Aislación Sísmica Edificio Indumotora Las Condes - aice.cl · 3 Núcleo de Plomo (Provee rigidez y amortiguamiento) Capas de acero y goma vulcanizadas ... Fragilidad Estructural

Aislación Sísmica Edificio

Indumotora Las Condes

Sergio Contreras Arancibia

Rodrigo Retamales Saavedra Ingenieros Civiles Universidad de Chile

5 de Junio de 2014

2

Objetivos de uso de sistemas

de proteccion sísmica

• Proteger la operación de la estructura durante e

inmediatamente después de sismos severos

• Mejorar el confort de los ocupantes del edificio

en caso de sismos

• Protección adicional de componentes

estructurales y no estructurales en caso de

sismo severo:

• Equipamiento eléctrico y mecánico

• Mobiliario

• Equipos anclados y no anclados

3

Núcleo de Plomo

(Provee rigidez y

amortiguamiento)

Capas de acero y

goma vulcanizadas

Placa de montaje

Edificio con Aislación

Sísmica

Edificio sin Aislación

Sísmica

Cubierta de

protección

Ozono y UV

Alargamiento de periodo

Aumento de amortiguamiento

Registros U. de Chile: http://terremotos.ing.uchile.cl

¿Aislación: Cómo funciona?

4

Ensayos efectuados en Universidad de California, San Diego

Videos disponibles en www.dis-inc.com

Aislación Sísmica: ¿Cómo

funciona?

http://www.dis-inc.com/



5

¿Cómo funciona?

Video Cortesía K. Saito

Terremoto

Tohoku Japón

Mw=9

Edificio Shimizu

Corporation

Fuente: USGS

6

Investigaciones en desarrollo

• Ensayos efectuados en E-Defense: Estructura escala real

de 5 pisos montada sobre aisladores y rieles. Cada piso

contiene equipo y mobiliario oficina, hospitales y vivienda

Fotos cortesía de: www.dis-inc.com




7

Investigaciones en desarrollo

Ensayos E-Defense: Agosto 2011





9

• Extensamente usada en Japón, China, Italia, Turquía, EEUU, México y Chile

San Francisco City Hall Utah State Capitol Building Oakland City Hall

Erzurum Hospital (Turquía) Takasu Hospital (Japón)

Aplicaciones Aislación Sísmica


Golden Gate Bridge




10

Y Edificaciones en Altura…





11 Fotos cortesía de: www.dis-inc.com

Y Edificaciones en Altura…




En Chile…

12

• 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

FICHA TÉCNICA

Nombre: Edificio Torre del Sol

Mandante: Inmobiliaria Santo Domingo Ltda.

Constructora: ALCORP S.A.

Uso: Habitacional

Dirección: Chañarcillo 831, Copiapó, Región de Atacama

Periodo Construcción: 2012

Arquitectos: BGL Arquitectos

Cálculo Estructural: Patricio Bonelli & Asociados Ltda.

Revisión Estructural: Luis Mendieta

FICHA TÉCNICA

Nombre: Edificio Torre del Sol

Mandante: Inmobiliaria Santo Domingo Ltda.

Constructora: ALCORP S.A.

Uso: Habitacional

Dirección: Chañarcillo 831, Copiapó, Región de Atacama

Periodo Construcción: 2012

Arquitectos: BGL Arquitectos


Revisión Estructural: Luis Mendieta

Edificio Ñuñoa Capital

13

• Edificio de oficinas y departamentos en

Ñuñoa, Santiago


• 33 niveles (29 Pisos + 4 Subterráneos)

• Se usan 24 aisladores de goma con

núcleo de plomo de gran diámetro

• Suelo clasificado como Tipo B conforme a

DS 61 (Tipo II según NCh2745.Of2003)

FICHA TÉCNICA

Nombre: Edificio Ñuñoa Capital

Mandante: Empresas Armas

Uso: Habitacional/Oficina

Arquitectos: Empresas Armas

Cálculo Estructural: René Lagos Engineers

Diseño Aislación Sísmica: Rubén Boroschek & Asociados Ltda.

Revisión Sísmica: IEC Ingeniería Ltda.

Edificio Sunset Copiapó

14

• Edificio de departamentos en Copiapó

• 42000 m2 construidos, aprox.

• 3 edificios de 17 niveles cada uno: 16 pisos + 1 subterráneo.

• Suelo clasificado como Tipo D según DS61 de 2011 (velocidad de ondas de

corte ~210 m/s)

FICHA TÉCNICA

Nombre: Condominio Sunset Armas Copiapó

Mandante: Empresas Armas

Uso: Habitacional

Arquitectos: Darraïdou Arquitectos



Revisión Sísmica: IEC Ingeniería Ltda.

Imagen:

Darraïdou

Arquitectos

Hospital del Salvador

15

Edificio Hospital del Salvador, Santiago

Superficie de nivel de aislación de 46000 m2 aproximadamente

4 Edificios en 1 placa común Suelo clasificado como Tipo B

conforme a DS 61

Imagen Cortesía IDOM

Todos los edificios

en una placa común

de 250x184 m,

aproximadamente

Alfonso Larraín V.

y Asociados Ltda.

Edificio Indumotora

Las Condes

16

• Edificio de oficinas emplazado en Las

Condes, Santiago


• 17 niveles (11 Pisos + 6 Subterráneos)

• Se han evaluado 2 alternativas de

protección sísmica basadas en aisladores

de goma con núcleo de plomo

• Suelo clasificado como Tipo II (según

NCh2745.Of2003)

• Peso sísmico porción aislada: 13800 Tonf

FICHA TÉCNICA

Nombre: Edificio Indumotora Las Condes

Mandante: Inmobiliaria Indumotora S.A.

Uso: Oficinas

Arquitectos: Sabbagh Arquitectos

Cálculo Estructural: Sergio Contreras y Asociados Ltda.


Revisión Estructural: Patricio Bonelli y Asociados Ltda.

17

Desafíos?

• Cumplir con expectativas de arquitectura

• Diseñar una estructura ubicada a 150 m de la

traza de la Falla San Ramón

• Diseñar un sistema de aislación sísmica

suficientemente flexible para alcanzar corte

mínimo y prevenir tracciones en los aisladores

• Proveer un sistema de aislación con adecuada

capacidad de restitución

• Prevenir sobrecargar aisladores sísmicos

18

Como se consigue?

• Aislación sísmica en columnas del primer

subterráneo y bajo el núcleo central

• Desarrollo de estudio de peligro sísmico para

el sitio de la obra

• Usar un sistema de aisladores sísmicos

basado en 31 aisladores de goma natural con

núcleo de plomo

• Periodo objetivo en rango 3.0-3.5 segundos

• Amortiguamiento objetivo en rango 15-20%

• Trabajo en estrecha colaboración con el

fabricante (base de datos de +30000 ensayos

de laboratorio)

19

Peligro Sísmico

Sitio

20

Peligro Sísmico

21

Peligro Sísmico

0 20 40 60 80 100 120 140-0.5

0

0.5

Registros Artificiales. Aceleraciones en X

0 20 40 60 80 100 120 140-0.5

0

0.5

0 20 40 60 80 100 120 140-0.5

0

0.5

0 20 40 60 80 100 120 140-0.5

0

0.5

A [g

]

0 20 40 60 80 100 120 140-0.5

0

0.5

0 20 40 60 80 100 120 140-0.5

0

0.5

0 20 40 60 80 100 120 140-0.5

0

0.5

Tiempo [s]

0 20 40 60 80 100 120 140-0.5

0

0.5

Registros Artificiales. Aceleraciones en Y

0 20 40 60 80 100 120 140-0.5

0

0.5

0 20 40 60 80 100 120 140-0.5

0

0.5

0 20 40 60 80 100 120 140-0.5

0

0.5

A [g

]

0 20 40 60 80 100 120 140-0.5

0

0.5

0 20 40 60 80 100 120 140-0.5

0

0.5

0 20 40 60 80 100 120 140-0.5

0

0.5

Tiempo [s]

22

Peligro Sísmico

Resultados Análisis

23


24

dPromedio = 0.15% (Con Aislación)

dPromedio = 0.70% (Sin Aislación)


25

APromedio = 0.17g (Con Aislación)

APromedio = 1.15g (Sin Aislación)

0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.050

0.2

0.4

0.6

0.8

1Fragilidad Estructura

(a) Deformación de Entrepiso

Pro

babili

dad d

e E

xcedencia

DS1: Daño Leve

DS2: Daño Moderado

DS3: Daño Extenso

DS4: Daño Total

0 1 2 3 4 50

0.2

0.4

0.6

0.8


(b) Aceleración del Suelo (g)

Pro

babili

dad d

e E

xcedencia

DS1: Daño Leve

DS2: Daño Moderado

DS3: Daño Extenso

DS4: Daño Total

0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.050

0.2

0.4

0.6

0.8

1Fragilidad No Estructural

(c) Deformación de Entrepiso

Pro

babili

dad d

e E

xcedencia

DS1: Daño Leve

DS2: Daño Moderado

DS3: Daño Extenso

DS4: Daño Total

0 1 2 3 4 50

0.2

0.4

0.6

0.8


(d) Aceleración de Piso (g)

Pro

babili

dad d

e E

xcedencia

DS1: Daño Leve

DS2: Daño Moderado

DS3: Daño Extenso

DS4: Daño Total

Fragilidad Estructural

26

P(Daño Leve)=0.18

P(Daño Moderado)=0.76

P(Daño Extenso)=0.06

Fragilidad Estructural en Términos de Deformaciones de Entrepiso

0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.050

0.2

0.4

0.6

0.8



Pro

babili

dad d

e E

xcedencia

DS1: Daño Leve

DS2: Daño Moderado

DS3: Daño Extenso

DS4: Daño Total

0 1 2 3 4 50

0.2

0.4

0.6

0.8


(b) Aceleración del Suelo (g)

Pro

babili

dad d

e E

xcedencia

DS1: Daño Leve

DS2: Daño Moderado

DS3: Daño Extenso

DS4: Daño Total

0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.050

0.2

0.4

0.6

0.8



Pro

babili

dad d

e E

xcedencia

DS1: Daño Leve

DS2: Daño Moderado

DS3: Daño Extenso

DS4: Daño Total

0 1 2 3 4 50

0.2

0.4

0.6

0.8



Pro

babili

dad d

e E

xcedencia

DS1: Daño Leve

DS2: Daño Moderado

DS3: Daño Extenso

DS4: Daño Total

Fragilidad Estructural

27

P(Daño Leve)=0.27

Fragilidad Estructural en Términos de Deformaciones de Entrepiso (HAZUS)

P(Sin Daños)=0.73

0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.050

0.2

0.4

0.6

0.8



Pro

babili

dad d

e E

xcedencia

DS1: Daño Leve

DS2: Daño Moderado

DS3: Daño Extenso

DS4: Daño Total

0 1 2 3 4 50

0.2

0.4

0.6

0.8


(b) Aceleración del Suelo (g)P

robabili

dad d

e E

xcedencia

DS1: Daño Leve

DS2: Daño Moderado

DS3: Daño Extenso

DS4: Daño Total

0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.050

0.2

0.4

0.6

0.8



Pro

babili

dad d

e E

xcedencia

DS1: Daño Leve

DS2: Daño Moderado

DS3: Daño Extenso

DS4: Daño Total

0 1 2 3 4 50

0.2

0.4

0.6

0.8



Pro

babili

dad d

e E

xcedencia

DS1: Daño Leve

DS2: Daño Moderado

DS3: Daño Extenso

DS4: Daño Total

Fragilidad No Estructural

28

P(Daño Leve)=0.18


P(Daño Extenso)=0.31

Fragilidad Componentes No Estructurales Sensibles a Aceleraciones de Piso

P(Daño Total)=0.19

P(Sin Daño)=0.03

0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.050

0.2

0.4

0.6

0.8



Pro

babili

dad d

e E

xcedencia

DS1: Daño Leve

DS2: Daño Moderado

DS3: Daño Extenso

DS4: Daño Total

0 1 2 3 4 50

0.2

0.4

0.6

0.8


(b) Aceleración del Suelo (g)P

robabili

dad d

e E

xcedencia

DS1: Daño Leve

DS2: Daño Moderado

DS3: Daño Extenso

DS4: Daño Total

0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.050

0.2

0.4

0.6

0.8



Pro

babili

dad d

e E

xcedencia

DS1: Daño Leve

DS2: Daño Moderado

DS3: Daño Extenso

DS4: Daño Total

0 1 2 3 4 50

0.2

0.4

0.6

0.8



Pro

babili

dad d

e E

xcedencia

DS1: Daño Leve

DS2: Daño Moderado

DS3: Daño Extenso

DS4: Daño Total

Fragilidad No Estructural

29

P(Sin Daños)=0.78

P(Daño Leve)=0.19


Fragilidad Componentes No Estructurales Sensibles a Aceleraciones de Piso

Evaluación de GAP

30

• Según análisis efectuado conforme a Norma NCh2745:2013,

se requiere un gap de 311 mm

• No obstante, se establece un gap de 10 mm en vertical y 400

mm en el plano horizontal para reducir la probabilidad de

impacto

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

P(Im

pac

to)

Gap (m)

Probabilidad de Impacto

31

32

Ensayos ejecutados por laboratorio certificado conforme a ASTM E4

bajo supervisión de representantes del Mandante

Conforme a la buena práctica nacional, se efectuó el ensayo de la

totalidad de los aisladores de obra

Ensayos de Laboratorio

33

Necesario para verificar se cumplen

las condiciones de diseño para DBE

y MCE

Se debe exigir las curvas de

histéresis de los aisladores de

prototipo y de obra

Conclusiones

• El uso de sistemas de aislación sísmica permite

viabilizar estructuras arquitectónicamente mas audaces

• Se ha demostrado la factibilidad de implementar

sistemas de aislación sísmica en el Edificio Indumotora

Las Condes

• El uso de aislación sísmica permite reducir los cortes

basales en un 85%

• Las deformaciones máximas promedio de entrepiso se

reducen de 0.007 a 0.0015, aproximadamente, con la

consecuente reducción de daños en elementos

estructurales y no estructurales

34

Conclusiones

• Las aceleraciones máximas promedio de piso se

reducen de 1.15g a 0.17g, aproximadamente, con la

consecuente reducción de daño en contenidos y

mejora en el confort de los usuarios

• Se recomienda implementar una junta de aislación

mayor al exigido por la norma, con el objeto de

reducir la probabilidad de impacto

• Se recomienda efectuar ensayos de control de

calidad a desplazamiento máximo, para verificar las

propiedades de los aisladores para MCE

• Se debe exigir los ciclos de histéresis de los ensayos

de prototipo y control de calidad

35

Agradecimientos

36

Gracias!

¿Preguntas?

37

Documents

Aislación Sísmica Edificio Indumotora Las Condes - aice.cl · 3 Núcleo de Plomo (Provee rigidez y amortiguamiento) Capas de acero y goma vulcanizadas ... Fragilidad Estructural