DISPOSITIVOS VISCOELASTICOS
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56<br />
Revista BIT Enero 2004<br />
Aplicaciones aplicaciones<br />
bulones<br />
para<br />
pretensado<br />
agujeros<br />
para<br />
fijación<br />
placa elástica<br />
Fig. 5: Amortiguador viscoso para uso sísmico (izq.), esquema (der.).<br />
Se instalaron cuatro cajas de resortes y cuatro amortiguadores<br />
en los vértices de la planta del edificio, tal como se observa<br />
en la Fig. 7. Un hecho interesante resulta la secuencia de construcción<br />
a la que se llegó por diferencias entre el avance de obra<br />
y el momento de suministro de los aisladores. En el mes de octubre<br />
pasado los aisladores fueron colocados cuando el edificio<br />
estaba a medio terminar, mediante la utilización de gatos hidráulicos<br />
actuando sobre la viga perimetral del edificio. Las cajas de<br />
resortes son por otro lado pretensables y poseen bulones de sujeción,<br />
lo que permite que puedan ser removidas individualmente,<br />
en este caso comprimiéndolas mediante gatos hidráulicos. Esto<br />
no es necesario en los amortiguadores, ya que no generan fuerza<br />
por desplazamientos estáticos.<br />
A continuación se muestran algunos resultados obtenidos en<br />
el diseño sismorresistente del edificio aislado en la Residencia<br />
Estudiantil de la Universidad Tecnológica Nacional en Mendoza,<br />
el que de acuerdo con nuestro conocimiento es la primera experiencia<br />
de aislamiento sísmico de base en la Argentina.<br />
En la Fig. 8 se muestra el primer modo relevante de la estructura<br />
con fundación rígida (5,3 Hz) y el de la estructura aislada<br />
(1,1 Hz), en donde las distorsiones horizontales se concentran<br />
4.2<br />
en los aisladores. También se hace notar en la zona ampliada los<br />
desplazamientos verticales, que resultan aproximadamente ocho<br />
veces menores que los horizontales.<br />
La acción sísmica fue definida tomando como base a un estudio<br />
de microzonificación del Instituto Nacional de Prevención<br />
Sísmica del año 1989, a partir del cual se eligieron once sismos<br />
reales representativos del riesgo sísmico de la zona. Se generó<br />
un modelo tridimensional de la estructura con elementos finitos, a<br />
partir del cual se calcularon las respuestas en el dominio del<br />
tiempo mediante la integración de las ecuaciones de movimiento<br />
en un subespacio modal, por medio de software comercial<br />
estándar. Debido a la existencia de fallas cercanas al emplazamiento<br />
del edificio, algunas señales elegidas presentan carácter<br />
impulsivo. Por esta causa, el control de los desplazamientos máximos<br />
de los aisladores impuesta por la respuesta del sistema dinámico<br />
se transformó en un punto central en la etapa del diseño. La<br />
respuesta máxima horizontal se mantiene en todos los casos por<br />
debajo de 100 mm, que es el desplazamiento máximo permitido<br />
por el sistema de aislamiento elegido. El promedio de la respuesta<br />
horizontal tomando todos los registros asciende a 65 mm, mientras<br />
que para aisladores elastoméricos con núcleo de plomo dicho<br />
promedio ascendería a 214 mm, véase [iii].<br />
Referencias<br />
i Prediction of Observed Responses of Base-Isolated<br />
Structures, N. Makros et al., Journal of Structural<br />
Engineering, Mayo 1996.<br />
ii Passive Control Systems for Buildings in Seismically Active<br />
Regions, P. Nawrotzki, European Conference on<br />
Computational Mechanics, June 26-29, 2001, Cracow,<br />
Poland.<br />
iii Dispositivos Viscoelásticos para Protección Sísmica de Edificios:<br />
Residencia Estudiantil en Mendoza, Argentina,<br />
Stuardi J. E. Anales del XI Seminario Iberoamericano de<br />
Ingeniería Sísmica, 6to. EIPAC 2003. Agosto 2003.<br />
Las aceleraciones en la zona más alta del edificio se reducen a<br />
un 53% de los valores obtenibles con fundación rígida, este porcentaje<br />
fue calculado como promedio de las reducciones para todas las<br />
señales, mientras que en el caso del sismo más crítico las aceleraciones<br />
disminuyeron de 29 a 7 m/s 2 por efecto del aislamiento.<br />
Los esfuerzos en la superestructura se reducen como consecuencia<br />
de la inclusión de los aisladores como sigue: tomando como<br />
referencia una columna en la esquina de planta baja del edificio, el<br />
esfuerzo normal se redujo a un 42%, el cortante a un 47% y el<br />
momento flector a 54% del valor calculado en un edificio sin protección<br />
sísmica, los valores son promedios aritméticos tomando todos<br />
los registros considerados. En cuanto a las reacciones basales, los<br />
valores promedio en la dirección horizontal se reducen a un 36%,<br />
mientras que las reacciones verticales a un 79% de las correspondientes<br />
al edificio sobre una fundación rígida convencional.