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Title
Dynamic analysis of structures with XY-FPS and FPS isolators and the influence of SSI under uplift conditions
Subject
624.1762
Ingeniería
Construcciones antisísmicas - Modelos matemáticos
Diseño antisísmico - Modelos matemáticos
Deformaciones (Mecánica) - Modelos matemáticos
Description
Tesis (Master of Science in Engineering)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2021
Aunque actualmente el efecto positivo del uso de aisladores sísmicos en estructuras es
no cuestionado, la eficacia del aislamiento sísmico en estructuras sometidas a una fuerte
excitación del suelo, incluidos los efectos cercanos a la falla, se ve potencialmente
afectada en situaciones que inducen levantamiento indeseable en los dispositivos de
aislamiento sísmico. El XY-FPS es un tipo de aislador de péndulo friccional con capacidad
de resistir fuerzas de tensión. Este dispositivo consta de dos superficies cilíndricas
deslizantes, ortogonales entre sí, y una unidad mecánica que evita el levantamiento y
conecta las superficies (rieles) permitiendo el movimiento en sus dos direcciones de forma
independiente.
Este estudio intenta responder las siguientes preguntas: (i) qué efectos tiene el uso de
los dispositivos XY-FPS en la respuesta sísmica tridimensional de las estructuras cuando
se compara con los dispositivos FPS, incluso cuando no se produce ningún levantamiento;
(ii) cuál es la magnitud de las fuerzas de tracción que se generan en estructuras esbeltas
con dispositivos XY-FPS sometidos a terremotos de tipo impulsivo; y (iii) cuál es la
magnitud del levantamiento y de las fuerzas de impacto en estas mismas estructuras
cuando utilizan dispositivos FPS, y (iv) cuál es la respuesta sísmica de estructuras
considerando el efecto lineal de la flexibilidad del suelo usando dispositivos FPS.
Se han considerado tres modelos estructurales, llamados A, B y C. El modelo A
corresponde a un edificio de un solo piso con “un” aislador, cuando no se produce
levantamiento. El modelo B, es una estructura simétrica de marco resistente a momento
de hormigón armado de 10 pisos, con ocho aisladores; y el Modelo C es similar al Modelo
B y considera solo aisladores FPS, incluida la interacción lineal suelo-estructura. Se ha
desarrollado un modelo novedoso del aislador XY-FPS, que incorpora un acoplamiento
friccional total y grandes deformaciones. Se muestra que el efecto pendular del aislador
XY-FPS es prácticamente idéntico al del FPS, mientras que el efecto de friccional en el
aislador XY-FPS es fuertemente anisotrópico. Los resultados obtenidos con los modelos
A y B indican que los desplazamientos máximos de los aisladores XY-FPS no solo son
menores, sino que también son muy sensibles a la direccionalidad del movimiento
sísmico, en comparación con su contraparte del FPS. Por el contrario, la respuesta de
la superestructura es mayor para las estructuras con XY-FPS.
no cuestionado, la eficacia del aislamiento sísmico en estructuras sometidas a una fuerte
excitación del suelo, incluidos los efectos cercanos a la falla, se ve potencialmente
afectada en situaciones que inducen levantamiento indeseable en los dispositivos de
aislamiento sísmico. El XY-FPS es un tipo de aislador de péndulo friccional con capacidad
de resistir fuerzas de tensión. Este dispositivo consta de dos superficies cilíndricas
deslizantes, ortogonales entre sí, y una unidad mecánica que evita el levantamiento y
conecta las superficies (rieles) permitiendo el movimiento en sus dos direcciones de forma
independiente.
Este estudio intenta responder las siguientes preguntas: (i) qué efectos tiene el uso de
los dispositivos XY-FPS en la respuesta sísmica tridimensional de las estructuras cuando
se compara con los dispositivos FPS, incluso cuando no se produce ningún levantamiento;
(ii) cuál es la magnitud de las fuerzas de tracción que se generan en estructuras esbeltas
con dispositivos XY-FPS sometidos a terremotos de tipo impulsivo; y (iii) cuál es la
magnitud del levantamiento y de las fuerzas de impacto en estas mismas estructuras
cuando utilizan dispositivos FPS, y (iv) cuál es la respuesta sísmica de estructuras
considerando el efecto lineal de la flexibilidad del suelo usando dispositivos FPS.
Se han considerado tres modelos estructurales, llamados A, B y C. El modelo A
corresponde a un edificio de un solo piso con “un” aislador, cuando no se produce
levantamiento. El modelo B, es una estructura simétrica de marco resistente a momento
de hormigón armado de 10 pisos, con ocho aisladores; y el Modelo C es similar al Modelo
B y considera solo aisladores FPS, incluida la interacción lineal suelo-estructura. Se ha
desarrollado un modelo novedoso del aislador XY-FPS, que incorpora un acoplamiento
friccional total y grandes deformaciones. Se muestra que el efecto pendular del aislador
XY-FPS es prácticamente idéntico al del FPS, mientras que el efecto de friccional en el
aislador XY-FPS es fuertemente anisotrópico. Los resultados obtenidos con los modelos
A y B indican que los desplazamientos máximos de los aisladores XY-FPS no solo son
menores, sino que también son muy sensibles a la direccionalidad del movimiento
sísmico, en comparación con su contraparte del FPS. Por el contrario, la respuesta de
la superestructura es mayor para las estructuras con XY-FPS.
Creator
Vilca Córdova, Federico
Date
2021-11-05T14:25:12Z
2021-11-05T14:25:12Z
2021
Contributor
Almazán Campillay, José Luis
Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
Rights
acceso abierto
Format
xiii, 49 páginas
application/pdf
Language
en
Type
tesis de maestría
Identifier
10.7764/tesisUC/ING/62923
https://doi.org/10.7764/tesisUC/ING/62923
https://repositorio.uc.cl/handle/11534/62923