¿Qué es el Aislamiento Sísmico? ¿Cómo Funcionan los Aisladores Sísmicos?
Aislamiento Sísmico con ProtaStructure
Los terremotos no son necesariamente eventos destructivos. Sin embargo, los ingenieros han construido exitosamente estructuras que resisten los movimientos sísmicos durante siglos. El nombre moderno para esta aplicación es aislamiento sísmico. **El aislamiento sísmico con ProtaStructure** reduce las cargas sísmicas que actúan sobre las estructuras minimizando los desplazamientos entre pisos y la aceleración. Además, disipa la energía sísmica en la capa de aislamiento y prolonga el período natural de vibración de la estructura. En consecuencia, se mantienen los niveles de servicio y seguridad.
En las aplicaciones de aislamiento sísmico, los diseñadores aseguran que la superestructura permanezca lineal-elástica. Además, la capa de aislamiento flexible absorbe la energía del terremoto, protegiendo los elementos estructurales por encima y por debajo del nivel de aislamiento contra daños.
Adicionalmente, los diseños de aisladores sísmicos también tienen en cuenta factores como el viento, la temperatura, el pandeo y la humedad.
Las aplicaciones modernas utilizan comúnmente dos tipos de aisladores: cojinetes de goma (elastoméricos) y tipos deslizantes (sistemas de péndulo de fricción).
Cojinetes de Goma con Núcleo de Plomo (LRB)
Los cojinetes de goma con núcleo de plomo son ideales para el aislamiento de base debido a su bajo módulo de corte, alta rigidez axial y capacidad para recuperarse de grandes deformaciones con bajos niveles de esfuerzo. Específicamente, estos aisladores consisten en capas alternadas de placas de acero y elastómero vulcanizado con un núcleo de plomo. Además, las placas de acero proporcionan resistencia y estabilidad para soportar la estructura superior, mientras que el núcleo de plomo mejora las propiedades de amortiguación.
Tipos Deslizantes (Sistemas de Péndulo de Fricción)
Los aisladores deslizantes utilizan un elemento deslizante (disco) entre placas de acero planas o cóncavas. Funcionan como un péndulo. Además, la superficie deslizante curva y el peso estructural encima generan una fuerza restauradora, mientras que la fricción entre las superficies disipa la energía.
Pasos de Diseño de un Edificio con Aislamiento Sísmico en ProtaStructure
Los diseños arquitectónicos y estructurales desempeñan un papel crucial en la determinación de la ubicación de los aisladores. Típicamente, los aisladores pueden instalarse en el nivel del sótano, sobre el sótano o a nivel de la cimentación. Inicialmente, los ingenieros comienzan con un análisis preliminar para determinar el período objetivo, el desplazamiento, las capacidades axiales y los tipos de aisladores.
Una vez que se deciden los tipos y la ubicación de los aisladores, los ingenieros proceden a realizar un diseño preliminar. Esto incluye análisis sísmicos para casos de diseño basado en terremotos (DBE) y terremotos máximamente considerados (MCE). Además, los períodos objetivo, desplazamientos y valores de rigidez se verifican y refinan mediante iteraciones.
En la fase de diseño final, los ingenieros seleccionan movimientos del terreno compatibles con el espectro objetivo y definen los tipos de aisladores sísmicos y sus propiedades no lineales. En consecuencia, se realiza un análisis estructural tanto para la superestructura aislada como para la subestructura no aislada. Finalmente, los ingenieros completan los controles de diseño y desplazamiento para finalizar el proceso.
Práctica – Complejo de Salud de Erzurum, Turquía
El Complejo de Salud de Erzurum es la instalación médica más grande del este de Turquía, cubriendo 201,500 m². Además, fue uno de los hospitales con aislamiento sísmico más grandes del mundo en su momento, con una capacidad de 1,600 camas.
Los ingenieros diseñaron la estructura para garantizar la funcionalidad y operación efectiva tras un posible terremoto. Además, se instalaron más de 1,200 aisladores para prevenir daños en equipos médicos críticos y mantener los servicios del edificio como gases médicos, protección contra incendios y saneamiento.
Modelado de Aisladores de Base Sísmica con ProtaStructure
Después de completar un diseño preliminar para el sistema de aislamiento, los ingenieros pueden modelar aisladores en un modelo estructural. Cabe destacar que el diseño y la evaluación del sistema de aislamiento requieren iteraciones para alcanzar objetivos económicos y de rendimiento. Además, ProtaStructure permite a los usuarios modelar varios tipos de aisladores bajo cada columna o muro de corte. Los ingenieros pueden acceder a consejos detallados de modelado y requisitos de diseño en un documento técnico relacionado.
A lo largo de los años, ProtaStructure ha sido fundamental en muchos proyectos, incluidos hospitales con aislamiento sísmico. A continuación, se muestran algunos ejemplos:
Lecturas Adicionales
Práctica de Diseño de Hospitales con Aislamiento Sísmico en Turquía: Campus Médico de Erzurum
Rehabilitación Sísmica de un Hospital Multi-Bloque Existente mediante Aisladores Sísmicos
Aplicaciones Reales del Aislamiento Sísmico con ProtaStructure
¡Explora el impacto de la Suite ProtaStructure en proyectos reales! Visita nuestra Galería de Proyectos y Canal de YouTube para descubrir estructuras impresionantes modeladas con ProtaStructure. Además, puedes leer historias de éxito de clientes que muestran cómo ProtaSoftware ha transformado el diseño estructural en todo el mundo.
