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Informe realizado para el curso de tecnologia de la construccion 2
Tipo: Resúmenes
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Jhonn Barton Aliaga Enciso e-mail: [email protected] Álvaro Rogger Calero Alva e-mail: [email protected] Edson Fabrizzio Carrasco Saenz e-mail: [email protected] Miguel Seminario de la Cruz e-mail: [email protected] Angie Moncada Huamán e-mail: [email protected] Anthony Yauri Rojas e-mail: [email protected]
RESUMEN: En el presente informe, definiremos los aisladores sísmicos, mencionaremos las características, los tipos y la importancia de implementar esta tecnología en la construcción en el Perú. Luego compararemos esta tecnología con otra solución para mitigar los daños por movimientos laterales como los disipadores sísmicos, enumerando sus ventajas y sus desventajas. Proseguiremos, listando el procedimiento de colocación de estos en la construcción de edificios, viaductos, etc. Finalmente, expondremos casos que hayan usado esta tecnología y como ubicar su descripción y procedimiento en obra real mostrando imágenes de las especificaciones técnicas, metrados, análisis de costos unitarios, planos, etc. De la misma manera concluiremos enumerando los proveedores y los costos de estos artefactos. ABSTRACT: In this report, we will define seismic isolators, we will mention the characteristics, types and the importance of implementing this technology in construction in Peru. We will then compare this technology with other lateral movement damage mitigation solutions such as seismic dampers, listing their advantages and disadvantages. We will continue, listing the placement procedure of these in the construction of buildings, viaducts, etc. Finally, we will present cases that have used this technology and how to locate its description and procedure in real work, showing images of the technical specifications, measurements, analysis of unit costs, plans, etc. In the same way we will conclude by listing the providers and costs of these devices. Palabras Clave: aisladores, disipadores, terremotos, dispositivos etc.
Los aisladores sísmicos son dispositivos diseñados para proteger estructuras de los efectos destructivos de los terremotos. Estos dispositivos actúan como elementos flexibles colocados entre la base de una estructura y el suelo, permitiendo que la estructura se desplace de manera controlada durante un terremoto, reduciendo así las fuerzas y aceleraciones transmitidas a la misma. El objetivo principal de los aisladores sísmicos es salvaguardar la vida de las personas y preservar la integridad de las estructuras en caso de un sismo. Estos dispositivos han sido utilizados ampliamente en la ingeniería sísmica para proteger edificios, puentes, infraestructuras y otras construcciones importantes. Los aisladores sísmicos están fabricados con materiales altamente resilientes, como el caucho natural o sintético, el plomo, el acero y el teflón. Estos materiales tienen propiedades que les permiten deformarse y absorber energía durante un terremoto, lo que disminuye la transmisión de fuerzas sísmicas a la estructura principal. Cuando ocurre un terremoto, los aisladores sísmicos permiten que la estructura se desplace horizontalmente y se balancee, reduciendo así las fuerzas sísmicas y las aceleraciones. Esto ayuda a evitar el colapso total o parcial de la estructura y reduce el riesgo de lesiones o pérdidas de vidas humanas.
Además de su capacidad para proteger las estructuras durante los terremotos, los aisladores sísmicos también tienen otras ventajas. Pueden ser instalados en estructuras existentes como una medida de refuerzo sísmico, lo que evita la necesidad de realizar grandes modificaciones o reconstrucciones. También son efectivos en una amplia gama de condiciones sísmicas y son relativamente económicos en comparación con otras técnicas de mitigación sísmica. En resumen, los aisladores sísmicos son dispositivos esenciales en la ingeniería sísmica que permiten proteger las estructuras y salvaguardar la vida humana durante los terremotos. Su capacidad para disipar energía y reducir las fuerzas sísmicas los convierte en una solución efectiva y confiable para enfrentar los desafíos sísmicos en la construcción de infraestructuras seguras y resilientes.
Estudiar los aisladores sísmicos 2.1.OBJETIVO GENERAL Estudiar los conceptos generales de los aisladores sísmicos Estudiar un caso de obra que cuenta con aisladores sísmicos Investigar los costos que tienen los aisladores sísmicos y su instalación Investigar quienes son los principales proveedores
Es una herramienta de alta tecnología que protege una estructura de los efectos destructivos de un sismo, proveen a la estructura la suficiente flexibilidad para diferenciar la mayor cantidad posible el periodo natural de la estructura con el periodo natural del sismo, evitando que se produzca resonancia, lo cual podría provocar daños severos o el colapso de la estructura. El aislamiento sísmico separa la base de la edificación del suelo, permitiendo que se comporte de manera flexible ante los movimientos de la tierra. Además, absorbe la energía del sismo, lo que reduce la energía transferida a la estructura, evitando que ésta resulte afectada.
Están formados por capas de elastómero y planchas de acero Caucho de Neopreno y Natural Especial vulcanizado de alta calidad según Norma ASSHTO. Placas interiores de Acero Norma ASTM A Normas NEVI- Fabricado bajo estándares de calidad ISO 9001: 3.3.DISEÑO Adicionalmente a los requerimientos por cargas verticales y cargas laterales inducidas por viento y sismo, el sistema de aislamiento sísmico debe ser diseñado teniendo en cuenta otras condiciones ambientales, incluyendo efectos de envejecimiento, flujo plástico (creep), fatiga, temperatura de operación y la posible exposición a la humedad o a sustancias nocivas según indica el numeral 13.3 del artículo 13 de la Norma Técnica E. del Reglamento Nacional de Edificaciones.
Fig.1: aisladores sísmicos/ disipadores sísmicos Estos sistemas se colocan entre la subestructura y la superestructura de edificios, puentes y también en algunos casos, en la misma superestructura de edificios, y permiten mejorar la respuesta sísmica aumentando los periodos y proporcionando amortiguamiento y absorción de energía adicional, reduciendo sus deformaciones según sea el caso. Sin embargo, desde el punto de vista
Fig.4: Diferencias entre un disipador y un aislador sísmico Sin embargo, es importante tener en cuenta que los costos reales pueden variar dependiendo de varios factores, como el tamaño y la complejidad de la estructura, el tipo de disipador o aislador utilizado, la ubicación geográfica y las regulaciones locales. Por lo tanto, es recomendable realizar un análisis detallado y consultar a expertos en ingeniería estructural para determinar los costes específicos para un proyecto en particular.
La instalación de aisladores sísmicos en una obra requiere seguir una serie de pasos clave. Aquí te presento los pasos generales para colocar aisladores sísmicos en una estructura: Diseño y planificación: Antes de comenzar cualquier instalación, es fundamental realizar un diseño estructural detallado que incluya la ubicación y la cantidad de aisladores sísmicos necesarios. Este diseño debe cumplir con los códigos y regulaciones locales de construcción. Preparación del sitio: El área donde se instalarán los aisladores debe estar debidamente preparada. Esto implica limpiar la superficie, asegurarse de que esté nivelada y libre de cualquier obstáculo que pueda interferir con la instalación. Instalación de anclajes: Se deben instalar los anclajes en la base de la estructura donde se fijarán los aisladores sísmicos. Estos anclajes deben ser robustos y estar diseñados para soportar las cargas y movimientos sísmicos. Colocación de los aisladores: Los aisladores sísmicos se instalan en los anclajes previamente colocados. Cada aislador se coloca cuidadosamente en su posición, asegurándose de que esté nivelado y alineado correctamente. Se pueden utilizar grúas u otros equipos especializados para manejar los aisladores debido a su peso y tamaño. Conexión de los elementos estructurales: Una vez que los aisladores están en su lugar, se procede a conectar los elementos estructurales superiores. Esto puede implicar la instalación de vigas, columnas, muros y otros componentes de la estructura. Se deben seguir las recomendaciones del fabricante del aislador y los códigos de construcción aplicables para realizar estas conexiones. Pruebas y verificación: Después de completar la instalación, se deben realizar pruebas para asegurarse de que los aisladores sísmicos estén funcionando correctamente. Estas pruebas pueden incluir pruebas de carga estática y pruebas de simulación sísmica. Se debe verificar que los movimientos de la estructura sean adecuados y estén dentro de los límites permitidos. Es importante destacar que la instalación de aisladores sísmicos es una tarea especializada que requiere la participación de ingenieros y profesionales capacitados en estructuras sísmicas. Por lo tanto, siempre se debe consultar con expertos en el diseño y la instalación de aisladores sísmicos para garantizar que se sigan los procedimientos adecuados y se cumplan los estándares de seguridad. Fig.5: Montaje de aislador sísmico
6.1 Datos Generales: Nombre: Estudio Definitivo de Construcción Puente El abejal y accesos Región: Tumbes Provincia: Contra Almirante Villar Distrito: Zorritos Ruta: PE-1N Tramo Piura-Guayaquil 6.2 Memoria Descriptiva: Según el mapa de iso-aceleraciones de CISMID-UNI, la máxima aceleración presentada con una excedencia de 10% en 10 años de vida útil es de 0.37g, en la roca madre, dicho valor se atenuará debido a la profundidad del foco, dependiendo del tipo de análisis al cual será empleado. Para el análisis pseudoestático se utilizará ½ del coeficiente de aceleración, que es igual a 0.19g correspondiente a taludes, y para el análisis en puentes y pontones se empleara 2/3 del coeficiente de aceleración equivalente a 0.24g. 6.3 Informe Final
7.2 Descripción del Edificio Principal El edificio principal contara de un sistema de aislamiento sismico en su base y la super estructura se plantea de concreto armado. Las losas serán de concreto armado en dos direcciones y con un peralte de 20cm y 25 cm, el f’c para el edificio principal es de 280 kg/cm2 en el resto de la estructura. El edificio principal presenta irregularidades de altura y planta, por lo que se plante una junta de aproximadamente 10 cm y que estará sobre el sistema de aislamiento. 7.3 Informe de la Contraloría
Respecto a los proveedores, hoy en día en el Perú más empresas suelen entrar al mercado principalmente importando los aisladores desde EEUU, así como de México, países los cuales cuentan con plantas para la fabricación
de los mismos. Entre las principales empresas de proveedores tenemos: CDV Ingeniería Antisísmica: Nos presenta en su catálogo al aislador sísmico Elastómerico DIS, estos aisladores cuentan con certificados emitidos por el Ministerio de Construcción de Japón y como seguramente nos daremos cuenta, estos productos son importados desde sus plantas las cuales tienen presencia en EEUU y Japón.
VELATOPH: Empresa mexicana que se encarga de diseñar y elaborar sistemas de protección sísmica siendo los principales modelos el LBR300, LBR400, HDBR, Aisladores de péndulo de fricción, LRB Núcleo de plomo. Esta empresa cuenta con alianzas estratégicas a cargo de un ingeniero para poder comercializar sus productos en el Perú.
Los costos de los aisladores elastométricos y de los deslizadores friccionales varían según sus propiedades, la magnitud de las fuerzas y deformaciones de diseño, y el fabricante. A este último las propiedades que se entregan de los aisladores de goma de bajo amortiguamiento son la rigidez y el amortiguamiento efectivo, y en los deslizadores friccionales planos se indica el coeficiente de rozamiento. En ambos dispositivos se indica, además, la variación de estas propiedades debido a la aplicación de los factores de modificación máximo y mínimo. Es necesario entregar al fabricante la matriz de ensayos requeridos por la NTP E.031 para validar las propiedades de los dispositivos. Los precios de los dispositivos de aislamiento utilizados para dar un ejemplo del precio de un determinado fueron escogidos porque los dispositivos cotizados cumplían con las propiedades requeridas. No se muestran los nombres de las empresas con las que se cotizaron los dispositivos debido a que lo solicitaron en la tesis de la cual se extrajeron estos datos. La cotización de los dispositivos de aislamiento se transformó de dólares a soles según el tipo de cambio proyectado para el año 2021, esto es S/ 3.60 por cada dólar. De lo anterior podemos desprender que para poder solicitar una cotización la empresa nos solicita el modelo deseado, así como las dimensiones del mismo, la cantidad necesaria y de acuerdo a ello te dan su precio. A continuación, se presenta un cuadro en el cual vemos unos precios, los cuales fueron cotizados en el año 2021, en el análisis de costos unitarios vemos como se le agregan servicios que ya vienen incluido con la venta de los dispositivos.
-Los aisladores sísmicos en una tecnología la cual ya se estuvo trabajando a lo largo de los años como a la solución para prevenir severos daños en las viviendas y estructuras a lo largo del país. -Las normas ya van adoptando esta tecnología como requisito para las obras de alta envergadura en zonas sísmicas de alto riesgo. -El costo directo de un aislador aumenta en un 5% del costo total si este no tuviera esta tecnología incorporada sin embargo al proyectarnos a un futuro sismo los daños no serán considerables lo cual será un gran beneficio a largo plazo en el costo de reparaciones. -Para hospitales ya se implementaron requerimientos obligatorios en zonas sísmicas vulnerables la cuales ayudan a una mayor seguridad para casos de alto riesgo que puedan estar sucediendo en el hospital al momento de un sismo.