Artículo 5 Piso Blando - Escuela Politécnica del Ejército

AISLADORES DE BASE ELASTOMÉRICOS
EN ESTRUCTURAS CON PISO BLANDO
Dr. Roberto Aguiar Falconí (1) , Cap. Yambay Edison (2) , Cap. Moreno William (2) ,
Alejandro Espinoza (2) , Ángel Jácome (2) , Andrés Salazar (2) , Vinicio Pacheco (2) , Daisy
Mendoza (2) , Andrés Paredes (2)
(1) Centro de Investigaciones Científicas
Escuela Politécnica del Ejército
raguiar@espe.edu.ec
(2) Estudiantes de Noveno Nivel
Carrera de Ingeniería Civil
Escuela Politécnica del Ejército
RESUMEN
En los edificios de piso blando se encuentra una diferencia en la rigidez entre pisos de la
misma estructura, este cambio en la rigidez está dada por el aporte de la mampostería a la
estructura, la diferencia de rigidez que se produce en la estructura ocasiona que los edificios con
esta característica tenga un mal comportamiento sísmico al ser una construcción sin aislación..
Pero si se los construye con aisladores de base se reducen notablemente los momentos
generados en la base de las columnas del piso blando.
En este artículo se analiza una estructura de 4 vanos y 4 pisos de hormigón armado con el
aporte de diferentes tipos de mampostería como son: bloque de ancho 15 cm, bloque de ancho 20
cm, ladrillo macizo de 20 cm y ladrillo hueco de 20 cm. Este edificio será analizado con y sin
aisladores de base en la cual se podrá apreciar la bondad que refleja el uso de aisladores de base
elastoméricos en la construcción.
ABSTRACT
In soft floor buildings is a difference in stiffness between floors of the same structure, this
difference in stiffness is given by the contribution of the masonry to the structure, the difference in
stiffness that occurs in the structure causes the buildings this shape has a poor seismic
performance by be a common construction. But if these are constructed with base isolators are
markedly reduced the moments generated at the base of the structure.
This article will examine a structure of 4 spans and 4 floors of reinforced concrete with
contributions from different types of masonry such as: block width 15 cm, block width 20 cm, 20 cm
solid brick and hollow brick 20 cm. This building will be analyzed with and without insulators based
on which we can appreciate the kindness that reflects the use of elastomeric base isolators in
construction.

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1. INTRODUCCIÓN
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Primer piso blando. A menudo las edificaciones en los pisos superiores tienen una
cantidad apreciable de muros de relleno, mientras que el primer piso prácticamente está libre La
falta de mampostería en la parte inferior de la estructura genera una diferencia de rigideces en la
misma estructura, lo cual es un punto crítico al ser afectado por un sismo.
Figura 1 Edificios con piso blando
En la figura 1 se puede observar como las estructuras con piso blando se construyen con
el objetivo de tener una planta para parqueaderos o un área libre en la parte inferior del edificio,
estos se construyen sin tomar en cuenta la afectación a futuro que genera tener piso blando
durante un sismo.
La irregularidad de rigidez en una estructura llamada también piso blando se considera
cuando la rigidez lateral de un piso es menor que el 70% de la rigidez lateral del piso superior o
menor que el 80 % del promedio de la rigidez lateral de los tres pisos superiores. Código
Ecuatoriano de la Construcción (2001).
En el diseño de estructuras se debe tomar en cuenta la forma del edificio, tamaño,
naturaleza y localización de los elementos resistentes, es decir: muros, columnas, pisos, escaleras;
y elementos no estructurales como: cantidad y tipo de divisiones interiores, la forma en que los
muros exteriores se disponen sólidos o con aberturas para iluminación natural y ventilación; es a lo
que se denomina configuración.
A través de los años la experiencia nos ha podido mostrar que varios de los detalles
arquitectónicos han sido causantes de daños en las edificaciones al ser afectados por un sismo,
unidas a decisiones de diseño estructural y a las técnicas constructivas influye determinante mente
en el comportamiento sismo resistente de las edificaciones.
1.1. Daño en estructuras
El daño que sufren las estructuras por piso blando puede concluir en el colapso total de la
misma, ya que el daño se produce en la parte baja de la estructura lo cual la inutilizada parcial o
totalmente a tal punto de no tener reparación.
El Piso Blando se presenta cuando un nivel tiene una rigidez mucho menor que el resto, y
es más crítico cuando este se encuentra en el primer nivel.

AGUIAR R., YAMBAY E., MORENO W., ESPINOZA A., JÁCOME A.
SALAZAR A., PACHECO V., MENDOZA D., PAREDES A.
Micasa Comercial S.A., Managua, Nicaragua
La diferencia de rigideces en los entrepisos se puede deber a que entre las columnas se
construyan muros unidos a ellas y de esta manera hacen más rígidos los marcos; y en planta baja
no existen muros, esto crea una diferencia muy grande de rigideces. En el cambio de rigideces,
que es la transición del nivel uno con el superior se concentran esfuerzos muy grandes en las
columnas que rebasan la capacidad a cortante de las ellas. Figura 2 Micasa Comercial S.A.,
Managua, Nicaragua. Problema de " Piso Blando” NISEE (National Information Service for
Earthquake Engineering)
1.2. Solución del problema
Figura 2 Micasa Comercial S.A.,
Se plantea como solución del problema generado por piso blando a los aisladores de base
sobre la primera planta, los mismos que deben hacer que la estructura sea menos rígida con lo
cual se debe disminuir notablemente los momentos en cabeza y pie de columna en la base de la
estructura.
Esta solución ya ha sido propuesta y realizada en Chile, en el Hospital Militar que contará
con 162 aisladores sísmicos elastoméricos, algunos de ellos con corazón de plomo. Este será uno
de los edificios aislados más grandes del mundo y utilizará aisladores de diámetro 90 cm. En la
figura 4 se puede apreciar el aislador sobre la parte superior de piso blando, en la figura 5 se
puede observar a la estructura desde la parte exterior
Figura 4 Estructura con piso blando Figura 5 Vista de aislador en piso blando
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En general una estructura aislada es al menos 5 veces más segura que una estructura
convencional fija al suelo. De hecho, los esfuerzos producidos por el sismo en la estructura con
aislación sísmica son del orden de 10 veces más pequeños que los de una estructura análoga fija
al suelo. Esta reducción de esfuerzos es la que implica que la estructura permanecerá sin daño
incluso durante un sismo de grandes proporciones.
2. MARCO TEÓRICO
2.1. Solución del Problema con CEINCI-LAB
La solución del problema propuesta se lo realizará con el programa CEINCI-LAB para lo
cual debemos conocer que es lo que realiza cada una de las subrutinas del programa que se
muestran a continuación:
[ELEM]=gelem_portico(SECCION).- Programa para generar elementos de un pórtico
plano para el cual se debe ingresar el número del elemento la base y la altura de la sección del
elemento, a continuación el número de elementos a generar y el incremento en la numeración de
los elementos a generarse.
[K]=krigidez(ngl,ELEM,L,senos,cosenos,VC,E).- Programa para encontrar la matriz de
rigidez de un pórtico plano o de una Armadura Plana, esta matriz de rigidez no se encuentra
condensada ya que en el análisis sísmico de estructuras la matriz se encuentra en coordenadas
principales y secundarias
Esta subrutina necesita de los números de grados de libertad, los elementos generados, longitud
seno y coseno de los elementos, el vector de colocación y el módulo de elasticidad del material
[NI, NJ]=gn_portico(GEN).- Programa para el vector de colocación con nudo inicial y nudo
final, genera los nudos iniciales y finales de un elemento, el mismo que utiliza la subrutina GEN
que mediante incrementos de los elementos y los nudos iniciales y finales genera nudos iniciales y
finales de los elementos generados, la manera de
[X, Y]=glinea_portico (NUDOS).- Programa que genera las coordenadas de los nudos en
forma lineal mediante incrementos de longitud en X y Y de las coordenadas de los nudos iniciales
ingresados.
dibujo(X,Y,NI,NJ).- Programa para dibujar una estructura plana, mediante los vectores que
contienen las coordenadas en X, Y y el vector que contiene los nudos iniciales y finales de los
elementos.
[VC]=vc(NI,NJ,CG).- Programa que calcula el vector de colocación de un pórtico o
armadura plana, utilizando el vector con los nudos iniciales y finales de los elementos y la matriz
que contiene las coordenadas generalizadas de los nudos.
[L,seno,coseno]=longitud (X,Y,NI,NJ).- Programa para calcular la longitud el seno y el
coseno de los elementos mediante el vector de coordenadas de los nudos y el vector de nudos
inicial y final de los elementos.
[KELAS]=kaisladores(ngl,nais,Ko,Lo,VCAIS).- Programa para encontrar la matriz que
contiene la contribución de los aisladores a la matriz de rigidez de un pórtico usando los números
de grados de libertad de la estructura, el número de aisladores, la matriz que contiene la rigidez
horizontal y vertical de cada uno de los aisladores colocados en forma diagonal, la matriz de
transformación de coordenadas locales a globales en aislador y la matriz que contiene los
vectores de colocación de los aisladores.

AGUIAR R., YAMBAY E., MORENO W., ESPINOZA A., JÁCOME A.
SALAZAR A., PACHECO V., MENDOZA D., PAREDES A.
[KMAM]=kmamposteria(ngl,ELEM,L,E,seno,coseno,VCMAN).- Programa para encontrar
la contribución de la mampostería a la matriz de rigidez de la estructura, usando los números de
grados de libertad, el vector que contiene el área transversal de la mampostería, el vector con la
longitud de la diagonal de cada vano de la mampostería, el módulo de elasticidad de la
mampostería, el vector seno que contiene el seno de las diagonales, el vector coseno que contiene
el coseno de las diagonales y la matriz que contiene los vectores de colocación de las diagonales
equivalentes de mampostería.
[M]=masas(ngl,L,VC,Fm,g).- Programa que calcula la Matriz de masas en pórticos planos
con un modelo de masas puntuales, Utilizando el número de grados de libertad , el vector que
contiene la longitud de los elementos, la matriz de vectores de colocación de elementos, la matriz
con: Número de elementos, Carga, Código, elemento a generarse, el incremento y el número de
elementos.
Código=1 Carga Uniforme en elemento horizontal
Código=2 Carga Triangular en elemento horizontal
[T,phi,OM]=orden_eig(K,M).- Programa que calcula y ordena los valores y vectores
propios de menor a mayor, utilizando las matrices de rigidez y de masas.
[C]=amortiguamiento(M,phi,omega,zeda).- Programa para encontrar la matriz de
amortiguamiento de una estructura utilizando el método de Wilson y Penzien para lo cual se
necesita de la matriz de masas de la estructura, la matriz que contienen los modos de vibración
normalizados, el vector con las frecuencias de vibración, el número de grados de libertad y el factor
de amortiguamiento de la estructura.
[CELAS]=Caisladores(ngl,nais,Co,Lo,VCAIS).- Programa para encontrar la contribución
de los aisladores a la matriz de amortiguamiento utilizando el número de grados de libertad de la
estructura, el número de aisladores, la matriz que contiene el amortiguamiento horizontal y vertical
de cada uno de los aisladores colocados en la diagonal Co(2*nais,2*nais), la matriz de
transformación de coordenadas locales a coordenadas globales en aislador y la matriz que
contiene los vectores de colocación de los aisladores.
[Yn]=pee_de_uno(K,C,M,J,a,dT,Y).- Procedimiento de espacio estado pero obtiene la
respuesta para un solo valor de la aceleración utilizando las matrices de rigidez, amortiguamiento y
masas, el vector de cargas Q=-M*J*a, el valor de una aceleración del acelerograma, el incremento
de tiempo, el vector que contiene a los desplazamientos y velocidades en el tiempo discreto k, se
debe tomar en cuenta que se halla la respuesta para un solo valor de aceleración.
[FF]=fuerzas(ngl,ELEM,L,seno,coseno,VC,E,q,Q2).- Programa para determinar las
deformaciones en los elementos, las fuerzas en los elementos (problema complementario) , y las
fuerzas finales en los elementos.
[FF]=fuerzas(ngl,ELEM,L,seno,coseno,VC,E,q,Q2).- Programa que determina la
deformación en los aisladores y las fuerzas en los aisladores.
3. DETERMINACIÓN DE LAS CONDICIONES INICIALES DEL PROBLEMA
Dada una estructura de 4 pisos y 4 vanos con base empotrada y con problema de piso
blando, sin aisladores de base con las dimensiones que se muestran a continuación en la figura 6,
este será nuestro modelo de análisis para los siguientes casos de estudio: se realizará el análisis
de la estructura con aporte de la mampostería de bloque de 15cm y 20cm (bm), ladrillo macizo, y
ladrillo con hueco. En la figura 6 se muestra la estructura de análisis con piso blando
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Figura 6 Estructura con piso blando
Se ha realizado el análisis de la estructura de las cargas actuantes y de las secciones
necesarias que esta deba tener para resistir, las cargas finales que se tendrán en la estructura
serán las que se muestran en la figura 7.
Las vigas tendrán una base de 30 cm y una altura de 40 cm, las columnas tendrán una
base y una altura de 50 cm, el análisis de las cargas se muestra a continuación.
Cargas distribuidas en cada piso
Las cargas actuantes en la estructura son las que se muestran a continuación en la figura 7
Figura 7 Cargas actuantes sobre la estructura

AGUIAR R., YAMBAY E., MORENO W., ESPINOZA A., JÁCOME A.
SALAZAR A., PACHECO V., MENDOZA D., PAREDES A.
4. ANALISIS SISMICO EN ESTRUCTURAS SIN AISLADORES
4.1. Determinación teórica de la resistencia a compresión de la mampostería
La resistencia teórica según el Código Ecuatoriano de la Construcción Subcapítulo de
Mampostería Estructural, la compresión de la mampostería se puede calcular en función de las
resistencias a compresión de sus componentes (mortero) con la siguiente ecuación:
Donde f’m es la resistencia nominal a la compresión de la mampostería (kg/cm²); h es la
altura de la unidad de mampostería (cm); f’cu es la resistencia mínima de las unidades para muros
de mampostería(kg/cm²); f'cp es la resistencia a compresión especificada del mortero de pega
(kg/cm²); kp es el factor de corrección de absorción, kp=0.8; Em es elmódulo de elasticidad
(kg/cm²).
Según la tabla 1 con la dosificación de los morteros de pega se puede determinar la
resistencia a la compresión del mortero:
Tabla 1 Composición de morteros
Tipo de Resistencia mínima Composicion en partes
mortero a compresión 28 días
por volumen
f'cp=(kg/cm²) Cemento Cal Arena
M20 200 1 - 2,5
M15 150
1
1
-
0,5
3
4
M10 100
1
1
-
0,5
4
5
M5 50
1
1
-
1
6
7
M2.5 25
1
1
-
2
7
9
La resistencia mínima de las unidades para muros de mampostería se puede determinar
en función de la tabla 2.
Tabla 2 Resistencia mínima
Tipo de unidad f´cu=(kg/cm2)
Ladrillo macizo 15
Ladrillo hueco 5
Bloque 3
Utilizando la ecuación ( 1 ) y la ecuación ( 2 ) se obtiene los valores de la resistencia
nominal a la compresión de la mampostería, los valores se presentan en la Tabla 3.
79
( 1 )
( 2 )

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Tabla 3 Resistencia nominal a la compresión
Altura de pieza Tipo de mortero
f'm(kg(cm²)
(cm) Bloque de concreto Ladrillo macizo Ladrillo hueco
M20 45 48 46
M15 34 37 35
20
M10 23 26 23
M5 12 14 12
M2.5 6 9 7
En nuestro medio los morteros más utilizados para unir mampostería son el M15, M5 y
M2.5 por lo tanto para el desarrollo de este artículo se utilizará un f´m que se presenta en la tabla
4.
Tabla 4 Resistencia a la compresión
Bloque Ladrillo macizo Ladrillo hueco
34 37 35
4.2. Estructura con piso blando sin aisladores
Para el análisis sísmico de esta estructura se empleó del el Sismo de El Centro de
California, registrado el 18 de mayo de 1940, se trabaja con las componentes N-S, registro que
tuvo una aceleración máxima del suelo igual a 0.348g. En la figura 8 se presenta el modelo
estructural para nuestro análisis.
Figura 8 Modelo de análisis.

AGUIAR R., YAMBAY E., MORENO W., ESPINOZA A., JÁCOME A.
SALAZAR A., PACHECO V., MENDOZA D., PAREDES A.
EJEMPLO 1: ESTRUCTURA CON MAMPOSTERÍA DE BLOQUE DE ANCHO 15CM
Los datos de axial, cortante y momentos de los elementos del primer piso se presentan en
las figuras 9, 10 y 11.
Figura 9. Fuerzas axiales primer piso
Figura 10. Cortantes primer piso
Figura 11. Momentos primer piso
En la tabla 5 se presentan los desplazamientos máximos de cada piso y el desplazamiento
relativo entre el 4° y 1° piso de la estructura.
Piso
Tabla 5 Desplazamientos máximos
Desp. máx (cm)
1 1,135
2 1,579
3 1,813
4 1,948
Desp. Relativo
4° vs 1° piso
0,8124
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EJEMPLO 2: ESTRUCTURA CON MAMPOSTERÍA DE BLOQUE DE ANCHO 20CM
Los datos de axial, cortante y momentos de los elementos del primer piso se presentan en
las figuras 12, 13 y 14.
Figura 12. Fuerzas axiales primer piso
Figura 13. Cortantes primer piso
Figura 14. Momentos primer piso
En la tabla 6 se presentan los desplazamientos máximos de cada piso y el desplazamiento
relativo entre el 4° y 1° piso de la estructura.
Tabla 6 Desplazamientos máximos
Piso Desp. máx (cm)
1 1,264
2 1,652
3 1,854
4 1,971
Desp. Relativo
4° vs 1° piso
0,707

AGUIAR R., YAMBAY E., MORENO W., ESPINOZA A., JÁCOME A.
SALAZAR A., PACHECO V., MENDOZA D., PAREDES A.
EJEMPLO 3: CON MAMPOSTERÍA DE LADRILLO MACIZO ANCHO 20CM
Los datos de axial, cortante y momentos de los elementos del primer piso se presentan en
las figuras 15, 16 y 17.
Figura 15. Fuerzas axiales primer piso
Figura 16. Cortantes primer piso
Figura 17. Momentos primer piso
En la tabla 7 se presentan los desplazamientos máximos de cada piso y el desplazamiento
relativo entre el 4° y 1° piso de la estructura.
Tabla 7 Desplazamientos máximos
Piso Desp. máx (cm)
1 1,285
2 1,674
3 1,869
4 1,983
Desp. Relativo
4° vs 1° piso
0,698
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EJEMPLO 4: CON MAMPOSTERÍA DE LADRILLO HUECO ANCHO 20CM
Los datos de axial, cortante y momentos de los elementos del primer piso se presentan en
las figuras 18, 19 y 20.
Figura 18. Fuerzas axiales primer piso
Figura 19. Cortantes primer piso
Figura 20. Momentos primer piso
En la tabla 8 y el gráfico 21 se presentan los desplazamientos máximos de cada piso y el
desplazamiento relativo entre el 4° y 1° piso de la estructura.
Tabla 8 Desplazamientos máximos
Piso Desp. máx (cm)
1 1,265
2 1,665
3 1,865
4 1,981
Desp. Relativo
4° vs 1° piso
0,716

AGUIAR R., YAMBAY E., MORENO W., ESPINOZA A., JÁCOME A.
SALAZAR A., PACHECO V., MENDOZA D., PAREDES A.
Figura 21. Desplazamientos máximos de cada piso mampostería de ladrillo
5. ANALISIS SISMICO EN ESTRUCTURAS CON AISLADORES
5.1. UTILIZANDO UN SISMO NO IMPULSIVO
El sismo no impulsivo que se va a emplear es el sismo El Sismo de El Centro de California,
registrado el 18 de mayo de 1940.
EJEMPLO 1: CON MAMPOSTERÍA DE BLOQUE DE ANCHO 15CM
Los datos de axial, cortante y momentos de los elementos del primer piso se presentan en
las figuras 22, 23, 24.
Figura 22. Fuerzas axiales primer piso
Figura 23. Cortantes primer piso
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Figura 24. Momentos primer piso
Figura 24 Momentos en primer piso.
En la tabla 9 se presentan los desplazamientos máximos de cada piso y el desplazamiento
relativo entre el 4° y 1° piso de la estructura.
Tabla 9 Desplazamientos máximos
Piso
Desp. máx
(cm)
Desp. Relativo
4° vs 1° piso
1 abajo del aislador 0,335
1 arriba del aislador 6,747
2 6,843 0,233
3 6,923
4 6,98
EJEMPLO 2: CON MAMPOSTERÍA DE BLOQUE DE ANCHO 20CM
Los datos de axial, cortante y momentos de los elementos del primer piso se presentan en
las figuras 25, 26, 27.
Figura 25. Fuerzas axiales primer piso
Figura 26. Cortantes primer piso

AGUIAR R., YAMBAY E., MORENO W., ESPINOZA A., JÁCOME A.
SALAZAR A., PACHECO V., MENDOZA D., PAREDES A.
Figura 27. Momentos primer piso
En la tabla 10 se presentan los desplazamientos máximos de cada piso y el
desplazamiento relativo entre el 4° y 1° piso de la estructura.
Tabla 10 Desplazamientos máximos
Piso
Desp. máx
(cm)
Desp. Relativo
4° vs 1° piso
1 abajo del aislador 0,336
1 arriba del aislador 6,749
2 6,831 0,201
3 6,9
4 6,95
EJEMPLO 3: CON MAMPOSTERÍA DE LADRILLO MACIZO ANCHO 20CM
Los datos de axial, cortante y momentos de los elementos del primer piso se presentan en
las figuras 28, 29 y 30.
Figura 28 Fuerzas axiales primer piso
Figura 29 Cortantes primer piso
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Figura 30 Momentos primer piso
En la tabla 11 se presentan los desplazamientos máximos de cada piso y el
desplazamiento relativo entre el 4° y 1° piso de la estructura.
Tabla 11 Desplazamientos máximos
Piso
Desp. máx
(cm)
Desp. Relativo
4° vs 1° piso
1 abajo del aislador 0,336
1 arriba del aislador 6,75
2 6,828 0,192
3 6,894
4 6,942
EJEMPLO 4: CON MAMPOSTERÍA DE LADRILLO HUECO ANCHO 20CM
Los datos de axial, cortante y momentos de los elementos del primer piso se presentan en
las figuras 31, 32 y 33.
Figura 31 Fuerzas axiales primer piso
Figura 32 Cortantes primer piso

AGUIAR R., YAMBAY E., MORENO W., ESPINOZA A., JÁCOME A.
SALAZAR A., PACHECO V., MENDOZA D., PAREDES A.
Figura 33 Momentos primer piso
En la tabla 12 se presentan los desplazamientos máximos de cada piso y el
desplazamiento relativo entre el 4° y 1° piso de la estructura.
5.2. UTILIZANDO UN SISMO IMPULSIVO
Tabla 12 Desplazamientos máximos
Piso
Desp. máx
(cm)
Desp. Relativo
4° vs 1° piso
1 abajo del aislador 0,336
1 arriba del aislador 6,749
2 6,831 6,614
3 6,898
4 6,95
El sismo impulsivo que se va a emplear es el sismo El Sismo de New Hall de 1994.
EJEMPLO 1: CON MAMPOSTERÍA DE BLOQUE DE ANCHO 15CM
Los datos de axial, cortante y momentos de los elementos del primer piso se presentan en
las figuras 34, 35 y 36.
Figura 34 Fuerzas axiales primer piso
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Figura 35 Cortantes primer piso
Figura 36 Momentos primer piso
En la tabla 13 se presentan los desplazamientos máximos de cada piso y el
desplazamiento relativo entre el 4° y 1° piso de la estructura.
Tabla 13 Desplazamientos máximos
Piso
Desp. máx
(cm)
Desp. Relativo
4° vs 1° piso
1 abajo del aislador 1,23
1 arriba del aislador 26,1
2 26,46
0,86
3 26,76
4 26,96
EJEMPLO 2: CON MAMPOSTERÍA DE BLOQUE DE ANCHO 20CM
Los datos de axial, cortante y momentos de los elementos del primer piso se presentan en
las figuras 37, 38 y 39.
Figura 37 Fuerzas axiales primer piso

AGUIAR R., YAMBAY E., MORENO W., ESPINOZA A., JÁCOME A.
SALAZAR A., PACHECO V., MENDOZA D., PAREDES A.
Figura 38 Cortantes primer piso
Figura 39 Momentos primer piso
En la tabla 14 se presentan los desplazamientos máximos de cada piso y el
desplazamiento relativo entre el 4° y 1° piso de la estructura.
Tabla 14 Desplazamientos máximos
Piso
Desp. máx
(cm)
Desp. Relativo
4° vs 1° piso
1 abajo del aislador 1,233
1 arriba del aislador 26,13
2 26,44 0,74
3 26,69
4 26,87
EJEMPLO 3: CON MAMPOSTERÍA DE LADRILLO MACIZO DE ANCHO 20CM
Los datos de axial, cortante y momentos de los elementos del primer piso se presentan en
las figuras 40, 41 y 42.
Figura 40 Fuerzas axiales primer piso
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Figura 41 Cortantes primer piso
Figura 42 Momentos primer piso
En la tabla 15 se presentan los desplazamientos máximos de cada piso y el
desplazamiento relativo entre el 4° y 1° piso de la estructura.
Tabla 15 Desplazamientos máximos
Piso
Desp. máx
(cm)
Desp. Relativo
4° vs 1° piso
1 abajo del aislador 1,234
1 arriba del aislador 26,14
2 26,43 0,71
3 26,68
4 26,85
EJEMPLO 4: CON MAMPOSTERÍA DE LADRILLO HUECO DE ANCHO 20CM
Los datos de axial, cortante y momentos de los elementos del primer piso se presentan en
las figuras 43, 44 y 45.
Figura 43 Fuerzas axiales primer piso

AGUIAR R., YAMBAY E., MORENO W., ESPINOZA A., JÁCOME A.
SALAZAR A., PACHECO V., MENDOZA D., PAREDES A.
Figura 44 Cortantes primer piso
Figura 45 Momentos primer piso
En la tabla 16 se presentan los desplazamientos máximos de cada piso y el
desplazamiento relativo entre el 4° y 1° piso de la estructura.
Tabla 16 Desplazamientos máximos
Piso Desp. máx (cm)
1 abajo del aislador 1,233
1 arriba del aislador 26,14
2 26,440
3 26,69
4 26,87
6. RESUMEN DE DESPLAZAMIENTOS
Desp. Relativo
4° vs 1° piso
En la tabla 17 se resumen los desplazamientos laterales obtenidos, en las estructuras sin
aisladores, solo con el sismo de El Centro de 1940 y en las estructuras con aisladores de base
elastoméricos sin núcleo de plomo, ante el sismo de El Centro de 1940 y ante el sismo impulsivo
de New Hall de 1994.
Se destaca que los desplazamientos laterales en la estructura sin aisladores son bajos
pero de alta frecuencia y son muy destructivos, en comparación con los desplazamientos laterales
de las estructuras con aisladores que son altos pero de baja frecuencia.
0,73
93

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Piso
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Tabla 17 Resumen de desplazamientos
Sin aislador
Con aislador
Sismo Centro Sismo Centro Sismo Newhall
Con bloque de 15cm
Desp. máx
(cm)
1 abajo del aislador 1,135 0,335 1,23
1 arriba del aislador - 6,747 26,1
2 1,579 6,843 26,46
3 1,813 6,923 26,76
4 1,948 6,98 26,96
Con bloque de 20cm
1 abajo del aislador 1,264 0,336 1,233
1 arriba del aislador - 6,749 26,13
2 1,652 6,831 26,44
3 1,854 6,9 26,69
4 1,971 6,95 26,87
Con ladrillo macizo
1 abajo del aislador 1,285 0,336 1,234
1 arriba del aislador - 6,75 26,14
2 1,674 6,828 26,43
3 1,869 6,894 26,68
4 1,983 6,942 26,85
Con ladrillo hueco
1 abajo del aislador 1,265 0,336 1,233
1 arriba del aislador - 6,749 26,14
2 1,665 6,831 26,44
3 1,865 6,898 26,69
4 1,981 6,95 26,87
7. CONCLUSIONES
La presencia de piso blando en la estructura ocasiona que se tenga unos momentos muy
altos en la base de la estructura, lo que genera q esta pueda colapsar ante un sismo, ahora debido
a la presencia de los aisladores elastoméricos se tiene.
• La presencia de aisladores de base aumenta los desplazamientos en la estructura pero
con una menor intensidad, lo que produce un menor daño en la misma.
• Se puede observar claramente que los aisladores de base disminuyen notablemente los
momentos hasta una tercera parte en la base de la estructura ante un sismo no impulsivo.

AGUIAR R., YAMBAY E., MORENO W., ESPINOZA A., JÁCOME A.
SALAZAR A., PACHECO V., MENDOZA D., PAREDES A.
• Ante un sismo impulsivo se debe tener un cuidado especial ya que se tiene un mayor
desplazamiento en la estructura, no tiene el mismo comportamiento que ante un sismo no
impulsivo.
• La mampostería no aporta con mucho a los desplazamientos, los desplazamientos no son
muy variables con la resistencia a la compresión de los diferentes materiales de la
mampostería.
AGRADECIMIENTOS
A las autoridades de la Escuela Politécnica del Ejército por apoyar e impulsar la
investigación científica.
8. REFERENCIAS
1. Aguiar R., ( 2004) Análisis Matricial de Estructuras, Centro de Investigaciones Científicas.
Escuela Politécnica del Ejército, Tercera Edición, 550 p., Quito, Ecuador.
2. Aguiar R., Dinámica de estructuras con MATLAB, (2007) Centro de Investigaciones
Científicas. Escuela Politécnica del Ejército, 292 p., Quito, Ecuador.
3. Aguiar R., Almazán J. L., Dechent P. y Suárez V., (2008), Aisladores de base
Elastoméricos y FPS, Centro de Investigaciones Científicas. Escuela Politécnica del
Ejército, 292 p., Quito, Ecuador.
4. Código Ecuatoriano de la Construcción, (2001) Subcapítulo de la Construcción con
Mampostería Estructural.
5. Martelli, A., Modern Seismic Protection Systems for Civil and Industrial
Structures.Congreso Chileno de Sismología e Ingeniería Antisísmica. IX Jornadas.
Concepción. Chile.CD. ISSN 0718-2678, 2005.
6. NISEE (National Information Service for Earthquake Engineering)
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