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Análisis y diseño de edificios con aisladores sísmicos de péndulo friccional doble y tripleRuiz Castro, Paul William 13 September 2017 (has links)
Los altos costos de reparación, reconstrucción y mortalidad causado por los
terremotos obligan a los países sísmicos, como el Perú, a investigar o desarrollar
dispositivos que permitan aislar o disipar energía sísmica. La presente tesis se
enfocada principalmente en el estudio de los aisladores de péndulo friccional.
Primero, se estudiaron los fundamentos del aislamiento sísmico y se desarrolló
ejemplos aplicativos con un software de análisis de un modelo de un grado de
libertad.
Después, se estudiaron los métodos de análisis sísmicos de estructuras: estático,
espectral y tiempo historia no lineal; referenciados principalmente del ASCE SEI 7-
10, borrador del ASCE SEI 7-16 y del FEMA 750. Luego, se propuso un
procedimiento de análisis y diseño de edificios con aisladores en el Perú.
Para los edificios con aisladores sísmicos se tomaron las exigencias del diseño por
funcionalidad continua que recomiendan limitar la deriva máxima de piso a 3 ‰, la
aceleración máxima de piso a 0.25g para el sismo de diseño (Tr=475 años).
Así mismo, se desarrolló el análisis de un edificio hospitalario con aisladores de
péndulo de fricción doble, triple y base empotrada; donde se hallaron y compararon
los valores globales de respuesta sísmica (periodo, deriva, aceleración, cortante,
desplazamiento y amortiguamiento) entre los análisis y los tipos de dispositivos.
Tanto en el hospital con aisladores de péndulo friccional doble y triple, los parámetros
globales de respuesta sísmica resultaron similares en los análisis espectral y estático.
Sin embargo, hay una considerable diferencia en el análisis tiempo historia no lineal
(ANLTH), principalmente, para el análisis del edificio con péndulo doble.
Según el análisis estático y modal espectral con ambos aisladores se logra satisfacer
los requisitos para el desempeño de funcionalidad continua. Sin embargo, para el
doble, dado el alto amortiguamiento, en el ANLTH no se lograron aceleraciones a
dicho nivel de desempeño.
Finalmente, se hizo un análisis estático según el ASCE 7-16, para los dos tipos de
aisladores. De este análisis se obtuvo que lo aisladores de péndulo de fricción
pueden llegar a variar hasta 30% en función del valor nominal de cortante y 10% en
función del desplazamiento nominal. / Tesis
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Influencia de la esbeltez en el comportamiento estructural de edificios con aislamiento en la baseAguirre Amez, Yuriko Yuly, Huallanca Parra, Luis Felipe 24 September 2016 (has links)
El Perú, Japón y Chile son algunos de los países que presentan un mayor peligro sísmico
y, debido a esto, se han enfocado en utilizar dispositivos, como aisladores, que
disminuyan la vulnerabilidad de sus estructuras. Los aisladores sísmicos flexibilizan la
estructura obteniendo periodos de vibración de hasta tres veces más que el
correspondiente a la edificación convencional. Esto genera que la superestructura se
mueva como un sólido rígido evitando grandes variaciones de los desplazamientos
laterales de entrepiso que son los causantes de los daños en las edificaciones.
Este proyecto de tesis realiza un estudio de diferentes modelos estructurales
correspondientes a edificaciones en donde se ha variado algún parámetro de la estructura
a fin de analizar la influencia de la esbeltez en edificios con base aislada. Las variables
que se modificaron fueron el número de crujías (vanos) de la base y el número de pisos
en casos diferentes para obtener valores distintos de las esbelteces. Además, se
analizaron modelos de edificios de 12 pisos donde se rigidizó la superestructura al
aumentar el peralte de las vigas.
Asimismo, se realizó un análisis tiempo historia de un edificio convencional y uno con
base aislada con características similares utilizando las señales sísmicas de Lima 66,
Ancash 70 y Lima 74.
Finalmente, se diseñó un edificio convencional y su respectivo de base aislada a fin de
realizar comparaciones del comportamiento estructural y de los materiales. / Tesis
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Desempeño sísmico de aisladores: estudio de un hospital de concreto armadoRosario Gamero, Martín Rodrigo del 27 November 2018 (has links)
Esta investigación consiste en la evaluación del comportamiento inelástico y no lineal de un hospital de concreto armado diseñado con aisladores sísmicos de base. Además, busca revisar su desempeño y capacidad de ductilidad a partir de la comparación de las derivas de entrepiso con y sin aisladores, considerando el comportamiento inelástico de la superestructura. La investigación se basa, en un principio, en modelar la estructura de un hospital, previamente diseñado, e introducir las propiedades inelásticas de los elementos como rótulas plásticas y aisladores, utilizando los principios de equilibrio, compatibilidad y relaciones constitutivas para construir curvas momento-curvatura para cada sección que requiera ser analizada. Todo esto con el fin de conocer el comportamiento estructural y secuencia de agotamiento de capacidad de las secciones para la estructura con y sin aisladores, empleando un análisis pushover y tiempo-historia. Se espera comprobar la eficiencia de los aisladores para reducir la deriva de entrepiso y mejorar el desempeño sísmico del hospital. / Tesis
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Respuesta torsional de edificios sísmicamente aislados en el Perú. Comparación de métodos estáticos y dinámicosAguilar Chuquimia, Henry Antonio 21 January 2019 (has links)
El creciente desarrollo de proyectos en el Perú, que involucran el uso de aisladores sísmicos, trae consigo la necesidad de investigar en detalle ciertos aspectos que influyen en la respuesta estructural de estas edificaciones, un aspecto relevante y recientemente actualizado en el estándar ASCE 7-16 es el relacionado a la respuesta torsional de sistemas sísmicamente aislados. En razón de lo indicado, es reconocido que la demanda sísmica característica de una región particular influye sobre la respuesta que posean las estructuras, por ello, el presente trabajo discute sobre la aplicación directa de las expresiones para estimar la máxima respuesta torsional de estructuras sísmicamente aisladas en el Perú, según el código ASCE 7 en sus versiones 2010 y 2016; para tal propósito, múltiples análisis numéricos se realizaron sobre la base de estructuras aporticadas, estableciéndose en las mismas: tres relaciones de aspecto en planta, dos alturas típicas, tres porcentajes diferentes de excentricidad (del orden de 0%, 5% y 10%) y múltiples acciones sísmicas espectro-compatibles, aplicadas de forma bidireccional, tanto para demandas de diseño (con Tr=500 años) como para máximas consideradas (con Tr=2500 años). Encontrándose finalmente, que para el caso de suelos rígidos y zonificación sísmica 4 del Perú, es posible plantear expresiones de mejor ajuste basadas en los códigos ASCE 7-10 y ASCE 7-16, todo ello establecido como producto del análisis de las relaciones entre métodos estáticos y dinámicos (espectral y tiempo-historia). / Tesis
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Implementación de aisladores sísmicos en un edificio de viviendas en Lima, PerúLeyton Bradley, Michael 17 May 2017 (has links)
En la actualidad, los sistemas de protección sísmica representan una opción viable
para la prevención de desastres naturales como lo es un evento telúrico. Nuestro país
se encuentra en la zona del cinturón de fuego del pacífico, por lo tanto no se debe
hacer caso omiso al peligro que un sismo supone. En atención a ello, se presenta el
siguiente estudio que intentará explicar, a grandes rasgos, una tecnología de
protección sísmica: la implementación de aisladores en un edificio de viviendas.
Es recurrente que el público en general, e inclusive ingenieros civiles, tengan
interrogantes sobre el comportamiento, tipos, eficiencia y conveniencia de los distintos
tipos de aisladores sísmicos. Por tal motivo, este estudio fue estructurado para
describir la tecnología desde los principios básicos y la filosofía del diseño, hasta los
mecanismos de protección y propiedades dinámicas de cada uno de los dispositivos.
La información técnica mostrada corresponde a estándares internacionales, normativa
local y prácticas comunes de la ingeniería estructural y construcción.
Complementario a la información teórica, se plantea una comparación entre la
propuesta ya construida y su similar con aisladores en una edificación de viviendas de
varios niveles. Se ha seleccionado para el ejercicio un edificio multifamiliar típico del
distrito de San Isidro, en la ciudad de Lima: dos sótanos y siete niveles de viviendas,
incluyendo la azotea. La directriz general que se siguió, para realizar la propuesta con
aisladores, fue la de restructurar la edificación con la idea de ahorrar en materiales de
construcción y compensar, así, el sobrecosto por el concepto de aisladores. Al mismo
tiempo, se mantuvo la arquitectura original y la funcionalidad de las viviendas.
Finalmente, se resumen los resultados de los análisis de estructuras, de acuerdo a
norma, y se presentan los costos de construcción asociados, junto con los beneficios
del aislamiento sísmico, para comparar la conveniencia de su implementación en el
ejercicio mostrado. / Tesis
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Análisis comparativo técnico-económico de un hospital de 7 pisos diseñado en concreto armado y acero estructural usando aisladores sísmicosTorres Flores, Luis Alberto 08 March 2019 (has links)
La presente tesis fue realizada con el fin de poder comparar, en aspectos técnicos y
económicos, el rendimiento y eficiencia de dos posibles soluciones de estructuración
para un mismo hospital de siete pisos construido en concreto armado y en acero
estructural. Se ha realizado el análisis modal espectral y el diseño de las componentes
estructurales para los dos modelos. De acuerdo a los diseños se elaboraron metrados
y presupuestos referenciales para cada caso. Ambas estructuras contarán con la
protección sísmica de aisladores de núcleo de plomo en la base. Se comparará las
estructuras en los ámbitos de rigidez, resistencia, costo y tiempo de realización; cada
una de estas áreas tendrá un porcentaje de incidencia mediante el cual se asignará una
calificación final a cada estructura. De esta manera, se presenta la discusión para cada
criterio y la elección de la mejor opción para el caso de estudio. / Tesis
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Comparación técnica y económica de un edificio para aulas de cinco pisos con y sin aislador sísmicoCano Castro, Luis Armando, Liberato Villaorduña, Jochen Gerson 05 March 2021 (has links)
La presente tesis consiste en la elaboración de dos alternativas de diseño estructural para un
edificio de cinco pisos y un sótano. Asimismo, el tipo de edificio presentado es de aulas, que
es considerado esencial según la Norma E030 (2018), ya que estos tienen como finalidad
resguardar la vida y mantener su nivel de desempeño para ser usados como refugios o zonas
seguras después de un sismo. El edificio en mención está ubicado en la ciudad de Lima y está
cimentada sobre un suelo de capacidad portante de 4 kg/cm2. Para el diseño se ha utilizado
la Norma E031 (2019) que corresponde a los lineamientos para el diseño de aislamiento
sísmico; así mismo, se también se tomó en consideración la Norma ASCE 7-16 (2016). Los
dispositivos de aislamiento considerados en el diseño son de tipo elastoméricos.
Como hipótesis, inicialmente se plantea comprobar que el costo de la partida de estructuras
de la edificación no se incrementa en más del 15% al incorporar un sistema de aislamiento
elastomérico. Además, se espera mostrar que la incorporación de aisladores en el diseño de
un edificio mejora notablemente el desempeño estructural del mismo.
Para el desarrollo de la presente tesis, primero se elaboró el diseño del edificio sin aislamiento
sísmico, el análisis símico se realizó en base a los lineamientos del la Norma E030 “Diseño
Sismorresistente” y para el diseño en concreto armado, se consideró la Norma E060 “Concreto
Armado”. Luego se elaboró el diseño del edificio aislado, para lo cual se siguió lo establecido
por la Norma E031 “Aislamiento Sísmico”. Finalmente, se metró los volúmenes de materiales
de la partida de estructuras y se multiplicó por los precios unitarios referenciales presentados
en el libro “Analisis de Precios Unitarios” (2014) publicado por la Cámara Peruana de la
Construcción.
Como resultado final de la presente tesis, se provee ratios de costos de la partida de
estructuras por metro cuadrado para cada propuesta de diseño, con el fin de que pueda servir
de referencia para futuros proyectos de construcción. Así pues, se podría estimar el costo
aproximado de proyectos con características similares al presentado en esta tesis, y como
podría variar al incorporar aisladores sísmicos en el diseño.
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Análisis y modelamiento de un sistema híbrido de disipación de energía: aisladores sísmicos con amortiguadores en baseQuispe Vilches, Javier Antares 18 October 2021 (has links)
El proceso de aislamiento de base en edificios como herramienta de prevención consiste
en separar la superestructura y el suelo mediante una interfaz flexible, con el fin de
disminuir el efecto del movimiento sísmico para la misma. Los proyectos con aislamiento
sísmico se están incrementando en el país, son considerados entre los sistemas más
efectivos de protección ante un sismo; sin embargo, tiene ciertas limitaciones ligados a
los dispositivos que lo conforman.
El sistema híbrido de disipación de energía es una variación del sistema aislado,
presentando la adicción de amortiguadores en la interfaz de aislamiento conformada por
aisladores. El principal objetivo de este sistema es reducir el desplazamiento de esa
interfaz. Esta reducción implica diferentes usos que se le puedan dar al sistema. No sé
analizará el aporte de algún sistema de control activo en el proyecto ni el diseño del
sistema estructural.
En esta investigación el sistema aislado estará conformado por aisladores LRB y en el
sistema híbrido se adicionará amortiguadores de fluido viscoso. El análisis comprende
el modelamiento en el software ETABS 2018 de tres estructuras, cada una será
analizada para distintos valores de amortiguaciones y se definirá la amortiguación
adecuada para el sistema.
Los parámetros de la respuesta estructural para la comparación de sistemas son: los
desplazamientos, derivas, fuerzas basales y el comportamiento de los aisladores. Los
resultados detallarán los beneficios y posibles desventajas del sistema híbrido.
En el Perú no se ha plasmado un proyecto con la implementación del sistema híbrido y
los estudios relacionados a este tema son escasos. Por ende, esta tesis ampliará el
conocimiento de esta técnica desde un enfoque nacional.
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Evaluación del Desempeño Sísmico del bloque B9 del Instituto Nacional de Salud del Niño (INSN) mediante el análisis no lineal estático y dinámicoMejía Trejo, Paulo Israel 31 January 2024 (has links)
El objetivo de este trabajo fue evaluar el desempeño sísmico del bloque B9 del Instituto Nacional de Salud del Niño (INSN) mediante el empleo del análisis no lineal estático y dinámico. Para ello, se siguieron los lineamientos desarrollados en el documento del comité VISION2000 y en el código ASCE41 versión 2013 para evaluar el desempeño de estructuras. Para el análisis no lineal estático, los niveles de amenaza sísmica se modelaron según los parámetros de la norma E.030 en sus versiones 2003 y 2016, verificándose que se cumplan con los objetivos desempeño para ambos casos. En el análisis no lineal dinámico se emplearon diez registros sísmicos, característicos del país, para obtener las curvas IDA y con ellas sacar una curva representativa para evaluar si se cumplen con los objetivos de desempeño. El trabajo se dividió en siete capítulos, ordenados de la siguiente manera: En el capítulo I, se hizo una revisión de los antecedentes de la destrucción de hospitales a lo largo de los años a causa de los terremotos, la evolución de los códigos de evaluación de estructura, la amenaza sísmica local, la situación actual de los hospitales en el Perú, justificación y objetivos del trabajo. En el capítulo II, se realizó un detallado marco teórico sobre los métodos de análisis sísmicos existentes, haciéndose énfasis en los análisis no lineales. Además se hace una comparación entre el análisis no lineal estático y dinámico, mostrando las ventajas y desventajas de cada uno de ellos. También se presentan los métodos empleados por el ATC40, FEMA356 y FEMA440 para obtener el punto de desempeño ante un nivel de amenaza sísmica. En el capítulo III, se desarrollan los conceptos referentes a la evaluación del desempeño sísmico de estructuras. Se brinda un repaso de los lineamientos especificados por el comité VISION200 y el ASCE41-13 como: niveles de desempeño, niveles de amenaza sísmica y objetivos de desempeño según el tipo de edificación. Además se hizo una lista con los principales documentos que evalúan la vulnerabilidad en un hospital. En el capítulo IV, se presentan las principales consideraciones y requerimientos que se deben tomar para desarrollar un análisis no lineal. Los temas que abarca este capítulo son: modelos del comportamiento de los materiales, rigideces efectivas, diagramas momento vs curvatura y modelos de plasticidad de secciones y elementos. En el capítulo V, se brindan las consideraciones generales que se tomaron para modelar los elementos estructurales en el programa de cómputo. Además se definen los niveles de amenaza sísmica para el análisis no lineal estático y los factores de escala de los registros para el análisis no lineal dinámico. En el capítulo VI, se muestra la evaluación realizada con el FEMA577, los resultados obtenidos en cada dirección según las matrices de desempeño de los códigos empleados para los niveles de amenaza modelos con la norma E.030 (versión 2003 y 2016). También se muestran las curvas IDA obtenidas en cada dirección de los registros sísmicos, además de la curva representativa. En el capítulo VII, se brindan los comentarios, conclusiones y recomendaciones sobre el trabajo realizado. Se presentan anexos con las tablas empleadas de los códigos y ejemplos detallados del modelamiento de los elementos estructurales en el programa Peform3D.
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Análisis y diseño de edificios con aisladores sísmicos de péndulo friccional doble y tripleRuiz Castro, Paul William 13 September 2017 (has links)
Los altos costos de reparación, reconstrucción y mortalidad causado por los
terremotos obligan a los países sísmicos, como el Perú, a investigar o desarrollar
dispositivos que permitan aislar o disipar energía sísmica. La presente tesis se
enfocada principalmente en el estudio de los aisladores de péndulo friccional.
Primero, se estudiaron los fundamentos del aislamiento sísmico y se desarrolló
ejemplos aplicativos con un software de análisis de un modelo de un grado de
libertad.
Después, se estudiaron los métodos de análisis sísmicos de estructuras: estático,
espectral y tiempo historia no lineal; referenciados principalmente del ASCE SEI 7-
10, borrador del ASCE SEI 7-16 y del FEMA 750. Luego, se propuso un
procedimiento de análisis y diseño de edificios con aisladores en el Perú.
Para los edificios con aisladores sísmicos se tomaron las exigencias del diseño por
funcionalidad continua que recomiendan limitar la deriva máxima de piso a 3 ‰, la
aceleración máxima de piso a 0.25g para el sismo de diseño (Tr=475 años).
Así mismo, se desarrolló el análisis de un edificio hospitalario con aisladores de
péndulo de fricción doble, triple y base empotrada; donde se hallaron y compararon
los valores globales de respuesta sísmica (periodo, deriva, aceleración, cortante,
desplazamiento y amortiguamiento) entre los análisis y los tipos de dispositivos.
Tanto en el hospital con aisladores de péndulo friccional doble y triple, los parámetros
globales de respuesta sísmica resultaron similares en los análisis espectral y estático.
Sin embargo, hay una considerable diferencia en el análisis tiempo historia no lineal
(ANLTH), principalmente, para el análisis del edificio con péndulo doble.
Según el análisis estático y modal espectral con ambos aisladores se logra satisfacer
los requisitos para el desempeño de funcionalidad continua. Sin embargo, para el
doble, dado el alto amortiguamiento, en el ANLTH no se lograron aceleraciones a
dicho nivel de desempeño.
Finalmente, se hizo un análisis estático según el ASCE 7-16, para los dos tipos de
aisladores. De este análisis se obtuvo que lo aisladores de péndulo de fricción
pueden llegar a variar hasta 30% en función del valor nominal de cortante y 10% en
función del desplazamiento nominal.
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