Sistema de Protección Sísmica _ Disipador de Energía SHEAR LINK BOZZO

SISTEMAS DE PROTECCIÓN SÍSMICA – DISIPADORES DE ENERGÍA SHEAR LINK BOZZO

ORGANIZA: UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS

PONENTE: Ing. Félix Russell Campos Perlacios

Ayacucho, 25 de Noviembre del 2015

"I CICLO DE CONFERENCIAS EN INGENIERÍA CIVIL - UAP

FILIAL AYACUCHO"

SISTEMAS DE PROTECCION SISMICA

Sistemas de Aislación y Disipación Sísmica, son sistemas presentes entre la subestructura y la superestructura de edificios,puentes y también en algunos casos, en la misma superestructura de edificios, que permiten mejorar la respuesta sísmicade ellos.

AISLADORES SISMICOS

Consiste en desacoplar la estructura de la sub-estructura utilizandodispositivos llamados aisladores que se ubican estratégicamente enpartes especificas de la estructura, los cuales, en un evento sísmico,proveen a la estructura la suficiente flexibilidad para diferenciar lamayor cantidad posible el periodo natural de la estructura con elperiodo natural del sismo, evitando que se produzca resonancia, locual podría provocar daños severos o el colapso de la estructura.

ESPECTRO GENERAL DE DISEÑO. Reducción de

aceleración mediante aislación sísmica

Ing. Félix Russell Campos Perlacios


AISLADORES SISMICOSTIPOS DE AISLADORES SISMICOS

AISLADORES CON NUCLEO DE PLOMO

AISLADORES SIN NUCLEO DE PLOMO

DESLIZADOR DE SUPERFICIE CURVA

Amortiguación 30%

Amortiguación hasta 16%

ESPECTRO GENERAL DE DISEÑO. Efecto de disipación de energía.



DISIPADORES DE ENERGÍA

Actúan disipando grandes cantidades de energía, asegurando que otros elementos estructurales no sufran demandasexcesivas que signifiquen daños.Los dispositivos de disipación de energía se clasifican en dos grandes categorías:

TIPOS DE DISIPADORES SISMICOS

Dependientes del Desplazamiento

Dependientes de la Velocidad

Disipan energía plastificando el componente de acero que hay en su interior mediante esfuerzos de flexión o cortante

ADAS TADAS SHEAR LINK BOZZO

Estos dispositivos inician la disipación de energía con la velocidad relativa de entrepiso.

TAYLOR

TAYLOR


Disipador Basado en Plastificación de Metal (acero) – Shear Link Bozzo

Una característica importante del dispositivo Shear Link es que presenta unmodo doble de trabajo. Inicialmente la energía es disipada principalmenteen el alma por las tensiones uniformes de cortante en un “modo decortante”. Después de la degradación del alma los rigidizadores continúandisipando energía en un modo de flexión. La importancia de estacaracterística es que proporciona un sistema robusto que continúadisipando energía incluso después de que el alma se degrada.


1.- ANÁLISIS

El objeto de análisis es un edifico de 6 niveles con una altura total de 21m. Se definió como un sistema estructural de concreto armado mixto(pórticos + muros estructurales); para las columnas vigas y losa maciza seconsideró f’c=210 Kg/cm2, acero grado 60 con f’y =4200 Kg/cm2.

Sobrecarga de Diseño:Entrepisos: 250 Kg/m2Azoteas: 100 Kg/m2

Cargas Muertas:Piso terminado: 0.05 m x 2000 Kg/m3 = 100 Kg/m2Tabiquería móvil: 180 Kg/m2

MODELAMIENTO DE DISIPADOR DE ENERGÍA SHEAR LINK BOZZO


C2 Dimensiones: C1 = 0.45 m x 0.45 m (Esquineros)C2 = 0.50 m x 0.50 m (Laterales)C3 = 0.60 m x 0.60 m (Centrales)Vigas en sentido “X” = 0.30 m x 0.60 m

Vigas en sentido “Y” = 0.30 m x 0.50 m Espesor de muros = 0.20 m

C1

C3

C2C1

C3


Verificación de derivas en un análisis dinámico espectral

A partir del estado de carga EQ se obtienen las deformaciones laterales resultantes y se procede a la revisión de las derivas inelásticas de entrepiso con el fin de evitar daños excesivos en los elementos estructurales de concreto armado, se debe limitar las derivas inelásticas a un valor menor al 7/1000, donde:

Para los desplazamientos laterales se consideró 0.75R donde R es el factor de reducción según norma:


Obtención de fuerzas cortantes para la elección de los disipadores.


Análisis No lineal Tiempo Historia

En el caso de nuestro análisis tiempo-historia no podemos basarnos en uno solo porque la estructura se comporta distintaante cada solicitación aun siendo de la misma fuente. Es por ello que se requiere de un cierto número de registros y unprocesamiento estadístico para obtener una cierta confiabilidad en nuestra respuesta.

En nuestro modelo utilizaremos los registros directos:

Sismo 7035 y 7036, fecha 17 de Octubre de 1966, ubicación: Lima. Sismo 7038 y 7039, fecha 31 de Mayo de 1970, ubicación: Ancash.Sismo 7050 y 7051, fecha 03 de Octubre de 1974, ubicación: Lima.

Estos registros directos son escalados a 0.4gsiendo sismos de diseño según la norma peruanavigente E-030


2.- RESULTADOS






Respuesta energética del sistema

Energía disipada = 21.10%


Energía disipada = 21.69% Energía disipada = 22.95%



3.- CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

- De los resultados se concluye que con el uso de los disipadores Shear Link Bozzo, se pudo reducir derivas ydesplazamientos de los registros directos amplificados en 0.4g considerablemente; por otro lado se alcanzó una máxima

disipación de energía de 22.95% para el registro directo 7051.

- Los disipadores Shear Link permiten una gran flexibilidad en su diseño, por la capacidad de calibración de sus parámetros,tanto su rigidez, fuerza de fluencia y desplazamiento de fluencia, lo cual permite que sean altamente adaptables a casicualquier tipo de edificación, el costo de los mismos es relativamente menor a otros tipos de disipadores (viscosos,viscoelásticos, etc) y no se requiere una alto grado de tecnificación ni tecnología para fabricarlos, lo cual los convertiría enla opción más factible para el inicio de la implementación de disipadores de energía en edificios en el país.

- El dispositivo es altamente recomendable debido a que tiene una excelente capacidad de disipación de energía quebásicamente realiza por deformación inelástica del alma y se caracteriza por que la distribución de las tensiones en el áreadisipativa es casi uniforme.

- Todos los dispositivos plastifican bajo desplazamientos muy bajos del orden de 0.2 – 0.3 mm, mientras que las fuerzas deplastificación varían entre 13 y 435 KN con energía disipada entre 54 y 1160 kN.cm respectivamente.


Energía disipada

= 22.95%

GRACIAS


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