Post on 03-Feb-2018
Ing. Diego Taboada
Unidad de Protección Sísmica
Metodología para Supervisar el
Diseño y Ensayos de Aisladores
Sísmicos en Puentes y Edificaciones
2
FABRICANTE X
FABRICANTE Y
FABRICANTE Z
Diseño
Precalificación
Ensayos
Obra
Supervisión de Diseño
3
4
FABRICANTE X
FABRICANTE Y
FABRICANTE Z
Diseño
Precalificación
Ensayos
Obra
Objetivos de Desempeño:
* Deben aparecer en la memoria de cálculo y las EE.TT.
5
Derivas menores a 3/1000
Aceleraciones de Entrepiso menor a 0.4g
Desplazamiento de Aisladores (Puentes)
Relación “V / W”
Tipo de Aisladores a Usar
- Goma de Alto Amortiguamiento (HDR)
- Caucho Natural con Núcleo de Plomo (LRB)
Péndulo de Fricción (FPS) Simple, Doble,
Triple
6
Última Versión: 2010
Próxima Versión: 2017
Capítulo 17.- Requerimientos en
estructuras aisladas.
Referencia normativa: ASCE 7-10.
7
Última Versión: 2014
Referencia normativa: Guía AASHTO.
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PROCEDIMIENTOS DE ANÁLISIS(según ASCE)
-PROCEDIMIENTO DE FUERZA LATERAL EQUIVALENTE
-PROCEDIMIENTO DINÁMICO
-ESPECTRAL
-TIEMPO - HISTORIA
Principales propiedades a obtener:
* Deben aparecer en la memoria de cálculo y las EE.TT.
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1.REVISIÓN DE DISEÑO
Principales propiedades a obtener:
* Deben aparecer en la memoria de cálculo y las EE.TT.
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Desplazamiento
PROPIEDADES PRINCIPALES
3. Condición a Sismo Máximo:
* Deben aparecer en la memoria de cálculo y las EE.TT.
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Vm
1.REVISIÓN DE DISEÑO
Principales propiedades a obtener:
PARÁMETRO SISMO DE DISEÑO SISMO MÁXIMO
Desplazamiento Total Máximo: 𝐷𝑇𝐷 𝐷𝑇𝑀
Cargas Axiales Máximas: 𝑃𝑈(𝑑𝑖𝑠) 𝑃𝑈(𝑚𝑎𝑥)
Rigidez Efectiva: 𝐾𝐷 𝐾𝑀
Amortiguamiento: 𝛽𝐷 𝛽𝑀
Periodo del edificio aislado 𝑇𝐷 𝑇𝑀
* Deben aparecer en la memoria de cálculo y las EE.TT.
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REVISIÓN DE DISEÑO: Sliders - Deslizadores
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𝑆𝐿𝐼𝐷𝐸𝑅 (𝐷𝑒𝑠𝑙𝑖𝑧𝑎𝑑𝑜𝑟)𝑃𝑇𝐹𝐸
≥ 𝐷𝑡𝑚
REVISIÓN DE DISEÑO: Sliders - Deslizadores
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𝛽𝑒𝑓𝑓𝐷~ 64% 𝐾𝑒𝑓𝑓 𝐷 ~ 30 𝑡𝑛/𝑚
𝐾𝑒𝑓𝑓 𝑀~ 20 𝑡𝑛/𝑚𝛽𝑒𝑓𝑓𝑀 ~ 64%
REVISIÓN DE DISEÑO: Sliders - Deslizadores
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+
#aisl #desl
K1>K2
K1
K1
REVISIÓN DE DISEÑO: Rigidez de aisladores
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+
K1
K2
K2=0.5-0.9ton/cmK1=1.0-1.6ton/cmamort=20-25-30%
amort=9-12%
REVISIÓN DE DISEÑO: Sliders - Deslizadores
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K1
K2
K2=0.6-0.9ton/cmK1=1.0-1.6ton/cmamort=20-25-30%
amort=9-12%
Memoria de Cálculo del Fabricante
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Verificar la estabilidad del aislador
FS sin deformación 3
FS máxima deformación 1.1
AISLADOR
SÍSMICO
JUNTA
SÍSMICA
MUROS DE
CONCRETO
El uso de placas se ve disminuido en razón de usar los aisladores, incluso dejar las placas perjudica a los aisladores.
CON AISLADORESSIN AISLADORES
El uso de placas se ve disminuido en razón de usar los aisladores, incluso dejar las placas perjudica a los aisladores.
SIN AISLADORES
El uso de placas se ve disminuido en razón de usar los aisladores, incluso dejar las placas perjudica a los aisladores.
CON AISLADORES
El uso de placas se ve disminuido en razón de usar los aisladores, incluso dejar las placas perjudica a los aisladores.
CON AISLADORES
SUPER-ESTRUCTURA Y SUB-
ESTRUCTURA
Con semi sótano
Momentos de segundo Orden en sub y
super estructura
MA =P ∗ DD2
+ V ∗ H1
MB =P ∗ DD2
+ V ∗ H2
Diseño de capiteles
-Carga axial.
-Momento de segundo orden.
-Peralte mínimo para cumplir longitud de
empotramiento del acero de columna.
-Verificación de distancia al borde del perno del
aislador.
-Peralte típico mayor en 10 cm al peralte de las
vigas de conexión.
-Estribos horizontales mínimos.
Acero en capiteles
Acero en capiteles
TIPOS DE AISLADORES SÍSMICOS
Aisladores de Caucho Natural con Núcleo de Plomo (LRB) y
Aisladores de Caucho de Alto Amortiguamiento (HDR)
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TIPOS DE AISLADORES SÍSMICOS
Aisladores de Caucho Natural con Núcleo de Plomo (LRB) y
Aisladores de Caucho de Alto Amortiguamiento
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TIPOS DE AISLADORES SÍSMICOS
Aisladores de Caucho Natural con Núcleo de Plomo (LRB) y
Aisladores de Caucho de Alto Amortiguamiento
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TIPOS DE AISLADORES SÍSMICOS
Aisladores de Caucho Natural con Núcleo de Plomo (LRB) y
Aisladores de Caucho de Alto Amortiguamiento
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TIPOS DE AISLADORES SÍSMICOS
Aisladores de Caucho de Alto Amortiguamiento
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CLB Fuente: Dynamic Isolation System
Cross Linear Bearing
Requisitos de Precalificación
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FABRICANTE X
FABRICANTE Y
FABRICANTE Z
Diseño
Precalificación
Ensayos
Obra
Documentos de Revisión de Propuestas
Memoria de Cálculo del Fabricante
Plan de Ensayos de Aisladores
•
Planos de Fabricación
MEMORIA DE CALCULO DEL FABRICANTE
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Verificar diseño de las conexiones y placas de
montaje
Ensayos – Aisladores Prototipo Edificaciones
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SECUENCIA
DE ENSAYOCARGA (tonf)
N° DE
CICLOSDESPLAZ.(mm)
A Promedio D+0.5L 20 0.10DD
B Promedio D+0.5L 3 0.25DD
C Promedio D+0.5L 3 0.50DD
D Promedio D+0.5L 3 1.00DD
E Promedio D+0.5L 3 1.00DM
F Promedio D+0.5L+EM 3 0.25DD
G Promedio D+0.5L+EM 3 0.50DD
H Promedio D+0.5L+EM 3 1.00DD
I Promedio D+0.5L+EM 3 1.00DM
J Promedio 0.9D-EM 3 0.25DD
K Promedio 0.9D-EM 3 0.50DD
L Promedio 0.9D-EM 3 1.00DD
M Promedio 0.9D-EM 3 1.00DM
N Promedio D+0.5L 3 1.00DTM
O1 Promedio D+0.5L 5 1.00DTD
O2 Promedio D+0.5L 5 1.00DTD
P P(máxima) 1 1.00DTM
Q P (mínimo) 1 1.00DTM
Ensayos – Aisladores de Obra
Edificaciones
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SECUENCIA
DE ENSAYOCARGA (tonf)
N° DE
CICLOS
DESPLAZ.
(mm)
APromedio
D+0.5L 3
DD
Ensayos – Aisladores Prototipo Puentes
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SECUENCIA
DE ENSAYOCARGA (tonf)
N° DE
CICLOS
DESPLAZ.
(mm)
NOTAS
A DL 3 Desp.tempVelocity>0.0762mm/
min
B DL 20Desp.viento Duration>40seg
C DL 3 Dd
D DL 3 25%Dd
E DL 3 50%Dd
F DL 3 75%Dd
G DL 3 Dd
H DL 3 125%Dd
I DL 3Desp.viento
J DL 3 Dd
K 1.2L+L+EM 1 Dtd
L 0.8D-EM 1 Dtd
Ensayos – Aisladores Obra Puentes
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SECUENCI
A DE
ENSAYO
CARGA
(tonf)
DURACIÓN(
min)DESPLAZ. (mm)
A 1.5(DL+LL) 5---
SECUENCI
A DE
ENSAYO
CARGA (tonf)N° DE
CICLOSDESPLAZ. (mm)
A DL 3 Dd
Planos de Fabricación
45
Planos de Fabricación
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CALIDAD MATERIALES
ACABADOS
TOLERANCIASGEOMETRICAS
USC hospital
Nagarajaiah et al; 2000
USGS
Experiencia
17.8.2.7 Las pruebas en los prototipos no son requeridas si un
aislador es de tamaño similar y del mismo tipo y material como
el prototipo del aislador que ha sido probado con anterioridad
siguiendo la secuencia de pruebas
Omisión de Ensayos de Aisladores Prototipo
48
Omisión de Ensayos de Aisladores Prototipo
49
Las dimensiones del dispositivo no son 15% más
grandes, ni 30% más pequeñas que el prototipo
ensayado anteriormente.
0.63m < Diámetro < 1.04m
0.665m < H < 0.43m
H = 471-2*(25.4+25.4) = 0.37m
Diámetro = 0.90m
Omisión de Ensayos de Aisladores Prototipo
50
Es un aislador del mismo tipo y con los mismos materiales.
LRB FPS HDR
Omisión de Ensayos de Aisladores Prototipo
51
Tiene una energía disipada por ciclo, ELOOP, que no es menor del 85% del
prototipo previamente ensayado.
Omisión de Ensayos de Aisladores Prototipo
52
Está elaborado por el mismo fabricante con iguales o más estrictos
procedimientos de fabricación y control de calidad debidamente
documentados.
Omisión de Ensayos de Aisladores Prototipo
53
Para los aisladores tipo elastoméricos, el diseño del aislador no tendrá una
mayor deformación de corte ni mayor esfuerzo vertical que el del prototipo
previamente probado.
Omisión de Ensayos de Aisladores Prototipo
54
Para aisladores tipo deslizante, el diseño del aislador no tendrá un esfuerzo
vertical o velocidad de deslizamiento mayor que el del prototipo probado
anteriormente y usando el mismo material deslizante.
Supervisión de Ensayo
56
57
FABRICANTE X
FABRICANTE Y
FABRICANTE Z
Diseño
Precalificación
Ensayos
Obra
Plan De Ensayos – Equipo de Ensayo
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Plan De Ensayos – Aisladores Prototipo (Según Asce)
59
Plan de Ensayos – Aisladores de Obra
60
Plan De Ensayos – Aisladores De Obra
61
AISLADOR “A”
* RIGIDEZ (+-15%-referencial)
* AMORTIGUAMIENTO (mínimo)
AISLADOR “B”
* RIGIDEZ (+-15%-referencial)
* AMORTIGUAMIENTO (mínimo)
Plan De Ensayos – Aisladores De Obra
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• RIGIDEZ GLOBAL = Σ rigidez A + Σrigidez B
• Tolerancia +-10%
* AMORT. GLOBAL = Σ amort A + Σamort B
* Tolerancia: Valor Mínimo
Plan De Ensayos – Aisladores De Obra
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Ensayos de Materiales:
64
Caucho
Ensayos de Materiales
65
Pureza del Plomo
Ensayos de Materiales
66
Placas de Acero Externas
Placas de Acero Internas
Pernos de conexión
Slider: Ensayos de Caracterización
67
Supervisión en Obra
69
70
FABRICANTE X
FABRICANTE Y
FABRICANTE Z
Diseño
Precalificación
Ensayos
Obra
Compatibilizar Planos De Fabricación
71
Limpieza antes de Vaciado de Pedestales
72
Vaciado de Pedestales
73
Vaciado de Pedestales
74
Curado de Concreto
75
Vaciado de Grout
76
- Superficie rugosa
- Saturado superficialmente seco
Vaciado de Grout
77
- Vaciado por un solo lado
- Vaciado Contínuo
Torque en Pernos
78
12
3
4 5
6
7
8
A ajuste cruzado 1 - 5
B ajuste cruzado 5 - 2
C ajuste cruzado 2 - 6
D ajuste cruzado 6 - 7
E ajuste cruzado 7 - 3
F ajuste cruzado 3 - 8
G ajuste cruzado 8 - 4
Torque en Pernos
- Pernos Engrasados de Preferencia
DIAM.
PERNO
TORQUE (LB-PIE)
ENGRASADO
TORQUE (LB-PIE)
SIN ENGRASAR
½” 50 - 58 100 - 117
5/8” 99 - 120 198 - 240
¾” 175 - 213 350 - 425
7/8” 284 - 343 569 - 685
1” 425 - 508 850 - 1017
1 1/8” 525 - 625 1050 - 1256
1 ¼” 740 - 885 1479 - 1771
1 3/8” 974 - 1169 1948 - 2338
1 ½” 1288 - 1550 2575 - 3100
Torque en Pernos
- El torque es en dos etapas:
Etapa 1: Al 30% de torque
Etapa 2: Al 100% de torque
12
3
4 5
6
7
8
Torque en Pernos
- Certificado de Calibración de Torquímetro.
Inspecciones finales
82
Tapajuntas flexibles
83
Tuberías flexibles
84
Tuberías flexibles
85
86
Proyecto Hospital Tocache
87
Nueva Sede GR Moquegua,
Diseño Aislamiento GCAQ