2010
![Page 42: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042522/559183711a28ab6d6f8b46e9/html5/thumbnails/42.jpg)
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](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042522/559183711a28ab6d6f8b46e9/html5/thumbnails/43.jpg)
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
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Disipación viscosaDisipación viscosa
Disipación viscosa
PROTECCION SISMICA 4412/07/2010
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Disipación viscosaDisipación viscosa
Disipación viscosa
PROTECCION SISMICA 4512/07/2010
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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](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042522/559183711a28ab6d6f8b46e9/html5/thumbnails/47.jpg)
Disipación viscosaDisipación viscosa
PROTECCION SISMICA 4712/07/2010
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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](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042522/559183711a28ab6d6f8b46e9/html5/thumbnails/49.jpg)
PRODUCCIÓN / DISPOSITIVOS / DAMP-UC
Disipación viscosaDisipación viscosa
Ventajas del coeficiente α < 1
PROTECCION SISMICA 4912/07/2010
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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
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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](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042522/559183711a28ab6d6f8b46e9/html5/thumbnails/52.jpg)
Edificios de altura intermediaEdificios de altura intermedia
Aisladores sísmicos
PROTECCION SISMICA 5212/07/2010
![Page 53: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042522/559183711a28ab6d6f8b46e9/html5/thumbnails/53.jpg)
Edificios altosEdificios altos
AMS tipo péndulo
PROTECCION SISMICA 5312/07/2010
![Page 54: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042522/559183711a28ab6d6f8b46e9/html5/thumbnails/54.jpg)
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](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042522/559183711a28ab6d6f8b46e9/html5/thumbnails/55.jpg)
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
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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](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042522/559183711a28ab6d6f8b46e9/html5/thumbnails/57.jpg)
ModeloModelo de de flujoflujo
PROTECCION SISMICA 5712/07/2010
![Page 58: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042522/559183711a28ab6d6f8b46e9/html5/thumbnails/58.jpg)
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](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042522/559183711a28ab6d6f8b46e9/html5/thumbnails/59.jpg)
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](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042522/559183711a28ab6d6f8b46e9/html5/thumbnails/60.jpg)
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](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042522/559183711a28ab6d6f8b46e9/html5/thumbnails/61.jpg)
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](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042522/559183711a28ab6d6f8b46e9/html5/thumbnails/62.jpg)
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](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042522/559183711a28ab6d6f8b46e9/html5/thumbnails/63.jpg)
Concepto de aislamiento sísmicoConcepto de aislamiento sísmico
PROTECCION SISMICA 6312/07/2010
![Page 64: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042522/559183711a28ab6d6f8b46e9/html5/thumbnails/64.jpg)
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](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042522/559183711a28ab6d6f8b46e9/html5/thumbnails/65.jpg)
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
![Page 66: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042522/559183711a28ab6d6f8b46e9/html5/thumbnails/66.jpg)
Dispositivos de aislamiento sísmicoDispositivos de aislamiento sísmico
09PROTECCION SISMICA 6612/07/2010
![Page 67: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042522/559183711a28ab6d6f8b46e9/html5/thumbnails/67.jpg)
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](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042522/559183711a28ab6d6f8b46e9/html5/thumbnails/68.jpg)
Comportamiento de estructuras protegidas Comportamiento de estructuras protegidas
09
PROTECCION SISMICA 6812/07/2010
![Page 69: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042522/559183711a28ab6d6f8b46e9/html5/thumbnails/69.jpg)
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](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042522/559183711a28ab6d6f8b46e9/html5/thumbnails/70.jpg)
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](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042522/559183711a28ab6d6f8b46e9/html5/thumbnails/71.jpg)
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](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042522/559183711a28ab6d6f8b46e9/html5/thumbnails/72.jpg)
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](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042522/559183711a28ab6d6f8b46e9/html5/thumbnails/73.jpg)
Muelle Coronel (parte no aislada)Muelle Coronel (parte no aislada)
09
PROTECCION SISMICA 7312/07/2010
![Page 74: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042522/559183711a28ab6d6f8b46e9/html5/thumbnails/74.jpg)
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](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042522/559183711a28ab6d6f8b46e9/html5/thumbnails/75.jpg)
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](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042522/559183711a28ab6d6f8b46e9/html5/thumbnails/76.jpg)
Centro de Justicia Centro de Justicia
09
PROTECCION SISMICA 7612/07/2010
![Page 77: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042522/559183711a28ab6d6f8b46e9/html5/thumbnails/77.jpg)
ACHS SantiagoACHS Santiago
0911PROTECCION SISMICA 7712/07/2010
![Page 78: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042522/559183711a28ab6d6f8b46e9/html5/thumbnails/78.jpg)
ACHS ViñaACHS Viña
0911PROTECCION SISMICA 7812/07/2010
![Page 79: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042522/559183711a28ab6d6f8b46e9/html5/thumbnails/79.jpg)
Edificio VULCO S.A.Edificio VULCO S.A.
0911PROTECCION SISMICA 7912/07/2010
![Page 80: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042522/559183711a28ab6d6f8b46e9/html5/thumbnails/80.jpg)
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](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042522/559183711a28ab6d6f8b46e9/html5/thumbnails/81.jpg)
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](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042522/559183711a28ab6d6f8b46e9/html5/thumbnails/82.jpg)
Otros ejemplosOtros ejemplos
0911PROTECCION SISMICA 8212/07/2010
![Page 83: 2010 07 10 Juan Carlos De La Llera](https://reader034.vdocumento.com/reader034/viewer/2022042522/559183711a28ab6d6f8b46e9/html5/thumbnails/83.jpg)
PuentesPuentes
0911PROTECCION SISMICA 8312/07/2010
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Edificio Santiago (postEdificio Santiago (post--sismo)sismo)
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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
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EE--ELTELT
86PROTECCION SISMICA 8612/07/2010
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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
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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
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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
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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
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Orificio anularOrificio anular
PROTECCION SISMICA 9112/07/2010
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Orificios cilíndricosOrificios cilíndricos
PROTECCION SISMICA 9212/07/2010
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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
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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
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Muchas Gracias!
PROTECCION SISMICA 9512/07/2010
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12/07/2010 PROTECCION SISMICA 96