Isolación Sísmica con ProtaStructure, los terremotos no son necesariamente eventos destructivos. Sin embargo, los ingenieros han construido con éxito estructuras que resisten movimientos sísmicos del terreno durante siglos. El nombre moderno de esta aplicación es aislación sísmica. **La Isolación Sísmica con ProtaStructure** reduce las cargas sísmicas que actúan sobre las estructuras al minimizar las derivas de entrepiso y la aceleración. Además, disipa la energía sísmica en la capa de aislación y prolonga el período de vibración natural de la estructura. En consecuencia, se mantienen los niveles de desempeño de servicio y seguridad.
En las aplicaciones de aislación sísmica, los diseñadores garantizan que la superestructura permanezca lineal-elástica. La capa flexible de aislación absorbe la energía del terremoto, protegiendo los elementos estructurales por encima y por debajo del nivel de aislación contra daños.
Los diseños de aisladores sísmicos también consideran factores como el viento, la temperatura, la fluencia y la humedad.
Las aplicaciones modernas usan comúnmente dos tipos de aisladores: apoyos de caucho (elastoméricos) y de tipo deslizante (sistemas de péndulo de fricción).
Aisladores de Apoyo de Caucho con Núcleo de Plomo (LRB)
Los apoyos de caucho con núcleo de plomo son ideales para la aislación en la base debido a su bajo módulo de corte, alta rigidez axial y capacidad de recuperarse de grandes deformaciones con niveles de esfuerzo bajos. Específicamente, estos aisladores consisten en capas alternadas de placas de acero y elastómero vulcanizado con un núcleo de plomo. Las placas de acero aportan resistencia y estabilidad para soportar la estructura superior, mientras que el núcleo de plomo mejora las propiedades de amortiguamiento.
Aisladores de Tipo Deslizante (Péndulo de Fricción)
Los aisladores de tipo deslizante usan un elemento deslizante (disco) entre placas de acero planas o cóncavas. Funcionan como un péndulo. La superficie deslizante curva y el peso de la estructura sobre ella generan una fuerza restauradora, mientras que la fricción entre superficies disipa energía.
Pasos de Diseño de un Edificio con Aislación Sísmica en Isolación Sísmica con ProtaStructure
Los diseños arquitectónicos y estructurales cumplen un papel fundamental para determinar la ubicación de los aisladores. Normalmente, los aisladores pueden instalarse en el nivel de sótano, sobre el sótano o al nivel de la cimentación. Inicialmente, los ingenieros inician con un análisis preliminar para determinar el período objetivo, el desplazamiento, las capacidades axiales y los tipos de aisladores.
Una vez decididos los tipos y la ubicación de los aisladores, los ingenieros realizan un diseño preliminar. Esto incluye el análisis sísmico para los casos de sismo de diseño (DBE) y sismo máximo considerado (MCE). Los períodos objetivo, los desplazamientos y los valores de rigidez se verifican y ajustan mediante iteración.
En la fase final del diseño, los ingenieros seleccionan movimientos del terreno compatibles con el espectro objetivo y definen los tipos y propiedades no lineales de los aisladores sísmicos. En consecuencia, se realiza el análisis estructural tanto para la superestructura aislada como para la subestructura no aislada. Finalmente, los ingenieros completan las verificaciones de diseño y desplazamiento para finalizar el proceso.
Caso Práctico – Complejo de Salud de Erzurum, Turquía
El Complejo de Salud de Erzurum es la instalación médica más grande del este de Turquía, con una superficie de 201.500 metros cuadrados. Además, fue uno de los hospitales con aislación sísmica más grandes del mundo en su momento, con una capacidad de 1.600 camas.
Los ingenieros diseñaron la estructura para garantizar la operación efectiva y el servicio continuo tras un posible terremoto. Se instalaron más de 1.200 aisladores para evitar daños en equipos médicos críticos y mantener servicios del edificio como gases médicos, protección contra incendios y saneamiento.
Modelado de Aisladores Sísmicos de Base con ProtaStructure
Tras completar un diseño preliminar del sistema de aislación, los ingenieros pueden modelar los aisladores en un modelo estructural. Cabe señalar que el proceso de diseño y evaluación del sistema de aislación requiere iteraciones para alcanzar los objetivos económicos y de desempeño. ProtaStructure permite a los usuarios modelar diversos tipos de aisladores bajo cada columna o muro de cortante. Los ingenieros pueden acceder a consejos de modelado detallados y requisitos de diseño en un documento técnico relacionado.
A lo largo de los años, ProtaStructure ha sido clave en muchos proyectos, incluyendo hospitales con aislación sísmica. A continuación, algunos ejemplos:
Lecturas Adicionales
Práctica de Diseño de Hospitales con Aislación Sísmica en Turquía: Campus Médico de Erzurum
Reforzamiento Sísmico de un Hospital Multibloque Existente Mediante Aisladores Sísmicos
Aplicaciones Reales de la Isolación Sísmica con ProtaStructure
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