7/17/2019 CONFERENCIA 1
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SOLUCIONES INNOVADORAS EN
INGENIERÍA
Y
PROTECCIÓN
SÍSMICAIgnacio Vial G.
Gerente General SIRVE – NÜYÜN_TEK
7/17/2019 CONFERENCIA 1
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TABLA DE CONTENIDOS
1. SIRVE / NÜYÜN_TEK
2. El problema sísmico y sus efectos
3. Concepto y aplicaciones de Sistemas de Protección Sísmica:
a) Aislamiento sísmico
b) Disipación de energía
c) Amortiguador de Masa Sintonizada (AMS)
4. Proyectos de retrofit estructural
a) Aislamiento sísmico
b) Disipación de energía
5. Desarrollo y fabricación de dispositivos
7/17/2019 CONFERENCIA 1
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1.1 SIRVE EN NÚMEROS
Profesionales
m2 en proyectos de ingeniería estructural y
sistemas de protección sísmica.Años de experiencia, desde 1995
Proyectos con Sist. de Protección Sísmica
Edificios con SPS soportaron con éxito el sismo
del 27/F, Mw=8.8
Patentes (3 aprobadas + 4 en proceso)
Emprendimiento del año, Endeavor
>45
1,500,000
18
>60
13
7
2011
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Edificios de oficinas
Edificios altos
InfraestructuraEdificios públicosEducacionales
Edificios prefabricados
Centros Médicos
Viviendas sociales
Hospitales
PuentesEstructuras
complejas
1.2 SOLUCIONES INTEGRALES
Viviendas
7/17/2019 CONFERENCIA 1
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2.1 SISMOS RECIENTES
2011Japón
2010Chile
2010
Haití
2004‐2007‐2012Indonesia
2011Nueva Zelanda
2006Kuril Islands
2007Perú
2009
Samoa
2013Solomon Islands
2013Rusia
2011Guatemala
2003
México
2002Alaska
2014
Chile
7/17/2019 CONFERENCIA 1
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2.2 CHILE: UN PAÍS SÍSMICO
País Año Magnitud
Chile 1960 9.5Alaska 1964 9.2
Rusia 1952 9.0
Japan 2011 9.0
Indonesia 2004 9.0
Chile 2010 8.8Ecuador 1906 8.8
Alaska 1957 8.8
Kuril Islands 1958 8.7
Alaska 1965 8.7
Chile 1922 8.51
10
100
1,000
10,000
100,000
1,000,000
10,000,000
5.0 6.0 6.4 7.0 7.7 8.0 8.2 8.8 9.0 9.5
E n e r g
í a M w = X / E m e r g
í a M w = 5
Magnitud de momento (Mw)
Momento
sísmico:
energía
(N‐
m)
42 veces
32 veces
1.024 veces
32.768 veces
8,4 veces
7/17/2019 CONFERENCIA 1
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2.3 HISTORIA SÍSMICA
FUENTE IMAGEN: Adaptación de la Imagen de Videoconferencia “Sismicidad en
Chile”. José naranjo. Geólogo. Fecha 13 de abril del 2010
1575 1960
20101730
1877
1868 2005
2007
1928
1835
1647
2001
19651690
1722
1786
1796
1837
SEISMIC SEGMENTATIONHISTORIC SEISMICITY
SITEMAS DE CONTROL ESTRUCTURAL ANTE ACCIONES SISMICASSistemas de Protección Sísmicos. Visión Sistémica desde la Arquitectura. Romina Arzani Suitt 2010
1829
SISMO ALTA
MAGNITUD8,3 a 9,5
SISMOMAGNITUD
ALTA‐
MODERADA8,0 a 8,2
SISMOMAGNITUD
ALTA‐ BAJABajo 7,9
1985
7/17/2019 CONFERENCIA 1
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2.4 GAP SÍSMICO: CHILE‐PERÚ
B. Schurr, P. Victor, O. Oncken, G. Gonzalez, J. Klotz & M. Moreno, Integrated Plate boundary Observatory Chile
Ms ≈8 y 8½
7/17/2019 CONFERENCIA 1
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2.5 PÉRDIDAS
2010 Tsunami
$USD por año2.5 ‐ 4 billones
500 en 2010
1,600 en 1960800 en 1922 f a l l e c
i d o s
e n
C h i l e
~
~~
1
– 1,5%
del
PIBCosto anual
7/17/2019 CONFERENCIA 1
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2.6 COSTOS TERREMOTO CHILE 2010
30.000millones de USDcosto estimado total
5.700millones
de
USDcosto compañías
aseguradoras
≈ 17% del PIB
US$ 30.000millones
5.700millones de USDcosto compañías
aseguradoras
7/17/2019 CONFERENCIA 1
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2.7 ESTADÍSTICAS
México
PIB: 1.200.000 millones (USD)
Pérdida anual = 0,002 x 1.200.000 = 2.400 millones (USD)
7/17/2019 CONFERENCIA 1
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2.8 DAÑOS: EDIFICACIÓN
E D I F I C I O S D E V I V I E N D A
S
7/17/2019 CONFERENCIA 1
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2.8 DAÑOS: EDIFICIOS INDUSTRIALES
E D I F I C I O S I N D U S T R I A L E S
7/17/2019 CONFERENCIA 1
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2.8 DAÑOS: INFRAESTRUCTURA
I N F R A E S T R A C T U R A
7/17/2019 CONFERENCIA 1
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2.8 DAÑOS: INFRAESTRUCTURA
A E R O P U E R T U A R I A
Cielos
Pasarelas / Accesos
Equipos
• Daños estructurales leves
• Graves daños no estructurales: Instalaciones,
equipos y sistemas
• Operaciones reanudadas a pocos días delterremoto en instalaciones provisorias de
emergencia
• Paralización del funcionamiento del Terminal
Principal
7/17/2019 CONFERENCIA 1
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2.9 CARACTERIZACIÓN Y ESPECTROS
7/17/2019 CONFERENCIA 1
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2.10 CONCEPTO DE RIESGO SÍSMICO
7/17/2019 CONFERENCIA 1
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2.10 CONCEPTO DE RIESGO SÍSMICO
Curva de Amenaza
Forma del espectro
Espectro de Sitio
Definición de espectros de sitio
para proyectos de gran
importancia
7/17/2019 CONFERENCIA 1
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2.11 FILOSOFÍA TRADICIONAL
LEVEL
Resistir sin dañoseventos sísmicos de
intensidad moderada
LEVEL
Limitar daños a
elementos no
estructuralesen eventos de
intensidad media
LEVEL
Evitar colapso (daño
permitido) ante eventos de
intensidad severa o extrema
Daño
estructural
Protección a
la vida
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2.12 NUEVA FILOSOFÍA DE DISEÑO
TECNOLOGÍAS DE
PROTECCIÓN
SÍSMICA
Mayor confort
Protección
estructural
Protección de
equipos y contenido
Continuidad de
operación
Protección a
la vida
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2.12 NUEVA FILOSOFÍA DE DISEÑO
7/17/2019 CONFERENCIA 1
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2.12 NUEVA FILOSOFÍA DE DISEÑO
1. Edificación Privada:• + 50 proyectos
• Edificios corporativos y clínicas• Edificios habitacionales y oficinas
2. Industria y Energía• Planta de procesos y Muelles Portuarios• Estanques GNL (Mejillones y Quinteros)• Explotación minera
3. Infraestructura Pública• Programa de nuevos Hospitales
+ 15 hospitales entre 30 y 180mil m2
• + 40 Edificios Poder Judicial y PDI• Edificios de Vivienda Social (Santa Cruz)
4. Líneas Vitales y Comunicaciones• Edificio Central ONEMI• Datacenters• Puentes
Promoción pública y privada
Í
7/17/2019 CONFERENCIA 1
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3.a AISLAMIENTO SÍSMICO
C O N
C E P T O
EDIFICIO SIN
AISLACION BASALEDIFICIO CON
AISLAMIENTO BASAL
La estructura vibra y
la deformación produce dañoLa vibración se reduce
entre 6 y 8 veces
Í
7/17/2019 CONFERENCIA 1
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3.a AISLAMIENTO SÍSMICO
C O N
C E P T O
R
=
7
R
=
2 b d
Ve
Vi
Í
7/17/2019 CONFERENCIA 1
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3.a AISLAMIENTO SÍSMICO: APLICACIONES
Implementación de aisladores
(deslizadores) de bajo costo.
Viviendas sociales Santa CruzUbicación: Santa Cruz, VI Región, Chile
Material: Hormigón armado
Nº de edificios: 8
Dispositivos sísmicos: 56 aisladores elastoméricos
168 deslizadores
Í
7/17/2019 CONFERENCIA 1
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3.a AISLAMIENTO SÍSMICO: APLICACIONES
Diseño estructural y sistema de aislamiento
3 AISLAMIENTO SÍSMICO
7/17/2019 CONFERENCIA 1
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3.a AISLAMIENTO SÍSMICO: APLICACIONES
Diseño sistema de aislamiento Edificio Mirador Sur
ÍTEM VALOR
PESO SÍSMICO 16.040 tonf SUPERFICIE 29.650 m2
PISOS 21 + 2
SUELO 1
ZONA 3
N° AISLADORES 59
Parámetro
Base Fija Aislado Reducción
X Y X Y X Y
Período 1.82 1.82 3.47 3.43 ‐ ‐
Drift elástico máximo (0/00) 5.7 3.7 1.0 0.9 82.4% 75.7%
Aceleración Abs. Techo (g) 1.43 1.50 0.18 0.19 87.4% 92.0%
Corte Elástico Aisladores (tonf) 8447 8386 786 805 90.7% 90.4%
3 AISLAMIENTO SÍSMICO APLICACIONES
7/17/2019 CONFERENCIA 1
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3.a AISLAMIENTO SÍSMICO: APLICACIONES
Diseño sistema de aislamiento Edificio Amura
ÍTEM VALOR
PESO SÍSMICO 15.800 tonf
SUPERFICIE 17.580 m2
PISOS 21 + 1
SUELO 1
ZONA 3
N° AISLADORES 41
Parámetro
Base Fija Aislado Reducción
X Y X Y X Y
Período 0.67 0.75 3.18 3.19 ‐ ‐
Drift elástico máximo (0/00) 2.59 2.56 0.34 0.44 86.8% 82.6%
Aceleración Abs. Techo (g) 1.56 1.58 0.19 0.15 87.8% 90.5%
Corte Elástico Aisladores (tonf) 13.178 10.685 1.150 1.128 91.3% 89.4%
3 AISLAMIENTO SÍSMICO APLICACIONES
7/17/2019 CONFERENCIA 1
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3.a AISLAMIENTO SÍSMICO: APLICACIONES
Design of the Seismic Isolation System
for Universidad de Los Andes Hospital
Design of the Seismic Isolation System for the New Military Hospital
Design of the Seismic Isolation System for the
ACHS Building
Proyectos hospitalariosDesign of the Seismic Isolaion System
for the San Carlos de Apoquindo UC Hospital
3 a AISLAMIENTO SÍSMICO: APLICACIONES
7/17/2019 CONFERENCIA 1
http://slidepdf.com/reader/full/conferencia-1-568e40d0c156d 30/89
3.a AISLAMIENTO SÍSMICO: APLICACIONES
Clínica Cruz Blanca Santiago
3 a AISLAMIENTO SÍSMICO: APLICACIONES
7/17/2019 CONFERENCIA 1
http://slidepdf.com/reader/full/conferencia-1-568e40d0c156d 31/89
3.a AISLAMIENTO SÍSMICO: APLICACIONES
Nuevo Hospital Militar
Ubicación: Santiago, Chile
Material: Hormigón armado
Edificio médico
de
5
pisos
con
aislamiento
sísmico
Edificio de hospitalización sin protección sísmica
Superficie: 55.000 m2
3 a AISLAMIENTO SÍSMICO: APLICACIONES
7/17/2019 CONFERENCIA 1
http://slidepdf.com/reader/full/conferencia-1-568e40d0c156d 32/89
3.a AISLAMIENTO SÍSMICO: APLICACIONES
Nuevo Hospital Militar
Z O
N A N
O
A I S
L A D A
3 a AISLAMIENTO SÍSMICO: APLICACIONES
7/17/2019 CONFERENCIA 1
http://slidepdf.com/reader/full/conferencia-1-568e40d0c156d 33/89
3.a AISLAMIENTO SÍSMICO: APLICACIONES
Nuevo Hospital Militar
Edificio
aislado
Edificio
no aislado
Segundos de apagón
30
Los elementos estructuralesno presentaron daños
Sub‐estructura Super‐estructura
Elementos no estructurales mostraron sólo daños menores
El equipamiento médico se mantuvo 100% operativo
3 a AISLAMIENTO SÍSMICO: APLICACIONES
7/17/2019 CONFERENCIA 1
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3.a AISLAMIENTO SÍSMICO: APLICACIONES
Nuevo Edificio Oficina Nacional de Emergencias (ONEMI)
3 a AISLAMIENTO SÍSMICO: APLICACIONES
7/17/2019 CONFERENCIA 1
http://slidepdf.com/reader/full/conferencia-1-568e40d0c156d 35/89
3.a AISLAMIENTO SÍSMICO: APLICACIONES
Edificio corporativo VULCO S.A.
P R E F A B R
I C A D O
3.a AISLAMIENTO SÍSMICO: APLICACIONES
7/17/2019 CONFERENCIA 1
http://slidepdf.com/reader/full/conferencia-1-568e40d0c156d 36/89
3.a AISLAMIENTO SÍSMICO: APLICACIONES
Vivienda unifamiliar
A I S L A M
I E N T O
H Í B R
I D O
3.a AISLAMIENTO SÍSMICO: APLICACIONES
7/17/2019 CONFERENCIA 1
http://slidepdf.com/reader/full/conferencia-1-568e40d0c156d 37/89
3.a AISLAMIENTO SÍSMICO: APLICACIONES
Puentes
3.a AISLAMIENTO SÍSMICO: APLICACIONES
7/17/2019 CONFERENCIA 1
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3.a AIS AMI NTO SÍSMICO: AP ICACION S
Aislamiento sísmico Muelle Coronel
Ubicación: Coronel, VIII Región, Chile
Material: Pilas de acero, losa hormigón
Dimensiones: longitud 420m, ancho 37m
Uso: 1200 ton grúas y
2.5 ton/m2 cargas vivas
Dispositivos sísmicos: 96 aisladores elastoméricos
reducción de deformaciones y
esfuerzos símicos, en comparación con en diseño convencional80%
3.a AISLAMIENTO SÍSMICO: APLICACIONES
7/17/2019 CONFERENCIA 1
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Aislamiento Estanque de GNL
Ubicación: Mejillones, III Región, Chile
Material: Hormigón pretensado y
estructura de acero
Dimensiones: H=50m, D=90m
Peso máximo: 160.000 ton ton
Dispositivos sísmicos: 501 aisladores elastoméricos
(208 con núcleo de plomo)
3.a AISLAMIENTO SÍSMICO: APLICACIONES
7/17/2019 CONFERENCIA 1
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Estudio Aislamiento Chancador de Pebbles ‐ Minería
X Y X Y X Y
0.39 0.39 3.42 3.42 ‐ ‐
2.53 1.87 0.48 0.64 81% 66%
0.5 0.5 0.50 0.50 ‐ ‐
0.5 0.5 0.23 0.25 54% 50%
1.45 1.92 0.28 0.44 81% 77%
8277 7583 232 240 97% 97%
INDICADORORIGINAL
Periodo
Drift elástico máximo superestructura (0/00)
REDUCCIÓN
Aceleración
SueloAceleración absoluta nivel aislameinto (g)
Aceleración Absoluta nivel techo (g)
Corte Elástico base columnas primer nivel (tonf)
AISLADO
X Y X Y X Y
0.39 0.39 3.42 3.42 ‐ ‐
2.53 1.87 0.48 0.64 81% 66%
0.5 0.5 0.50 0.50 ‐ ‐
0.5 0.5 0.23 0.25 54% 50%
1.45 1.92 0.28 0.44 81% 77%
8277 7583 232 240 97% 97%
INDICADORORIGINAL
Periodo
Drift elástico máximo superestructura (0/00)
REDUCCIÓN
Aceleración
SueloAceleración absoluta nivel aislameinto (g)
Aceleración Absoluta nivel techo (g)
Corte Elástico base columnas primer nivel (tonf)
AISLADO
3.a AISLAMIENTO SÍSMICO: APLICACIONES
7/17/2019 CONFERENCIA 1
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Estudio Aislamiento Telescopio E‐ELT (ESO)
reducción de deformaciones y
esfuerzos símicos, en comparación con en diseño convencional90%
3.a AISLAMIENTO SÍSMICO: APLICACIONES
7/17/2019 CONFERENCIA 1
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ENSAYO A ESCALA REAL (U. CARLIFORNIA, SAN DIEGO)
Diseño desarrollado por SIRVE S.A.
3.b DISIPACIÓN DE ENERGÍA
7/17/2019 CONFERENCIA 1
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C O N
C E P T O
EDIFICIO SIN
DISIPACIÓN
EDIFICIO CON
DISIPACIÓN
EDIFICIO SIN DISIPACION EDIFICIO CON DISIPACION
The structure vibrates and the corresponding
deformation generates damageThe vibration is reduced between 20
and 40%
3.b DISIPACIÓN DE ENERGÍA
7/17/2019 CONFERENCIA 1
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C O N
C E P T O
F u e r z a s í s m i c a l a t e r l a l ( W / g )
Período de vibración (seg.)
300 0.5 1 1.5 2 2.5
0.2
0.4
0.6
1
1.2NCh. 2745-03
0.8
F u e r z a
S í s m i c a ( W / g )
Ve
≈
1 . 5
-
2
3.b DISIPACIÓN DE ENERGÍA: APLICACIONES
7/17/2019 CONFERENCIA 1
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Diseño sistema de disipación de energía (VD y AMS)
3.b DISIPACIÓN DE ENERGÍA: APLICACIONES
7/17/2019 CONFERENCIA 1
http://slidepdf.com/reader/full/conferencia-1-568e40d0c156d 46/89
Diseño estructural y sistema de disipación de energía (TADAS)
3.b DISIPACIÓN DE ENERGÍA: APLICACIONES
7/17/2019 CONFERENCIA 1
http://slidepdf.com/reader/full/conferencia-1-568e40d0c156d 47/89
ZONA CON AMORTIGUACION
Diseño sistema de disipación de energía (VD)
3.b DISIPACIÓN DE ENERGÍA: APLICACIONES
7/17/2019 CONFERENCIA 1
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PROYECTO: DISIPACION DE ENERGIA TORRE TITANIUM
Nombre del proyecto:Titanium La Portada
Ubicación : Comuna Vitacura, Santiago, Chile
Año de Ejecución: 2006‐ 2010
Materialidad: Hormigón Armado
Sistema Estructural: Muros (núcleo) y marcos dehormigón armado
Numero de Pisos: 52
Superficie Total: 140.000 m² (bloque A)
Disipación : 45 disipadores metálicos
de reducción de las deformaciones
dinámicas de la estructura en
dirección transversal40%
3.b DISIPACIÓN DE ENERGÍA: APLICACIONES
7/17/2019 CONFERENCIA 1
http://slidepdf.com/reader/full/conferencia-1-568e40d0c156d 49/89
sector
2(CP22‐CP52) = 10
(CP22‐CP40) = 6
sector
1
sector
3Disipadores longitudinalesDisipadores tversales
(CP40‐CP52 = 4)
sector
A(CP12‐CP51 = 13)
sector
B(CP15‐CP51 = 12)
Diseño sistema de disipación de energía
3.b DISIPACIÓN DE ENERGÍA: APLICACIONES
7/17/2019 CONFERENCIA 1
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BRB design for the Moly Building,Mejillones, Chile
Characteristics:
• 2,000ton Steel structure• Dimensions: h=45m , 15x15m floor plan.
Energy dissipation system
• Buckling restrained braces (BRBs)
Secundarystructure
45m
15mMain building
3.b DISIPACIÓN DE ENERGÍA: APLICACIONES
7/17/2019 CONFERENCIA 1
http://slidepdf.com/reader/full/conferencia-1-568e40d0c156d 51/89
0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.350
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0000
Desplazamiento (m)
A c e l e r a c i ó n ( g ) l Menores
aceleraciones
Mayor ductilidad
1
2
3
4
5
6
8
910
1112 14
1617
20
1 2 3 4 5 6 7 8 9 1417 19 20 23
51
Punto de desempeño
según sismo de diseño
Step 4: Primera
fluencia de BRBStep 5: Varios BRB
fluyenStep 7: Fluencia masiva de BRB
Step 21:
Fluencia
casi
total de BRB
3.b DISIPACIÓN DE ENERGÍA: APLICACIONES
7/17/2019 CONFERENCIA 1
http://slidepdf.com/reader/full/conferencia-1-568e40d0c156d 52/89
0
500
1000
1500
2000
2500
Conv. Original Conv.Optimizado
BRB al Costo BRB a laseguridad
ARRIOSTRAMIENTO /BRB
CONEXIONES
VIGAS
COLUMNAS
FUNDACIONES
* Estos costos sólo incluyen el valor directo de los elementos y ningún
costo adicional por operación & instalación
C o s
t o ( M M $ )
(‐720 MM$) (‐683 MM$)(‐578 MM$)
(referencia)
Costo
3.b DISIPACIÓN DE ENERGÍA: APLICACIONES
7/17/2019 CONFERENCIA 1
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Estudio Disipación con BRB Chancador de Pebbles ‐ Minería
3.b DISIPACIÓN DE ENERGÍA: APLICACIONES
7/17/2019 CONFERENCIA 1
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MARCO TIPICO DEL PROYECTO MARCO CON BRB
ItemOriginal BRB
1 conexión típica Totalestructura 1 conexión típica Totalestructura
Numero de pernos 82 14.199 6 888
Placas de conexión [kg] 8.1 8100 1.1 1067
Numero de arriostramientos ‐‐ 70 ‐‐ 37
3.b DISIPACIÓN DE ENERGÍA: APLICACIONES
7/17/2019 CONFERENCIA 1
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Comparación FPS (aislamiento) / BRB (disipación)
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 40
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
1.8
T [s]
S a
[ g ]
NCh2326, R=1 =0.03
NCh2326, R=5 =0.05
NCh2745, R=1 =0.03
NCh2745, R=2 =0.10
NCh2369, R=1 =0.03
NCh2369, R=5 =0.05
NCh2745, R=1 =0.03
NCh2745, R=2 =0.10
R’=10.4
TBRB TFPS
R’=5.0
+ ξBRB = 2%Sa = 0.37g
Sa = 0.07g
R’=2.0 Sa = 0.15g
+ ξBRB = 5%
Sa = 0.76g
R’=5
Sa = 0.15g
3.c AMOTIGUADOR DE MASA SINTONIZADA
7/17/2019 CONFERENCIA 1
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The structure vibrates and the
corresponding deformation generates
damage
EDIFICIO SIN AMS EDIFICIO CON AMS
C O N
C E P T
O
EDIFICIO SIN DISIPACION EDIFICIO CON DISIPACION
The masses counteracts the building
vibration
3.c AMS: APLICACIONES
7/17/2019 CONFERENCIA 1
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EDIFICIO PARQUE ARAUCANO
PROYECTO: AMS EDIFICIO PARQUE ARAUCANO
Nombre del proyecto: Edificio Parque AraucanoUbicación : Comuna Las Condes, Santiago, ChileAño de Ejecución : 2005‐2006Materialidad: Hormigón ArmadoSistema Estructura: Estructura Mixta, Muros (núcleo) y marcos de hormigón
armadoNumero de Pisos: 22Subterráneos: 6Superficie Total : 50.000 m²Sistema de Protección Sísmica: Dos AMS de aproximadamente 160 ton cada uno y un
disipador magneto‐reológico en el piso mecánico
3. COSTOS Y EFICIENCIAS
7/17/2019 CONFERENCIA 1
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C O N
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COSTOS Y EFICIENCIAS
REDUCCIONES
ESPERABLES EN
ESTRUCTURAS PROTEGIDAS
COSTO (USD/M2) DRIFT DE
ENTREPISO
DESPLAZ. DE
TECHO
ACELERACIONES
DE TECHO
AISLACIÓN BASAL 10 – 25 70 % ‐ 80 % 70 % ‐ 80 % 70 % ‐ 80 %
DISIPADORES
VISCOSOS/METÁLICOS10 – 20 (DV)5 –20 (DM)
30 % ‐ 40 % 25 % ‐ 35 % 25 % ‐ 35 %
AMORTIGUADORES
DE MASA
SINTONIZADA10 – 15 25 % ‐ 35 % 20 % ‐ 25 % 15 % ‐ 25 %
4. PROYECTOS DE RETROFIT ESTRUCTURAL
7/17/2019 CONFERENCIA 1
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4.a RETROFIT: APLICACIÓN AISLAMIENTO
7/17/2019 CONFERENCIA 1
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C O N
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Location : Santiago de Chile
Year Built: 1873 ‐ 1892
Architect: Teodoro Burchard / Josué Smith Solar
Surface: 3600 m2
Restauración y aislamiento sísmico Basílica del Salvador
4.a RETROFIT: APLICACIÓN AISLAMIENTO
CRACKS
7/17/2019 CONFERENCIA 1
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C O N
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CRACKS(1985‐2010)
COLLAPSE (2010)
1 INTERIOR COLUMN AND
ARCHES
WEST WALL SEGMENT
DEFLECTIONS (2010)
UP TO 10 CM EAST WALL
COLLAPSE (1985)
TRANSEPT WALLS, INTERIOR COLUMNS AND
ARCHES, REBUILT IN
CONCRETE AND STEEL
(1985)
COLLAPSE (1985)
OUTSIDE ARCADESOUTH CORNERMAIN ARCH
4.a RETROFIT: APLICACIÓN AISLAMIENTO
7/17/2019 CONFERENCIA 1
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Restauración y aislamiento sísmico Basílica del Salvador
4.a RETROFIT: APLICACIÓN AISLAMIENTO
7/17/2019 CONFERENCIA 1
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Restauración y aislamiento sísmico Basílica del Salvador
4.a RETROFIT: APLICACIÓN AISLAMIENTO
Estabilización temporal
7/17/2019 CONFERENCIA 1
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C O N
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Estabilización temporal
Type of Analysis: STATIC EQUIVALENT
Seismic coefficient: Cs = 0.18
Base Shear Design: Qs = 2.820 tonf
4.a RETROFIT: APLICACIÓN AISLAMIENTO
Proyecto definitivo con aislamiento
7/17/2019 CONFERENCIA 1
http://slidepdf.com/reader/full/conferencia-1-568e40d0c156d 65/89
Proyecto definitivo con aislamiento
UNDERGROUND LEVEL ‐1Reinforced concrete
basement will be
constructed under the building, that
will support de isolators.
FIRST LEVEL
54 elastomeric seismic isolators support the masonry structure, through a
system of concrete
beams
and
slabs
SEISMIC
ISOLATORS85cm and 75cm diameter rubber
bearings will be required, to resist the
weight of the upper structure and
provide the required horizontal vibration periods.
4.a RETROFIT: APLICACIÓN AISLAMIENTO
Secuencia constructiva 1) ACTUAL STATE
7/17/2019 CONFERENCIA 1
http://slidepdf.com/reader/full/conferencia-1-568e40d0c156d 66/89
Secuencia constructiva 1) ACTUAL STATE
Masonry structure on original stone
foundations
2) PREPARATION
Construction of micro‐piles for
temporary support of the existing
structure, and soil retaining concrete
piles at perimeter
3) CONCRETE BASE AND EXCAVATIONConstruction of the concrete base
(beams and slabs), load transfer from
the existing foundations to the micro‐
piles, soil excavation
4) UNDERGROUND LEVEL Construction of the concrete basement
5) SEISMIC ISOLATORSInstallation of the seismic isolators and
load transfer from the micro‐piles to
the basement structure
6) REMOVAL OF MICRO‐PILESRemoval of the micro‐piles
11 22 3
4
3
4 55 66
4.a RETROFIT: APLICACIÓN AISLAMIENTO
Generación modelo detallado
7/17/2019 CONFERENCIA 1
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Generación modelo detallado
MAIN SPECS:‐ Element type: Solids
‐ 3 million nodes
‐ 1 million elements
FEM MODEL
MASONRY PROPERTIES(PRELIMINARY ASSUMPTIONS FROM LITERATURE)
‐ Compression strength: 1.5 MPa
‐ Tension strength: 0.1 MPa
NON LINEAR CONSTITUTIVE
‐ Drucker – Prager
• Compr.: Yielding – Crushing
• Tension: Cracking
MASONRY PROPERTIES(PRELIMINARY ASSUMPTIONS FROM LITERATURE)
‐ Compression strength: 1.5 MPa
‐ Tension strength: 0.1 MPa
NON LINEAR CONSTITUTIVE
‐ Drucker – Prager
• Compr.: Yielding – Crushing
• Tension: Cracking
3 D L A S E R S C A
N
4.a RETROFIT: APLICACIÓN AISLAMIENTO
Generación modelo detallado
7/17/2019 CONFERENCIA 1
http://slidepdf.com/reader/full/conferencia-1-568e40d0c156d 68/89
FixedBase
IsolatedBase
(d) 0,26Hz (f) 0,31Hz(e) 0,29Hz
T1 = 0.63s T3 = 0.52s T5 = 0.45s
T1 = 3.85s T2 = 3.45s T3 = 2.22s
4.a RETROFIT: APLICACIÓN AISLAMIENTO
Desempeño
7/17/2019 CONFERENCIA 1
http://slidepdf.com/reader/full/conferencia-1-568e40d0c156d 69/89
p
Step due to damping increase from 5% to 10% (seismic isolation)
Reduction:
≈12 Times
4.a RETROFIT: APLICACIÓN AISLAMIENTO
Desempeño
7/17/2019 CONFERENCIA 1
http://slidepdf.com/reader/full/conferencia-1-568e40d0c156d 70/89
EQUIVALENT STRESS [Mpa]NCh‐2745 Spectrum, R=1
30 modes
FixedBase
R. CONCRETE
4.a RETROFIT: APLICACIÓN AISLAMIENTO
Desempeño
7/17/2019 CONFERENCIA 1
http://slidepdf.com/reader/full/conferencia-1-568e40d0c156d 71/89
EQUIVALENT STRESS [Mpa]NCh‐2745 Spectrum, R=1
26 modes, 95% mass
Isolated
BaseELASTICBASE SHEAR: ~5%
4.a RETROFIT: APLICACIÓN AISLAMIENTO
Análisis no lineal
7/17/2019 CONFERENCIA 1
http://slidepdf.com/reader/full/conferencia-1-568e40d0c156d 72/89
(a ‐ f) Equivalent stress [Pa] and (g ‐ l) equivalent accumulated plastic strain
for different arch strengthening models (noted values correspond to the
total plastic strain energy [Joules] at the base and top of the column and the arch)
4.b RETROFIT: APLICACIÓN DISIPACIÓN
7/17/2019 CONFERENCIA 1
http://slidepdf.com/reader/full/conferencia-1-568e40d0c156d 73/89
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Retrofit Centro de Distribución, Santiago, Chile
Columnas empotradas en
la baseUnión viga‐columna
rotulada
Techo tipo diafragma
con arriostres metálicos
4.b RETROFIT: APLICACIÓN DISIPACIÓN
7/17/2019 CONFERENCIA 1
http://slidepdf.com/reader/full/conferencia-1-568e40d0c156d 74/89
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Daños en diversos centros de distribución por 27/FUniones viga / columna
4.b RETROFIT: APLICACIÓN DISIPACIÓN
7/17/2019 CONFERENCIA 1
http://slidepdf.com/reader/full/conferencia-1-568e40d0c156d 75/89
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Daños en diversos centros de distribución por 27/FDesmonte de vigas
4.b RETROFIT: APLICACIÓN DISIPACIÓN
7/17/2019 CONFERENCIA 1
http://slidepdf.com/reader/full/conferencia-1-568e40d0c156d 76/89
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Fallas en Centro de Distribución en cuestiónRotura de arriostres costanera / dala
4.b RETROFIT: APLICACIÓN DISIPACIÓN
7/17/2019 CONFERENCIA 1
http://slidepdf.com/reader/full/conferencia-1-568e40d0c156d 77/89
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Fallas en Centro de Distribución en cuestiónRotura de conexión de arriostramientos
4.b RETROFIT: APLICACIÓN DISIPACIÓN
Fallas en Centro de Distribución en cuestión
7/17/2019 CONFERENCIA 1
http://slidepdf.com/reader/full/conferencia-1-568e40d0c156d 78/89
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Conexiones deficientes en unión viga / columnay empotramiento basal de la columna
4.b RETROFIT: APLICACIÓN DISIPACIÓN
7/17/2019 CONFERENCIA 1
http://slidepdf.com/reader/full/conferencia-1-568e40d0c156d 79/89
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Objetivos específicos del reforzamiento
‐ Cumplimiento normativa Nch2369
para Edificios Industriales‐ Asegurar la condición de diafragma
rígido del techo‐ Evitar fallas frágiles‐ Solución con mínimo impacto a la
operación de Centro
4.b RETROFIT: APLICACIÓN DISIPACIÓN
7/17/2019 CONFERENCIA 1
http://slidepdf.com/reader/full/conferencia-1-568e40d0c156d 80/89
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Solución 1, Unión arriostre / dala deslizante
4.b RETROFIT: APLICACIÓN DISIPACIÓN
7/17/2019 CONFERENCIA 1
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Solución 2, Desarrollo de Limitador de fuerza (fusible)
Limitador de Fuerza
Material de Roce
Conexión #1
Conexión #2
4.b RETROFIT: APLICACIÓN DISIPACIÓN
7/17/2019 CONFERENCIA 1
http://slidepdf.com/reader/full/conferencia-1-568e40d0c156d 82/89
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Solución 2, Desarrollo de Limitador de fuerza (fusible)
-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4-150
-100
-50
0
50
100
150
Desplazamiento (cm)
F u
e r z a
( k N
)
Validación Experimental
4.b RETROFIT: APLICACIÓN DISIPACIÓN
7/17/2019 CONFERENCIA 1
http://slidepdf.com/reader/full/conferencia-1-568e40d0c156d 83/89
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Solución 3, Conexión viga / columna
Disipador
ViscoElástico
4.b RETROFIT: APLICACIÓN DISIPACIÓN
7/17/2019 CONFERENCIA 1
http://slidepdf.com/reader/full/conferencia-1-568e40d0c156d 84/89
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Solución 3, Conexión viga / columna
-20 0 20 40-400
-200
0
200
400
Desp [mm]
F u e r z a
[ k N
]
Validación ExperimentalDisipador Viscoelástico
4.b RETROFIT: APLICACIÓN DISIPACIÓN
7/17/2019 CONFERENCIA 1
http://slidepdf.com/reader/full/conferencia-1-568e40d0c156d 85/89
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Verificación del diseñoDisipador fricción o limitador de fuerza
Limitación de Fuerza a 12 ton
Sobre todo efectivo para NCh 2745
Límite dispositivo = 100mm
4.b RETROFIT: APLICACIÓN DISIPACIÓN
7/17/2019 CONFERENCIA 1
http://slidepdf.com/reader/full/conferencia-1-568e40d0c156d 86/89
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Verificación del diseñoDisipador viscoelástico
Límite dispositivo = 60mm Límite dispositivo = 58 Tonf
5. DESARROLLO Y FABRICACIÓN DE DISPOSITIVOS
7/17/2019 CONFERENCIA 1
http://slidepdf.com/reader/full/conferencia-1-568e40d0c156d 87/89
NÜYÜN_TEK es una empresa
chilena dedicada al desarrollo, fabricación y provisión de
sistemas de protección sísmica.
5. DESARROLLO Y FABRICACIÓN DE DISPOSITIVOS
7/17/2019 CONFERENCIA 1
http://slidepdf.com/reader/full/conferencia-1-568e40d0c156d 88/89
Disipadores Viscosos (VD)
5. DESARROLLO Y FABRICACIÓN DE DISPOSITIVOS
i i d i ( )
7/17/2019 CONFERENCIA 1
http://slidepdf.com/reader/full/conferencia-1-568e40d0c156d 89/89
Disipadores Viscosos (VD)Distribución de temperatura en un amortiguador tras un sismo y
aumento de presión sobre el cilindro