Resumen de Estudio de aplicabilidad de un prototipo de aislador sísmico de bajo costo utilizando caucho reciclado

Andre Muñoz, Miguel Diaz, Roy Reyna Salazar

• español

  Con el fin de proteger las edificaciones contra los sismos que son categorizados como "comunes" según la Norma Peruana Sismorresistente, se desarrolló un prototipo de Aislador Sísmico de Caucho Reciclado ("RRSI") en el laboratorio estructural del Centro Japón-Perú de Investigación en Ingeniería Sísmica y Mitigación de Desastres - CISMID, Perú. La materia prima utilizada para la fabricación de este dispositivo fueron llantas de caucho reciclado; el neumático de caucho se cortó en láminas de forma cuadrada con 190 mm x 190 mm de sección transversal y un espesor total de alrededor de 11 mm. Las láminas de llantas de caucho se unieron entre sí mediante un proceso de vulcanización, incluyendo capas de caucho de 3 mm de espesor hechas de polvo de llantas de caucho reciclado entre las láminas de llantas de caucho; y entre la lámina de goma del neumático y la placa de acero en ambos extremos del rodamiento.

  Se probaron dos especímenes en una mesa vibratoria bajo un impulso o desplazamiento de vibración libre para obtener su frecuencia de vibración natural, período natural y amortiguamiento inherente. Luego, para obtener el comportamiento histérico, se realizó un ensayo de carga inversa lateral cíclica en tres especímenes diferentes aplicando una carga axial constante de 330MPa, 270MPa y 220MPa respectivamente y un patrón de desplazamiento lateral con diferentes niveles de deformación por cortante hasta la falla. que se produce a una tensión de cizallamiento de alrededor del 100%.

  De los resultados experimentales se observó un comportamiento histerético no lineal y disipación de energía, desacoplando el movimiento lateral. Finalmente, se propuso un modelo numérico para modelar el comportamiento histerético no lineal del RRSI basado en un modelo de Bouc-Wen Modificado. Este modelo numérico se simuló utilizando los especímenes como aisladores de base para edificios.

• English

  In order to protect buildings against earthquakes that are categorized as "common" according to the Peruvian Earthquake Resistant Standard, a prototype of Recycled Rubber Seismic Isolator ("RRSI") was developed in the structural laboratory of the Japan-Peru Center for Earthquake Engineering Research and Disaster Mitigation - CISMID, Peru. The raw material used to manufacture this device was recycled rubber tires; the rubber tire was cut into square shape sheets with 190mmx190mm of cross-section and a total thickness of around 11 mm. Rubber tire sheets were joined to each other by a vulcanization process, including rubber layers with 3mm of thickness made of recycled rubber tire powder in between rubber tire sheets; and in between the rubber tire sheet and the steel plate at both ends of the bearing.

  Two specimens were tested in a shaking table under a free vibration impulse or displacement in order to get their natural vibration frequency, natural period, and inherent damping. Then, to obtain the hysteretical behavior, a cyclic lateral reversal-loading test was conducted on three different specimens applying a constant axial load of 330MPa, 270MPa, and 220MPa respectively and a lateral displacement pattern with different levels of shear deformations up to the failure, which occurs at a shear strain of around 100%.

  From the experimental results, a nonlinear hysteretic behavior and energy dissipation were observed, decoupling the lateral movement. Finally, a numerical model was proposed to model the nonlinear hysteretic behavior of the RRSI based on a Modified Bouc-Wen model. This numerical model was simulated by using the specimens as base isolators for buildings.