Universidad Técnica De Manabí

Facultad De Ciencias Matemáticas Físicas Y Químicas

Tema:

Aisladores De Base Y Disipadores De

Energía Sísmica

Catedrático:

Ing. Marco Zevallos

Integrantes:

Burgos Giler Kelvin Andrés

López Dueñas Héctor

Mejía Chávez Henry

Moreira García Eliana

Solórzano Franco Mauricio

Velásquez Bravo María Virginia

Vera Sánchez Karen Andrea

Zamora Loor Rubén

Nivel:

9no “C”

INTRODUCCIÓN

Un  terremoto también llamado seísmo o sismo es un fenómeno de sacudida brusca y

pasajera de la corteza terrestre producida por la liberación de energía acumulada en

forma de ondas sísmicas. Los más comunes se producen por la ruptura

de  fallas geológicas. También pueden ocurrir por otras causas como, por ejemplo,

fricción en el borde de placas tectónicas, procesos volcánicos o incluso pueden ser

producidas por el hombre al realizar pruebas de detonaciones nucleares subterráneas.

El punto de origen de un terremoto se denomina hipocentro. El epicentro es el punto

de la superficie terrestre directamente sobre el hipocentro. Dependiendo de su

intensidad y origen, un terremoto puede causar desplazamientos de la corteza terrestre,

corrimientos de tierras, maremotos o actividad volcánica. Para medir la energía

liberada por un terremoto se emplean diversas escalas, entre ellas, la escala de

Richter es la más conocida y utilizada.

Históricamente el diseño sismorresistentes de estructuras ha estado basado en una combinación de

resistencia y ductilidad. Para pequeñas frecuencias sísmicas, se espera que la estructura permanezca

en el rango elástico, con todos los esfuerzos bajo los niveles de fluencia.

En la actualidad, la técnica de aislamiento sísmico es ampliamente usada en el mundo. Un sistema

de aislamiento sísmico es típicamente ubicado en la cimentación de la estructura.

Debido a su flexibilidad y capacidad de absorción de energía, el sistema de aislamiento

parcialmente absorbe la energía sísmica de entrada antes que esta energía sea

transmitida a la estructura. El efecto es una reducción de la demanda de la disipación de energía en

el sistema estructural, mejorando su desempeño. Además, los sistemas de control activo

y semi-activo son áreas de protección estructural, en la cual el movimiento de una estructura

es controlado o modificado por la acción de un sistema de control con suministro de energía

externa. Los sistemas semi-activos requieren solamente cantidades nominales de energía para

ajustar sus propiedades mecánicas y a diferencia de los sistemas activos estos no pueden adicionar

energía a la estructura. Una atención importante ha recibido el desarrollo de estos sistemas,

especialmente en la mejora de la respuesta sísmica y de viento en los edificios.

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL:

Conocer el funcionamiento de los aisladores de base y disipadores de energía mediante la absorción

de energía sísmica evitando que esta sea transmitida a la estructura.

OBJETIVOS ESPECIFICOS:

Identificar los diferentes tipos de aisladores sísmicos que existen.

Distinguir entre los dispositivos aisladores sísmicos y los disipadores de energía.

Reconocer los diferentes disipadores de energía.

MARCO TEORICO

Aislación Sísmica y Disipación de Energía

Los aisladores sísmicos son dispositivos utilizados en estructuras para controlar los

desplazamientos ocasionados por la acción de un evento sísmico, reduciendo

significativamente los daños en relación a una estructura.

Dentro de la protección sísmica nos encontramos con distintas variantes, por lo que no

hay que confundir aislación sísmica con disipación sísmica.

Ambas metodología han demostrado a nivel mundial que son capaces de disminuir

notoriamente los daños que producen los terremotos en las estructuras o edificios.

AISLACIÓN SÍSMICA DE BASE

La aislación sísmica consiste en desacoplar la estructura de la sub-estructura por lo

que se utilizan los dispositivos llamados aisladores que se ubican estratégicamente en

partes específicas de la estructura, los cuales, en un evento sísmico, proveen a la

estructura la suficiente flexibilidad para diferenciar la mayor cantidad posible el

periodo natural de la estructura con el periodo natural del sismo, evitando que se

produzca resonancia, lo cual podría provocar daños severos o el colapso de la

estructura.

Estos dispositivos pueden ser de diferentes tipos y formas, los más conocidos son los

basados en goma de alto amortiguamiento, goma con núcleo de plomo, neoprenicos o

fricciónales. Al utilizar estos elementos, la estructura sufre un cambio en la forma

como se mueve durante un sismo y una

reducción importante de las fuerzas que actúan sobre ella durante un sismo. 

El aislamiento sísmico es una colección de elementos estructurales para aislar la

superestructura del edificio del terreno y así proteger la integridad del edificio. El

diseño sismorresistentes de edificios con aisladores sísmicos consiste en la

modificación de las características dinámicas de la edificación reduciendo su demanda

sísmica. 

Los aisladores sísmicos de base consisten en unos elementos elastoméricos colocados en la

estructura, cuya flexibilidad permite minimizar los daños por sismo. El elastómero, a su vez

está, reforzado interiormente con láminas de acero que evitan el aplastamiento del aislador por

el peso de la estructura.

PARTES DE UN AISLADOR SISMICO

Relleno de plomo.

Láminas de goma.

Láminas de acero.

Perno de anclaje superior.

Placa de anclaje superior.

Placa de anclaje inferior.

La aplicación de este tipo de aisladores consigue reducir las aceleraciones y

deformaciones de la superestructura eliminando el daño estructural. Una estructura

correctamente aislada sísmicamente recibe solo la cuarta o quinta parte de la

aceleración del terreno, mientras que una estructura convencional la amplifica de 3 a 4

veces.

ESPECTRO GENERAL DE DISEÑO

Reducción de aceleración mediante aislación sísmica

Los aisladores sísmicos actúan modificando el periodo natural de la estructura no

aislada de modo de reducir la aceleración sobre la estructura aislada.

TIPOS DE AISLADORES SISMICOS DE BASE

Los aisladores Sísmicos con centro de plomo, mantienen una rigidez inicial y una

amortiguación que llega al 30%.

Los aisladores Sísmicos sin núcleo de plomo, están compuestos de una mixtura

especial de caucho y placas de acero que permiten otorgar una amortiguación de hasta

un 16%.

Los aisladores de Péndulo o superficie curva con RoboSlide (Superficie controlada

por sensores) permitiendo una amortiguación sobre el 30%. Estos  transmiten el

esfuerzo vertical a la cimentación registrando rotaciones de una esfera contra una

superficie cóncava. La superficie permite movimientos longitudinales como

transversales con la posibilidad de controlar los sentidos de los movimientos mediante

sus barras de control.

Sistemas Elásticos.- Combinan el efecto de la rigidez del elemento y el aporte del

sistema de aislamiento. Un ejemplo son los amortiguadores de caucho y neopreno.

DESCRIPCION GRAFICA DE LA FORMA COMO TRABAJAN LOS

AISLADORES SISMICOS

CARACTERÍSTICAS QUE POSEEN LOS AISLADORES SÍSMICOS:

Desempeño bajo todas las cargas de servicio, verticales y horizontales. Deberá ser

tan efectiva como la estructura convencional.

Provee la flexibilidad horizontal suficiente para alcanzar el periodo natural de la

estructura aislada.

Capacidad de la estructura de retornar a su estado original sin desplazamientos

residuales.

Provee un adecuado nivel de disipación de energía, de modo de controlar los

desplazamientos que de otra forma pudieran dañar otros elementos estructurales.

DISIPADORES DE ENERGIA

Está basada en la idea de colocar en la estructura dispositivos destinados a aumentar

la capacidad de perder energía de una estructura durante un terremoto. Toda

estructura disipa o elimina la energía de un sismo mediante deformaciones. Al colocar

un dispositivo de disipación de energía en una estructura, estos van a experimentar

fuertes deformaciones con los movimientos de la estructura durante un sismo. Mediante

estas fuertes deformaciones se incrementa notablemente la capacidad de disipar

energía de la estructura con una reducción de las deformaciones de la estructura. Estos

dispositivos se conocen como disipadores de energía o amortiguadores sísmicos y

pueden ser de diversas formas y principios de operación. Los más conocidos son en

base a un elemento viscoso que se deforma o con un elemento metálico que logra la

fluencia fácilmente.

ESPECTRO GENERAL DE DISEÑO

Efecto de disipación de energía

Los Disipadores Sísmicos,  actúan disipando grandes cantidades de energía,

asegurando que otros elementos estructurales no sufran demandas excesivas que

signifiquen daños. Pero la mejor forma de asegurar la estructura durante un sismo es

combinar ambos sistemas de protección sísmica, proporcionándole a esta una mayor

capacidad de amortiguación durante un evento sísmico y una mejor respuesta durante

este. Cuando existe estructuras donde el uso de aisladores sísmicos no es recomendable

(EJ: Suelos Blandos), sistemas de amortiguamiento con alta capacidad de disipación

son la mejor alternativa de protección sísmica.

TIPOS DE DISIPADORES DE ENERGIA SÍSMICA

Los disipadores RESTON SA de amortiguación hidráulica para disipar la energía y controlar desplazamientos.

Los disipadores RESTON STU, son dispositivos de conexión temporal que proveen una conexión rígida bajo movimientos de alta velocidad.

Los disipadores RESTON PSD, son dispositivos de amortiguación de fluido viscoso diseñados para poseer una función de resorte que retorna a su posición al terminar el evento sísmico.

WEBGRAFIA:

http://cdvrepresentaciones.com/aisladores-sismicos/

http://es.wikipedia.org/wiki/Aislamiento_s%C3%ADsmico