AISLAMIENTO SÍSMICO
El aislamiento sísmico (también llamado aislamiento sísmico, aislamiento sísmico o aislamiento base) es un sistema que protege la estructura y todos los componentes dentro de la estructura de los efectos destructivos de los terremotos mediante la creación de una capa entre la estructura y el suelo, gracias a dispositivos especiales (terremoto dispositivos de aislamiento) colocados entre la estructura misma y su cimentación.
Aislamiento sísmico y principio de funcionamiento
El aislamiento sísmico (también llamado aislamiento sísmico, aislamiento sísmico o aislamiento base) es un sistema que protege la estructura y todos los componentes dentro de la estructura de los efectos destructivos de los terremotos mediante la creación de una capa entre la estructura y el suelo, gracias a dispositivos especiales (terremoto dispositivos de aislamiento) colocados entre la estructura misma y su cimentación.
Se colocan aisladores sísmicos (también llamados dispositivos de aislamiento sísmico, aisladores sísmicos o dispositivos de aislamiento de piso) en las estructuras, uno para cada columna y más de uno debajo de los muros cortina, y la superestructura se separa de los cimientos y el suelo.
El aislamiento sísmico aumenta el período de la estructura a la que se aplica, gracias a la flexibilidad de los dispositivos en la dirección lateral, y satisface la demanda de desplazamiento horizontal que se producirá en caso de terremoto en la interfaz del aislador (con dispositivos de aislamiento sísmico ). Además, la tasa de amortiguamiento, que se acepta como 5 % en edificios normales, juega un papel adicional en la reducción de los efectos destructivos del terremoto al aumentar al 20 % o más cuando se trata de aislamiento sísmico.
El aislamiento contra terremotos protege los elementos estructurales y no estructurales de la superestructura y, por lo tanto, garantiza que la estructura sobreviva a cualquier terremoto sin sufrir daños y permanezca completamente funcional.
El aislamiento sísmico es el único método probado y aplicable que puede controlar simultáneamente las desviaciones relativas de los pisos y las aceleraciones de los pisos en un edificio. Además, el aislamiento sísmico también es el único método que asegura que la edificación y todos sus componentes (elementos estructurales y no estructurales) sobrevivan al mayor sismo esperado en la región con cero daños, garantizando así el uso ininterrumpido de la estructura después de cualquier sismo. .
Todos los códigos sísmicos nacionales e internacionales se preparan con el supuesto de que la estructura sufrirá un cierto nivel de daño dependiendo del nivel de ductilidad, de lo contrario no es posible diseñar las estructuras. Es decir, todas las estructuras sufrirán un cierto nivel de daño bajo el sismo de diseño esperado en esa zona. El propósito de las regulaciones no es garantizar la indestructibilidad, sino garantizar la seguridad de la vida evitando el colapso de las estructuras. Ningún daño a los edificios en cualquier terremoto se puede lograr solo con la aplicación de aislamiento sísmico. Incluso si la pérdida de vidas puede minimizarse cuando se construyen las estructuras que cumplen con las normas, el único método que puede prevenir las pérdidas financieras que ocurrirán después de un gran terremoto es el aislamiento contra terremotos. Además de sus beneficios económicos y para la salud humana, el aislamiento sísmico también tiene un gran beneficio psicológico, ya que permitirá que los elementos no estructurales (pared, techo, componentes mecánico-eléctricos, armarios, etc.) sobrevivan sin daños a un gran terremoto.
Además, con el uso generalizado del aislamiento sísmico, se previene el daño al medio ambiente durante los trabajos de reparación y demolición de edificios dañados después del terremoto.
Mencionado anteriormente “Diferencias clave en el diseño de aislamiento clásico y sísmico en edificios” detalles del contenido DE AQUÍ accesible.
Mencionado anteriormente “Opciones de diseño resistente a terremotos“ La imagen que compara el riesgo de pérdida de vidas, la probabilidad y la duración del cierre del edificio después del terremoto, los costos de construcción y reparación posteriores al terremoto. DE AQUÍ accesible.
Puntos a considerar en la aplicación del aislamiento sísmico
Detalles Eléctricos y Mecánicos
Dado que la estructura está completamente separada del suelo junto al aislador, los detalles mecánicos (todas las conexiones, como electricidad-agua-residuos-gas natural) también deben apoyarse con detalles especiales para que sean aptos para el aislamiento sísmico y el movimiento en todas las direcciones. Tales aplicaciones especiales están disponibles comercialmente.
Detalles de las juntas
Debido a que el edificio sismorresistente está construido de manera que puede moverse libremente en todas las direcciones en caso de un posible terremoto, estará completamente separado del suelo y quedará un espacio alrededor de la estructura. Este espacio debe cruzarse con juntas perimetrales. Nuevamente, las uniones estándar producidas para tales aplicaciones están fácilmente disponibles en el mercado.
Componente vertical del terremoto
Ninguno de los dispositivos de aislamiento sísmico por sí solo tiene efecto contra la componente vertical del sismo. Si se debe tomar una precaución adicional contra los terremotos verticales, es obligatorio utilizar sistemas de amortiguación especiales adicionales junto al aislador sísmico. Por otro lado, los efectos de las componentes verticales de los sismos tanto en elementos estructurales como no estructurales son mucho menores que los efectos de las componentes horizontales. Considerando esto, de acuerdo a los resultados del análisis estructural, se decide si tomar medidas contra sismos verticales y en consecuencia, se utilizan dispositivos extra especiales si es necesario.
Arquitectura de edificios
En los edificios que se planean construir con aisladores sísmicos, la estructura debe diseñarse y modelarse como aislante a partir de la arquitectura. Por ejemplo, las dimensiones de las columnas donde se colocarán los aisladores deben ajustarse con cálculos y también debe determinarse la arquitectura general de acuerdo con la aplicación del aislador. El enfoque y el diseño arquitectónico en edificios con y sin aisladores son diferentes entre sí, y un aislador no se puede aplicar a una arquitectura que se planifica y prepara sin aisladores. Por esta razón, una estructura que se planee aplicar con un aislador sísmico debe resolverse con una arquitectura adecuada desde el principio.
Cuentas estáticas
Una vez que las soluciones arquitectónicas del edificio se ajustan para que sean compatibles con la aplicación del aislador sísmico, los cálculos estáticos se pueden realizar con mayor eficacia. De igual forma, los cálculos estáticos deben realizarse con programas de análisis estructural que cuenten con modelos de aisladores sísmicos, tengan capacidad para realizar análisis lineales y no lineales y hayan demostrado su eficacia en este campo.
Antes de comenzar los cálculos estáticos, los expertos deben realizar los espectros de aceleración de diseño que se tomarán del Mapa de riesgo de terremotos de Turquía publicado por AFAD y los análisis de riesgo de terremotos específicos del sitio y los cálculos de la estructura en cuestión deben comenzar después de eso.
Sistema de supervisión de diseño
Los edificios con aislamiento sísmico entran en la categoría de «construcción especial». En este contexto, T. C. El Ministerio de Medio Ambiente y Urbanismo obliga a trabajar con expertos predeterminados en las etapas de diseño e implementación de edificios especiales. De acuerdo con este sistema denominado «Supervisión de Diseño (TGUA)», cuando se trata de una estructura con aislamiento sísmico, es obligatorio trabajar con supervisores de diseño tanto durante el análisis de riesgo sísmico específico del sitio (TGUA-1) como en el diseño de la estructura sismorresistente. estructura (TGUA-5). Los supervisores de diseño son responsables de verificar y aprobar los cálculos realizados en las áreas correspondientes.
Información detallada sobre el sistema Design Supervisor, T.C. Ministerio de Medio Ambiente y Urbanización REGULACIÓN DE TERREMOTOS EN EDIFICIOS DE Türkiye: SERVICIOS DE INSPECCIÓN Y CONTROL DE DISEÑO disponible en la página web.
Instalación de campo
Es muy importante que los aisladores sean montados en sus respectivos lugares en campo por equipos expertos en este campo. El montaje de estos dispositivos debe hacerse con mucha precisión y cuidado. De lo contrario, por muy correcto que se haga el diseño y la producción, es muy difícil revertir un error que se producirá durante el montaje.
Imágenes de muestra y notas generales de instalaciones de campo de aisladores sísmicos DE AQUÍ accesible.
Diferencias Estructurales y Ahorro
Cuando se aplica aislamiento sísmico a un edificio, no se puede esperar que se logre un ahorro de tamaño o refuerzo en los elementos estructurales. En algunos casos, puede haber ahorros tales como reducir el tamaño de los elementos de la superestructura y reducir la cantidad de refuerzo, pero esto puede variar para cada estructura y debe verificarse con cálculos.
En edificios donde se aplica aislamiento sísmico, la necesidad de muros de corte se reduce en gran medida o se elimina por completo.
En edificios a prueba de terremotos, se debe preferir el uso de columnas cuadradas y pórticos de vigas en lugar de sistemas portadores tipo cortina/columna larga delgada y losas sin vigas.
Refuerzo con aislamiento sísmico
El aislamiento sísmico se puede utilizar no solo en construcciones nuevas sino también en aplicaciones de refuerzo. Sin embargo, de antemano, es obligatorio que un equipo de expertos realice una evaluación para comprender si la estructura es adecuada para el aislamiento sísmico y la rehabilitación. Después de que el equipo de expertos realice las comprobaciones preliminares, si no hay ningún obstáculo para reforzar con aisladores; Comienza con la determinación de la calidad del concreto de la estructura existente (con las compras actuales de núcleos y las pruebas de materiales) y la comprensión del sistema de carga de la estructura. Luego, se modela la estructura con un aislador sísmico y se realizan sus análisis. En este momento también se realizan las comprobaciones de resistencia y dimensión de los elementos estructurales y columnas del piso y techo del piso donde se aplicará el aislador, y se determina la necesidad de refuerzo en los elementos estructurales. Como resultado de estos procesos también se determina el alcance de los trabajos de construcción a realizar durante el reforzamiento de la estructura con aisladores. La mayoría de las operaciones mencionadas anteriormente son los trabajos que deben realizarse cuando se planea una actualización sin aislador. Independientemente de la producción e instalación del aislador, se revela la determinación de la obra a realizar, si se puede realizar el refuerzo con el aislador y los costos finales de la obra.