Las regulaciones de terremotos se actualizan constantemente con estudios continuos, conocimiento que se ha desarrollado a nivel mundial con los terremotos, tecnologías y enfoques actuales. Por ejemplo, las Regulaciones de terremotos de Turquía se actualizaron en 1998, 2007 y, por último, en 2019. De manera similar, ASCE se modernizó en 2005, 2010 y 2016 de acuerdo con la información y las tecnologías actuales. Aunque también ha encontrado su lugar en otras normas y especificaciones internacionales en años anteriores, los principios relacionados con el aislamiento sísmico se incluyeron en la Normativa sobre terremotos de Turquía por primera vez en 2019. Así, se han determinado los requisitos básicos del diseño de edificios con aislamiento sísmico. por las condiciones de nuestro país. Aunque existen algunas diferencias menores, los principios de diseño tanto de los edificios con aislamiento sísmico como de los construidos (edificio clásico) son bastante similares en todos estos códigos sísmicos, como enfoque general. Este informe resume la información sobre los objetivos de diseño y rendimiento de las estructuras clásicas y aisladas contra terremotos, en particular, en el Código de principios para el diseño de edificios bajo el impacto de terremotos (o el Código Turco de construcción contra terremotos, para abreviar, TBDY2019), que se publicó en vigor en 2019.

En todas las regulaciones y especificaciones, se asume que una estructura clásica sufrirá daños bajo un terremoto de diseño (nivel especificado como DD-2 en el Código Turco de Terremotos de 2019), y se aplica un método llamado «diseño de capacidad» para este daño. ocurrir de manera controlada. Con el diseño por capacidad, entra en juego el concepto de “columna fuerte-viga débil”, y las colocaciones de las armaduras, especialmente en los puntos de conexión columna-viga, se ajustan de acuerdo con este diseño para obtener estructuras dúctiles. De esta forma, se determina en qué elementos de la estructura se producirán rótulas plásticas (es decir, daños) ante un sismo de diseño. Como resultado, se pueden diseñar estructuras que se dañarán bajo un terremoto de diseño pero que garantizarán la seguridad de las personas (no demolidas). Los coeficientes de reducción de fuerza (R) que se encuentran en los códigos de terremotos se utilizan exactamente para este propósito. Las fuerzas que realmente sentirá el edificio bajo los efectos de los terremotos se reducen hasta cierto punto (según el coeficiente R seleccionado) y el diseño se realiza en consecuencia. La base de este enfoque se basa en la suposición de que los elementos estructurales pasarán a la parte donde se comporten como “plásticos”. Es decir, los elementos estructurales no se comportarán elásticamente durante un sismo y se dañarán. Este daño es controlado por el diseño de capacidad y se asegura que el edificio no se derrumbe. Todos los códigos de terremotos adoptan este enfoque para las estructuras clásicas. En el Código Turco de Terremotos de 2019, se determinaron cuatro niveles de terremotos de diseño. Las descripciones de los niveles sísmicos se muestran en la Figura 1. Los niveles de rendimiento objetivo que los edificios pueden proporcionar bajo los efectos de un terremoto se presentan en la Figura 2, y los objetivos de rendimiento que el edificio debe proporcionar según el tipo de edificio clásico se presentan en la Figura 3. Todos de estas cifras están tomadas de los Principios para el Diseño de Edificios Bajo el Impacto de Terremotos, que entraron en vigor en 2019. Como puede entenderse a partir de los elementos de la Figura 1, el nivel sísmico de diseño de un edificio clásico se determina como mínimo DD-2. Mirando las explicaciones en la Figura 2 y la tabla en la Figura 3, para una estructura de «hormigón reforzado vaciado en el lugar» en el punto (a) de la tabla, si la estructura está diseñada de acuerdo con el objetivo de desempeño «avanzado», el El objetivo de rendimiento del edificio es tanto DD-1 como DD-1. Para sismos en niveles DD-2, KH, es decir, Daño Controlado, es decir, «Seguridad de Vida». Este es el objetivo mínimo permitido por la normativa y se puede seleccionar otro objetivo de rendimiento a petición del propietario. Sin embargo, todas las aplicaciones realizadas de serie se realizan con el objetivo de rendimiento «Daño controlado». En otras palabras, tanto los elementos estructurales como los no estructurales se dañarán (KH) cuando experimenten el sismo (DD-2) para el que fueron diseñados, en un edificio clásico que está diseñado en pleno cumplimiento de la última regulación sísmica y también cumple con todas las condiciones de aplicación en el mismo reglamento. Este nivel de daño puede ser leve, moderado o severo, pero la estructura no se derrumbará y las personas que se encuentren dentro podrán ser evacuadas de manera segura. El edificio no será utilizable después del terremoto. Según el nivel de daño, es posible que deba repararse o demolerse por completo.

A diferencia del edificio clásico, los coeficientes R se toman como muy bajos (como 1,2, 1,5) en un edificio con aislamiento sísmico. De esta forma, se asegura que los elementos estructurales sobrevivan al sismo de diseño con cero daños. De manera similar, los dispositivos de aislamiento sísmico y los elementos estructurales debajo de los dispositivos de aislamiento (por ejemplo, los cimientos y las columnas superiores de los cimientos) también están diseñados para permanecer totalmente elásticos (R=1) bajo un terremoto máximo (nivel especificado como DD-1 en el Código Turco de Terremotos de 2019). ). Por lo tanto, los elementos estructurales (columna, viga, cimentación, cortante, losa) en toda la estructura sobreviven a cualquier terremoto con cero daños. La Figura 4 muestra los objetivos de desempeño para edificios con aislamiento sísmico en el Código Turco de Terremotos de 2019. Como se puede ver en la tabla de la Figura 4, las estructuras con aislamiento sísmico están diseñadas en el nivel DD-2, que es el sismo de diseño, con el principio de KK (Uso Continuo), es decir, cero daño, nuevamente para el «avanzado». «Objetivo de rendimiento. Los dispositivos y la infraestructura de aislamiento contra terremotos están diseñados para ser aún más superiores, con el objetivo de un uso ininterrumpido incluso bajo el terremoto máximo esperado en esa región. De esta forma, los elementos de infraestructura, los dispositivos de aislamiento y la propia superestructura sobreviven sin daños al máximo sismo esperado en esa zona y el edificio continúa en uso. Además, el aislamiento contra terremotos también reduce significativamente las aceleraciones del piso al edificio. Esto puede explicarse por el principio básico de funcionamiento del aislamiento sísmico. Gracias al largo período del sistema de aislamiento y las altas tasas de amortiguamiento que se pueden obtener con los dispositivos de aislamiento, las aceleraciones y las derivas relativas entre pisos que se sienten en la superestructura se mantienen en niveles muy bajos. Esto permite que los elementos no estructurales sobrevivan a un posible terremoto máximo sin daños. Los detalles de este comportamiento se muestran en la Figura 5. En otras palabras, una estructura a prueba de terremotos diseñada y aplicada de acuerdo con las normas sobrevivirá al terremoto de diseño esperado en esa región sin sufrir daños. Además del hecho de que no hay necesidad de ninguna reparación en la estructura, la estructura podrá seguir usándose ininterrumpidamente. En la Figura 6 se muestra una ilustración del efecto de los coeficientes R en las especificaciones y regulaciones de terremotos en el diseño del edificio. Esta figura se ha creado para valores aproximados y puede diferir para cada estructura, pero describe el principio básico. En esta figura, la curva rosa es el espectro de aceleración generado para una región. La curva verde es el espectro de diseño obtenido al reducir la curva rosa según el nivel de ductilidad de la estructura utilizando los coeficientes R. La curva amarilla es el espectro de aceleración obtenido como resultado de la aplicación del aislamiento sísmico, sin utilizar ningún otro coeficiente de reducción. Además, los periodos naturales de una estructura clásica de hasta 10 pisos no superan los 1,5 segundos, es decir, siente las mayores aceleraciones (y por tanto fuerzas) en un posible sismo. El aislamiento contra terremotos aumenta automáticamente el período de la superestructura a 2 segundos o más. Además, dado que aumenta la tasa de amortiguamiento del 5% al 20% y más, permite diseñar edificios completamente elásticos.

Como se puede ver en la tabla de la Figura 4, las estructuras con aislamiento sísmico están diseñadas en el nivel DD-2, que es el sismo de diseño, con el principio de KK (Uso Continuo), es decir, cero daño, nuevamente para el «avanzado». «Objetivo de rendimiento. Los dispositivos y la infraestructura de aislamiento contra terremotos están diseñados para ser aún más superiores, con el objetivo de un uso ininterrumpido incluso bajo el terremoto máximo esperado en esa región. De esta forma, los elementos de infraestructura, los dispositivos de aislamiento y la propia superestructura sobreviven sin daños al máximo sismo esperado en esa zona y el edificio continúa en uso. Además, el aislamiento contra terremotos también reduce significativamente las aceleraciones del piso al edificio. Esto puede explicarse por el principio básico de funcionamiento del aislamiento sísmico. Gracias al largo período del sistema de aislamiento y las altas tasas de amortiguamiento que se pueden obtener con los dispositivos de aislamiento, las aceleraciones y las derivas relativas entre pisos que se sienten en la superestructura se mantienen en niveles muy bajos. Esto permite que los elementos no estructurales sobrevivan a un posible terremoto máximo sin daños. Los detalles de este comportamiento se muestran en la Figura 5. En otras palabras, una estructura a prueba de terremotos diseñada y aplicada de acuerdo con las normas sobrevivirá al terremoto de diseño esperado en esa región sin sufrir daños. Además del hecho de que no hay necesidad de ninguna reparación en la estructura, la estructura podrá seguir usándose ininterrumpidamente. En la Figura 6 se muestra una ilustración del efecto de los coeficientes R en las especificaciones y regulaciones de terremotos en el diseño del edificio. Esta figura se ha creado para valores aproximados y puede diferir para cada estructura, pero describe el principio básico. En esta figura, la curva rosa es el espectro de aceleración generado para una región. La curva verde es el espectro de diseño obtenido al reducir la curva rosa según el nivel de ductilidad de la estructura utilizando los coeficientes R. La curva amarilla es el espectro de aceleración obtenido como resultado de la aplicación del aislamiento sísmico, sin utilizar ningún otro coeficiente de reducción. Además, los periodos naturales de una estructura clásica de hasta 10 pisos no superan los 1,5 segundos, es decir, siente las mayores aceleraciones (y por tanto fuerzas) en un posible sismo. El aislamiento contra terremotos aumenta automáticamente el período de la superestructura a 2 segundos o más. Además, dado que aumenta la tasa de amortiguamiento del 5% al 20% y más, permite diseñar edificios completamente elásticos.

1- De acuerdo con el Código Turco de Terremotos de 2019, el diseño de edificios residenciales en la clase BKS = 3 debe cumplir con el objetivo de rendimiento de «daño controlado» bajo el terremoto de diseño (DD-2).
2- Este nivel de actuación, antes conocido como «seguridad de vida», solo tiene como objetivo evacuar a las personas después de un posible terremoto.
3- Esto significa que es probable que el edificio quede inutilizable o incluso no reforzado después del terremoto.
4- En edificios con aislamiento sísmico, el objetivo de rendimiento esperado es «uso ininterrumpido» en el sismo de diseño (DD-2) y «daño controlado» en el sismo más grande (DD-1).
5- Por esta razón, los edificios aislados se pueden utilizar inmediatamente después del terremoto y casi no se producirán daños estructurales y no estructurales. 6- Por este motivo, en edificios aislados, no se dañará el contenido del edificio.