aislaciÓn disipaciÓn sÍsmica - cetconstruccion.cl · del cusco, peru rba-global aislaciÓn...
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Rubén Boroschek, PhD
Rubén Boroschek & Asociados Ltda.
Universidad de Chile
Rose School, I
Seminario
Rubén L. Boroschek, Ph. D.Universidad de Chile
Rose School, ItalyProfesor Honorario
Universidad San Antonio Abaddel Cusco, Peru
RBA-Global
AISLACIÓNDISIPACIÓNSÍSMICA
Rubén Boroschek, PhD
Rubén Boroschek & Asociados Ltda.
Universidad de Chile
Rose School, I
CHILE A HISTORY OFLARGE EQ
Modified from Comte
DATE MAGNITUDE APROX LOCATION1570 Feb.8 8 - 8 1/2 Concepción1575 Dec. 16 8 1/2 Valdivia1604 Nov.24 8 1/2 North de Arica1647 May. 13 8 1/2 Valparaiso1657 Mar. 15 8 Concepcion1730 Jul. 8 8.8 Valparaiso1737 Dec. 24 7 1/2 - 8 Valdivia1751 May. 25 8 1/2 Concepcion1796 Mar. 30 7 1/2 - 8 Copiapo1819 Apr. 3-11 8.3 Copiapó (3 EQ)1822 Nov. 19 8 1/2 Valparaiso1835 Feb.20 8 - 8 1/2 Concepcion1837 Nov.7 8 Valdivia1868 Aug.13 8 1/2 Arica1877 May.9 8 lquique1880 Aug. 15 7 1/2 - 8 Illapel1906 Aug.16 7.9 Valparaiso1922 Nov.10 8.4 Vallenar1928 Dec. 1 8.4 Talca1939 Jan.24 8 - 8.3 Chillan1943 Abr. 6 8.3 Illapel1950 Dec. 9 8 Calama1960 May. 22 9.5 Sur de Chile1966 Dec. 28 8.1 Taltal1985 Mar. 3 7.8 Zona Central1995 Jul. 30 8 Antofagasta2001 Jun.23 8.4 South Peru2005 Jun.13 7.8 Tarapaca2010 Feb.27 8.8 Center-South2014 Apr. 1 8.2 Iquique2015 Sep. 16 8.3 Canela Baja
[email protected] – Univ Chile
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TÍTULO DE LA PONENCIA
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Source: USGS
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Daño Estructural
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• En general, buen desempeño• Stock de edificios +3 niveles: 9,974• ~5 edificios colapsados (0.05% stock)• ~35 edificios para demolición (0.35% stock)
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• Grietas horizontales y pérdidas de hormigón en 1er piso y1er subterráneo
Daño Estructural
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• Refuerzo fracturadoDaño Estructural
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Instalaciones Industriales
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Instalaciones Industriales
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Pandeo Local y Global
Ing. Alejandro Verdugo
Vertical elements that are part of the seismic structuralsystem, that work under compression, shall havewidth/thickness ratios smaller than r. Elementsslenderness shall be smaller than:
yFE /5.1
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Anclajes y Placas BaseRamón Montecinos
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Lecciones aprendidas…Respecto al diseño estructural• En términos generales, el desempeño sísmico de los
sistemas estructurales fue satisfactorio• Esto es consecuencia de la aplicación de un código
muy estricto y la excelente preparación de losingenieros locales
• Sin embargo, el daño estructural, aunque mínimo, noes aceptado por inversionistas ni propietarios
• Daños No Estructurales son típicamente confundidoscon daños estructurales
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• La filosofía de diseño de los códigos actuales seencuentra en revisión, a efectos de satisfacer lasexpectativas de propietarios e inversionistas Objetivosde diseño de códigos actuales:
• Nueva filosofía de diseño está orientada a controlar losdaños, preservar la operación de las estructuras ymejorar el confort de los ocupantes de las estructurasdurante eventos sísmicos severos
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Lecciones aprendidas…Respecto al diseño estructural
NCh433
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NCh3359: Requisitos para edificaciones estratégicas yde servicio comunitario
Define las edificaciones estratégicas que se deben mantener operativasen caso de sismos de gran magnitud y establece los requisitos mínimos,condiciones de operación y niveles de servicio que deben mantener enun período de emergencia incluye:
1. Autonomía de Agua Potable2. Autonomía energética total o parcial.3. Sistema integral de protección contra incendios.4. Helipuerto operativo, en el predio o en un radio no mayor que 500 m.5. Vías independientes de acceso y salida hacia la vía pública.
NUEVAS NORMAS CHILENAS
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NCh3362: Requisitos mínimos de diseño, instalación yoperación para ascensores electromecánicos frente asismosDeberá ser aplicada en edificaciones nuevas, ampliaciones y otras obrasque requieran de permiso de edificación otorgado por la DOM respectiva.Establece algunas exigencias para ascensores existentes, tales comosensor sísmico, dispositivos protección de caída de elementos delcontrapeso, guardacabos e intercomunicador.
NCh3332: Estructuras – Intervención de construccionespatrimoniales de tierra cruda – Requisitos para proyectoestructuralEstablece requisitos mínimos para proyectos de renovación,recuperación, reforzamiento o restauración de edificios con valorpatrimonial, incluidas construcciones basadas en albañilería de adobe,tapial, quincha y mampostería de piedra asentada en barro.
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NUEVAS NORMAS CHILENAS
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NCh3363: Diseño estructural - Edificaciones en áreas deriesgo de inundación por tsunami o seichesEstablece los requisitos mínimos de diseño estructural complementariospara edificaciones que se construyan en zonas inundables por tsunamis.
La norma considera los ítems de estabilidad, cargas y socavación.
Establece los procedimientos para determinar las fuerzas que puedenafectar a las estructuras durante un tsunamiIndica que las estructuras que requieren ser protegidas de los efectosde inundación por tsunami, debido a que se emplazan total oparcialmente bajo la cota de inundación, deberán ser diseñadas por uningeniero civil o arquitecto con conocimientos en diseño de este tipo deestructuras y de acuerdo a las disposiciones y requisitos establecidospor la norma.
NUEVAS NORMAS CHILENAS
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TSUNAMI EVACUATION TOWERS
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Puente Perqui Lauqen (JSCE,2010)
Otras Acciones: Puentes
Acciones:• Regreso a detallamiento anterior• Adopción de requisitos de norma Japonesa• Uso tecnologías de protección sísmica• Monitoreo de estructuras (?)
SARRAZIN
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Puentes
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Ensayos efectuados en Universidad de Nevada, Reno
Puentes
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Ensayos efectuados en Universidad de Nevada, Reno
Puentes
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Otras acciones: Area Industrial
Acción Norma Industrial NCh2369:• Drásticas modificaciones a norma de diseño estructurasAcción Minería (Criterios de diseño de Codelco):• Requerimientos de diseño basado en desempeño
Ubicación de daño, tiempo y costo de reparación,paralización, Limitación de daño.
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Daño No Estructural
22Source: E. Miranda
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Daño No Estructural
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Daños en ascensores
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https://www.youtube.com/watch?v=18u-3e5Q46Y
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NCh3357: Calificación medianteensayo
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NONSTRUCTURAL PROTECTION
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Experiencias Satisfactorias:Muros cortina
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• No se reportaron daños enmuros cortina
• Uno de los pocos NCS’s condiseño sísmico
• Típicamente ensayados adeformaciones del 1.5%
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Experiencias Satisfactorias:Estructuras con Protección Sísmica
• No se reportaron daños en estructurascon sistemas de protección sísmica
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Pasarela Bandera Banco SantanderDiseño Estructura RLEDiseño Sistema Control Vibraciones RBA
Aplicaciones de DisipadoresViescoelásticos
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Satisfactory Experiences:550 kV Transformers
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Alternativas de aislación sísmica- Aisladores de goma de alto amortiguamiento- Aisladores con núcleo de plomo- Sistemas friccionales
TÍTULO DE LA PONENCIA
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Núcleo de Plomo(Provee rigidez yamortiguamiento)
Capas de acero ygoma vulcanizadas
Placa de montaje
Estructura con AislaciónSísmica
Estructura sin AislaciónSísmica
Cubierta deprotecciónOzono y UV
Alargamiento de periodoAumento de amortiguamiento
Registros U. de Chile: http://terremotos.ing.uchile.cl
¿Cómo funciona?
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Alternativas de disipadoresde energía
Tipos de Sistemas de Disipación Pasiva de EnergíaActivados por
DesplazamientosActivados
por VelocidadActivados
por MovimientoDisipadores Metálicos Disipadores Viscosos Amortiguadores de Masa
SintonizadaDisipadores Friccionales Disipadores Viscoelásticos
Disipadores Autocentrantes
Imagen
ref:http://seismic.cv.titech.ac.jp/committee/FIB/5th_meeting.html
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Sistemas de Disipación de Energíay Aislación Sísmica de Base
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Diagonales de Pandeo Restringido(BRB’s)
• El casing evita el pandeo de ladiagonal, aumentandosustancialmente la capacidad dedisipación de energía
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Diagonales de PandeoRestringido (BRB’s)
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Diagonales de PandeoRestringido (BRB’s)
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Ensayos Diagonales de PandeoRestringido (BRB’s)
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BRB mas larga del mundo: 21 m
Diagonales de PandeoRestringido (BRB’s)
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TÍTULO DE LA PONENCIA
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Diagonales de PandeoRestringido (BRB’s)
TÍTULO DE LA PONENCIA
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Ensayos efectuados en Universidad de California, San Diego
Videos disponibles en www.dis-inc.com
Aislación Sísmica
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www.rba-global.com www.boroschek.com | Puerto Montt Junio 2017 45Video Cortesía K. Saito
Terremoto TohokuJapón Mw=9Edificio ShimizuCorporation
Fuente: USGS
Aislación Sísmica
TÍTULO DE LA PONENCIA
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Sistemas de Disipación de Energíay Aislación Sísmica de Base
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TÍTULO DE LA PONENCIA
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Sistemas de Disipación de Energía yAislación Sísmica de Base
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En Chile: Edificio Torre del Sol
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• Edificio de departamentos en Copiapó• 19100 m2 construidos, aproximadamente• 20 niveles: 1 piso mecánico+2 subterráneos+15 pisos +1 nivel equipamiento+1 nivel
sala de máquinas• Se usan 45 aisladores de goma con núcleo de plomo (20% amortiguamiento)• Monto del proyecto: UF 252000• Velocidad de ondas de corte en primeros 30m: vs = 598 m/s• Suelo clasificado como Tipo II conforme a DS 117
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Aislación Edificio Torre del Sol
• Se utilizan 45 aisladores, 8 de ellos en los extremos del edificio, bajo los estacionamiento delsegundo subterráneo, para prevenir tracciones en los aisladores
• 20 niveles en total: 1 piso mecánico+2 subterráneos+15 pisos +1 nivel equipamiento+1 nivelsala de máquinas
• 19100 m2 construidos, aproximadamente.• Se usan aisladores de goma con núcleo de plomo (20% amortiguamiento)
52 m
13 m
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Ensayos ejecutados por laboratorio certificado conforme a ASTM E4 bajosupervisión de representantes del Mandante
Se debe ensayar la totalidad de los aisladores de obra
Aislación Sísmica: Ensayos deLaboratorio
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Respuesta Sísmica
δAve Isolated = 0.0009δAve Non Isolated= 0.0045
Aave Isolated = 0.17gAave Non Isolated = 1.11g
IsolatedNon isolated
Hei
ght (
m)
Hei
ght (
m)
Hei
ght (
m)
Displacement (m) Drift (%H) Floor Acceleration (g)
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INSTRUMENTACIÓN• Continua – Tiempo Real• Procesamiento en Línea• Detección de Cambios
de Estado• Mantenimiento de
Sistema de Aislación• Alerta Rápida• Estado de Salud
Estructural• Validacion de Análisis y
Diseño
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Datacenter CLARO
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Datacenter
Parámetro DirecciónReducciónEst. Aislada
X 71%Drift CM
Y 65%X 67%Drift
Esquina Y 66%
X 81%AceleraciónCM Y 81%
X 86%IntensidadArias Y 88%
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Datacenter Efectos en la Operación
0.00
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
0.70
0.80
0.90
1.00
0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00
Prob
abili
dad
de E
xced
enci
a
Máxima Aceleración del Suelo, PGA (g)
Curvas de Fragilidad Estructuras con Componentes Anclados
DS1 (Daño Moderado)DS2 (Daño Extenso)DS3 (Daño Total)
P(Sin Daños)=0.30
P(DañoModerado)=0.39
P(Daño Extenso)=0.26
P(Daño Total)=0.05
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0.00
0.10
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0.40
0.50
0.60
0.70
0.80
0.90
1.00
0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00
Prob
abili
dad
de E
xced
enci
a
Máxima Aceleración del Suelo, PGA (g)
Curvas de Fragilidad Estructuras con Componentes Anclados
DS1 (Daño Moderado)DS2 (Daño Extenso)DS3 (Daño Total)
P(Sin Daños)=0.95
P(Daño Moderado)=0.05
Datacenter Efectos en la Operación
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0.00
0.10
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0.30
0.40
0.50
0.60
0.70
0.80
0.90
1.00
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
Porc
enta
je d
e Fu
ncio
nalid
ad
Dias
Curvas de Recuperacion de Estructuras con Componentes Anclados
DS1 (Dano Moderado)
DS2 (Dano Extenso)
DS3 (Dano Total)
Datacenter Efectos en la Operación
TÍTULO DE LA PONENCIA
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INSTRUMENTACIÓN TIEMPO REAL
• VALIDACIÓN ANTE USUARIOS
• Procesamiento en Línea• Detección de Cambios de
Estado• Mantenimiento de Sistema de
Aislación• Alerta Rápida• Estado de Salud Estructural• Validación de Análisis y Diseño