Marco Teorico

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Aislador sísmico son unos dispositivos aíslan al edificio de toda la energía que el suelo introduce por causa de un evento telúrico. Su aplicación en diferentes edificaciones en Latinoamérica y especialmente antes y después del terremoto ocurrido en Chile, ha tenido resultados alentadores.“El aislador sísmico desacopla la estructura del suelo y hace que la aceleración sísmica no pase y si lo hace, que esto ocurra en una proporción mínima.Entonces la estructura se comporta como un bloque rígido que se mueve sobre los aisladores en desplazamientos relativamente pequeños. Por lo tanto, ya no ha

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Aislador ssmico son unos dispositivos aslan al edificio de toda la energa que el suelo introduce por causa de un evento telrico. Su aplicacin en diferentes edificaciones en Latinoamrica y especialmente antes y despus del terremoto ocurrido en Chile, ha tenido resultados alentadores.El aislador ssmico desacopla la estructura del suelo y hace que la aceleracin ssmica no pase y si lo hace, que esto ocurra en una proporcin mnima.Entonces la estructura se comporta como un bloque rgido que se mueve sobre los aisladores en desplazamientos relativamente pequeos. Por lo tanto, ya no hay desplazamiento entre piso a piso que es lo que destruye la edificacin

La flexibilidad horizontal del aislador permite acomodar la deformacin del suelo de fundacin durante un sismo, a travs de una deformacin de corte, evitando la transferencia del movimiento del suelo hacia la estructura. Los aisladores tienen en algunos casos ncleo de plomo, el cual permite aumentar el porcentaje de amortiguamiento.

La Ingeniera Civil - Ssmica es el estudio del comportamiento de los edificios y las estructuras sujetas a carga ssmicas, entre sus prioridades destacan la obtencin de altos niveles de seguridad y la mejora del comportamiento de las estructuras ante dichos eventos dinmicos (sismos).Debido a los daos estructurales acontecidos en varios pases se ha comenzado a cuestionar la efectividad de las estructuras convencionales y de los anlisis empleados para valorar su respuesta.Se han llegado a cuestionar:a) Los sistemas de clculo empleadosb) La imposibilidad de determinar la demanda de ductilidad ante un evento ssmico y dnde se va a producirc) La presencia de fallas frgiles en sistemas supuestamente dctilesd) La complejidad de detectar el dao en estructuras metlicas cuando stas no manifiestan desplomeUna tendencia actual en el diseo ssmico consiste en buscar sistemas de control ante sismos para que localicen la demanda de ductilidad en elementos determinados. Algunos sistemas proponen que la oferta de ductilidad resida en zonas de la propia estructura, como es el caso de los marcos excntricos en estructuras de acero. Otros consisten en el empleo de disipadores de energa externos a la estructura, si bien forman parte del sistema estructural, se emplean como nexo y ello permite su fcil restitucin en caso de sufrir dao, para esto tambin se tiene que tener un suelo apropiado, en este caso un suelo que cumpla con una correcta distribucin granulomtrica y que sea especialmente grava limpia caso a trabajar nosotros.A esto tambin se debe tener en cuenta una buena compactacin para aumentar las caractersticas de resistencia del suelo y la capacidad de carga de cimentaciones construidas sobre ellos tambin disminuir la cantidad de asentamientos indeseables, estos detalles de los suelos ayudan a tener un mejor comportamiento en conjunto con los aisladores ssmicos dado que al tener un buen cimiento reduce la disipacin de energa y el aumento de fallas del suelo.El problema de diseo ssmico puede eliminarse, en vez de resolverse; es decir, se puede intentar deshacernos de los sismos en vez de combatirlos, aislando las estructuras del terreno. El hecho de separarlas de los movimientos del suelo se realizara mediante la introduccin de elementos flexibles entre la estructura y su cimentacin. Los sistemas propuestos en los ltimos aos giran sobre un mismo concepto: soportar las estructuras sobre sistemas muy flexibles lateralmente auxiliados con mecanismos disipadores de energa. El objetivo esencial es asegurar que el valor del periodo fundamental de vibracin de la estructura se aleje del periodo dominante del sitio, de tal forma que los niveles de fuerza y aceleracin en la estructura sean reducidos significativamente. Los disipadores de energa reducen, igualmente, la fuerza en la estructura, proporcionndole a su vez una respuesta elstica, en algunos casos, sin que deba esperarse la reduccin de la fuerza en estructuras que estn respondiendo ms all de la fluencia. Para el diseo de este tipo de dispositivos disipadores de energa no existe todava normatividad en Mxico. Sin embargo, en otras partes del mundo si existen parmetros de diseo que se toman en cuenta.SISTEMAS DE CONTROL ESTRUCTURALEl control estructural ante acciones ssmicas se est planteando como una alternativa al diseo sismorresistente convencional, basado en la combinacin adecuada de energa elstica y de disipacin de energa en sus elementos principales. En la actualidad existen dispositivos dedicados a la disipacin de energa que interacta con la estructura y con el tipo de suelo. De esta forma, los elementos estructurales estn sometidos a una solicitacin menor y por consiguiente, su nivel de dao sera minimizado. Empleando estos sistemas, es posible controlar o disminuir los desplazamientos de la estructura haciendo uso de alguno o varios de los siguientes recursos: La modificacin de las propiedades dinmicas del edificio, de forma que ste reduzca su energa de entrada o evite actitudes resonantes. La disipacin de energa introducida al sistema estructural a partir de dispositivos mecnicos. El control con dispositivos que ejerzan fuerzas que contrarresten la accin ssmica.Existen varias formas de clasificar a estos sistemas.Sistemas de control estructural pasivos

SISTEMAS ESTRUCTURALES DE CONTROL PASIVOLos sistemas estructurales de control pasivo se basan en elementos que responden de forma inercial a la accin ssmica, a diferencia del resto de los sistemas, adems de no requerir aporte energtico para su funcionamiento. Los dispositivos de control pasivo producen fuerzas en respuesta al movimiento de la estructura (Figura 2.1). La energa total en un sistema estructural controlado pasivamente, incluyendo los dispositivos pasivos, no aumenta por dichos dispositivos.

Figura 2.1 Representacin de un sistema de control pasivoLa disipacin pasiva de energa es una tecnologa que mejora el desempeo de una edificacin aadiendo amortiguacin a su estructura, siendo el uso primario de los disipadores de energa la reduccin de los desplazamientos ssmicos de la estructura. Los otros sistemas pasivos liberan energa por fluencia o por la plastificacin del material.Los sistemas pasivos de disipacin de energa para el diseo y reforzamiento de estructuras han tomado gran auge, gracias a la ayuda de los procesadores electrnicos y la dinmica estructural, hoy en da existen numerosos ejemplos de estructuras construidas o reforzadas en pases del mundo ms propensos a amenazas ssmicas.

Figura 2.2 Configuracin de una estructura

En la actualidad se han desarrollado cuatro diferentes sistemas de control pasivo, que son: Disipadores de energa Osciladores resonantes Aisladores de base DISIPADORES DE ENERGALos disipadores de energa son dispositivos que modifican la rigidez de la estructura y buscan concentrar en ellos la mayor capacidad de energa. Para su funcionamiento dependen fundamentalmente de los desplazamientos relativos de los entrepisos. Se ubican generalmente en contraventeos y tienen como objetivo disminuir o eliminar la disipacin de energa histertica en los elementos estructurales, especialmente en las conexiones viga-columna. Han sido usados tambin en combinacin con aisladores de base. De acuerdo con la manera en que disipan energa, pueden agruparse de la siguiente manera: Dispositivos de materiales con comportamiento elastoplstico Por extrusin Por friccin Dispositivos de materiales con comportamiento viscoelstico DISPOSITIVOS DE MATERIALES CON COMPORTAMIENTO ELASTOPLSTICOEstos dispositivos disipan energa gracias a su comportamiento histertico, Existen diversos mecanismos que se manejan mediante este concepto. El Instituto de Ingeniera de la UNAM ha estudiado el comportamiento de disipadores de energa en forma de U. Este dispositivo fue propuesto por Skinner, disipa energa al desplazarse una cara con respecto a la cara, tiene un comportamiento muy estable y el nmero de ciclos de carga que soportan depende de la amplitud de deformacin a la que se someten.

Figura 2.4 Dispositivos en forma de U ADAS (Added Damping And Stiffness) es otro dispositivo compuesto por placas de acero con forma de x, esta forma favorece el desplazamiento entre ellas, provocando una doble curvatura. Si estas placas se empotraran, se obtendra un diagrama de esfuerzos casi uniforme en todo el peralte que cambia de signo en el eje neutro, provocando que el esfuerzo de fluencia alcance todo el volumen al mismo tiempo.DISIPACIN POR EXTRUSINEn estos sistemas, la disipacin de energa se consigue al deformar transversalmente un determinado material dentro de un tubo con seccin variable. El sistema fue propuesto por Robinson y Greenbank, sin embargo, su aplicacin fue realizada veinte aos despus por Robinson y Counsins. El dispositivo est conformado por un tubo de acero con corazn de plomo, este se deforma para disipar energa, posteriormente recupera su seccin original as como sus propiedades iniciales.

Figura 2.6 Disipador de energa por extrusinDISIPACIN POR FRICCINEstos sistemas se componen de 2 placas que son colocadas en las intersecciones de contravientos en forma de cruz, las cuales generan esfuerzos de friccin cuando hay desplazamientos laterales en la estructura, produciendo la disipacin de energa. Segn resultados comparativos de modelos analticos de marcos sometidos a sismos con dispositivos, generados por Pall y Marsh, muestran desplazamientos laterales de una tercera parte respecto a los modelos sin dispositivos.

Figura 2.7 Disipador de energa por friccinScholl fue otro de los investigadores que experiment con un dispositivo formado por acero y hule en un marco de un nivel, el cual mostr un incremento en el amortiguamiento y una diferencia en la rigidez con respecto a un marco sin dispositivos.DISPOSITIVOS DE MATERIALES CON COMPORTAMIENTO VISCOLASTICO Estos dispositivos se colocan como los de friccin; sin embargo, su comportamiento es diferente ya que disipan energa por calor. Estos disipadores

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