Análisis y diseño de edificios con aisladores sísmicos de péndulo friccional doble y triple

摘要

Los altos costos de reparación, reconstrucción y mortalidad causado por losterremotos obligan a los países sísmicos, como el Perú, a investigar o desarrollardispositivos que permitan aislar o disipar energía sísmica. La presente tesis seenfocada principalmente en el estudio de los aisladores de péndulo friccional.Primero, se estudiaron los fundamentos del aislamiento sísmico y se desarrollóejemplos aplicativos con un software de análisis de un modelo de un grado delibertad.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 unprocedimiento de análisis y diseño de edificios con aisladores en el Perú.Para los edificios con aisladores sísmicos se tomaron las exigencias del diseño porfuncionalidad continua que recomiendan limitar la deriva máxima de piso a 3 ‰, laaceleración 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 depéndulo de fricción doble, triple y base empotrada; donde se hallaron y compararonlos 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 parámetrosglobales 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 satisfacerlos requisitos para el desempeño de funcionalidad continua. Sin embargo, para eldoble, dado el alto amortiguamiento, en el ANLTH no se lograron aceleraciones adicho nivel de desempeño.Finalmente, se hizo un análisis estático según el ASCE 7-16, para los dos tipos deaisladores. De este análisis se obtuvo que lo aisladores de péndulo de fricciónpueden llegar a variar hasta 30% en función del valor nominal de cortante y 10% enfunción del desplazamiento nominal.