Comportamiento del aislamiento sísmico elastomérico en la base y su interacción con la estructura

Abstract

De acuerdo a la filosofía de diseño sísmico de edificaciones, las edificaciones deben ser diseñadas para salvaguardar la vida de sus ocupantes. Sin embargo, en edificaciones cuyo servicio es vital en caso de emergencias, tal como establecimientos de salud, así como también edificaciones que puedan servir de refugio y albergue, debe asegurarse que estas edificaciones continúen operativas y funcionales después del desastre. Por esta razón es necesario proteger sísmicamente las estructuras. Para llevar a cabo la protección sísmica de estructuras, diversas tecnologías han sido desarrolladas e implementadas en el mundo, una de ellas es el aislamiento sísmico de estructuras. El objetivo principal de la presente investigación se enfoca en el estudio del comportamiento del aislamiento sísmico elastomérico y su interacción con la estructura. Para llevar a cabo esto, se plantea estudiar experimentalmente el módulo de corte del caucho y verificar la efectividad del sistema de aislamiento mediante un ensayo sobre mesa vibradora. De los resultados experimentales, se verificó la dependencia del módulo de corte del caucho con respecto de la deformación de corte. Asimismo, se verificó la efectividad del sistema de aislamiento sobre un modelo sometido bajo diversos niveles de frecuencias de vibración, obteniendo un incremento del periodo natural de vibración y nivel de amortiguamiento respecto del modelo con base fija. Por otro lado, el modelo bilineal propuesto, ajusta los lazos histeréticos experimentales, con un error menor al 10%. Finalmente, se propone una metodología de diseño de un sistema de aislamiento sísmico para edificaciones basado en las recomendaciones del Consejo Internacional para la Investigación e Innovación en Edificaciones y Construcción usando el procedimiento de diseño preliminar CW2012 y, además, tomando en consideración la Norma de Diseño Sismorresistente NTE E.030-2018.

According to the philosophy of seismic design of buildings, buildings must be design to keep the life of the inhabitants safe. However, the seismic design of essential buildings such as health centers, as well as buildings that could be used as shelters in case of disaster, must ensure that those buildings remain operational and functional post disaster. For this reason, it is necessary to protect seismically the structure. To do so, many technologies have been developed and implemented throughout the world, one of them is the seismic isolation system of structures. The aim of this research is to study the behavior of seismic isolation system and its interaction with the structure. To accomplish this, it is proposed to study experimentally the shear modulus of rubber and to verify the effectiveness of the seismic isolation system through a shaking table test. From the experimental results, dependency of shear modulus of rubber respect to the shear strain deformation was verified. Moreover, the effectiveness of seismic isolation system was verified on a model subjected to different levels of vibration frequencies, obtaining an increment in the vibration natural period and damping respect to the fix base model. On the other hand, the proposed bilinear model, gave a good match with respect to the experimental hysteretic curves with an error less than 10%. Finally, a proposal for a design procedure of base isolated buildings in Peru is presented in this study. This procedure is based on the recommendation of CIB (International Council for Research and Innovation in Building and Construction), using the preliminary design procedure for seismically isolated buildings (CW2012) and taking into consideration the Peruvian seismic code NTE E.030-2018.