Análisis comparativo del comportamiento estructural de una edificación de cuatro niveles con base fija y base aislada

• Niquen, Katerine ^[1] ; Villarreal, Genner ^[2] ; Niquen, Vicente ^[3]
  1. [1] Universidad Nacional del Santa

     Universidad Nacional del Santa

     Chimbote, Perú

     
  2. [2] Universidad de San Martín de Porres

     Universidad de San Martín de Porres

     Perú

     
  3. [3] Universidad Nacional de Tumbes

     Universidad Nacional de Tumbes

     Provincia de Tumbes, Perú

     

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• Localización: Memoria Investigaciones en Ingeniería, ISSN 2301-1092, ISSN-e 2301-1106, Nº. 25, 2023, págs. 107-136
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Análise comparativa do comportamento estrutural de um edifício de quatro pavimentos com base fixa e base isolada
  • Comparative analysis of the structural behavior of a four-story building with a fixed base and an isolated base
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• Resumen
  • español

    El aislamiento sísmico en edificaciones esenciales es una tecnología innovadora que modifica la respuesta estructural mediante el incremento de amortiguamiento y disminución de la rigidez en la interfaz de aislamiento de una estructura. En el artículo se compararon los resultados de una estructura convencional con cimentación fija y una estructura desacoplada en dos partes: cimentación y superestructura mediante una interfaz de aislamiento, ambas sometidos a una seudoaceleración equivalente a sismos raros. La determinación de las propiedades mecánicas de los dispositivos se desarrolló en base a los fundamentos matemáticos que relacionan masa, periodo y rigidez establecidos por Skinner, Robinson y McVerry (1993), Naeim & Kelly (1999), Kelly & Konstantinidis (2011) y Constantinou et. al, (2007). Se consideró una estructura convencional inicialmente diseñada con un sistema sismorresistente en pórticos de concreto y albañilería confinada, perteneciente al Centro de Salud I-3 Andrés Araujo Morán en la Región Tumbes, Perú. En la interfaz se propuso dispositivos de alto amortiguamiento con núcleo de plomo LRB (Lead Rubber Bearing) con un amortiguamiento crítico de 15% y un factor de amortiguamiento equivalente de 〖β〗_M=1.35. En los resultados obtenidos se aprecia que el periodo de la estructura se incrementó de T=0.47s a T=2.462s   en comparación a la estructura convencional. Mientras que en el drift se redujo en un 57.45% de  δ=0.0047 a δ=0.0020 con lo cual se concluye que la estructura se encuentra dentro de la funcionalidad continua de acuerdo a HAZUS (FEMA,2020).

  • English

    Seismic isolation in essential buildings is an innovative technology that modifies the structural response by increasing damping and decreasing stiffness at the isolation interface of a structure. The article compared the results of a conventional structure with a fixed foundation and a decoupled structure in two parts: foundation and superstructure through an isolation interface, both subjected to a pseudo-acceleration equivalent to rare earthquakes. The determination of the mechanical properties of the devices was developed based on the mathematical foundations that relate mass, period and rigidity established by Skinner, Robinson and McVerry (1993), Naeim & Kelly (1999), Kelly & Konstantinidis (2011) and Constantinou. et. al, (2007). A conventional structure initially designed with an earthquake-resistant system in concrete frames and confined masonry, belonging to the I-3 Andrés Araujo Moran Health Center in the Tumbes Region, Peru, was considered. At the interface, high damping devices with lead core LRB (Lead Rubber Bearing) were proposed with a critical damping of 15% and an equivalent damping factor of β_M=1.35. In the results obtained, it can be seen that the period of the structure increased from T=0.47s to T=2.462s compared to the conventional structure. While in the drift it was reduced by 57.45% from δ=0.0047 to δ=0.0020, with which it is concluded that the structure is within the continuous functionality according to HAZUS (FEMA, 2020).

  • português

    O isolamento sísmico em edifícios essenciais é uma tecnologia inovadora que modifica a resposta estrutural aumentando o amortecimento e diminuindo a rigidez na interface de isolamento de uma estrutura. No artigo foram comparados os resultados de uma estrutura convencional com fundação fixa e uma estrutura desacoplada em duas partes: fundação e superestrutura através de uma interface de isolamento, ambas submetidas a uma pseudo-aceleração equivalente a raros terremotos. A determinação das propriedades mecânicas dos dispositivos foi desenvolvida com base nos fundamentos matemáticos que relacionam massa, período e rigidez estabelecidos por Skinner, Robinson e McVerry (1993), Naeim & Kelly (1999), Kelly & Konstantinidis (2011) e Constantinou et. . al, (2007). Foi considerada uma estrutura convencional, inicialmente projetada com sistema antissísmico em pórticos de concreto e alvenaria confinada, pertencente ao Centro de Saúde I-3 Andrés Araujo Morán na Região de Tumbes, Peru. Na interface foram propostos dispositivos de alto amortecimento com núcleo de chumbo LRB (Lead Rubber Bearing) com amortecimento crítico de 15% e fator de amortecimento equivalente de β_M=1,35. Nos resultados obtidos pode-se observar que o período da estrutura aumentou de T=0,47s para T=2,462s em relação à estrutura convencional. Já na deriva foi reduzido em 57,45% de δ=0,0047 para δ=0,0020, o que conclui que a estrutura está dentro da funcionalidade contínua segundo HAZUS (FEMA,2020).