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Título:
Análisis de edificios con aisladores sismicos mediante procesos simplificados
Autor:
Saavedra Quezada, Marcelo Andrés
Profesor Patrocinante:
Soto Miranda, José
Grado a Optar:
Ingeniero Civil en Obras Civiles - Licenciado en Ciencias de la Ingeniería, mención Obras Civiles
Materia:
edificios; aislación sísmica; análisis sísmico
Universidad:
Universidad Austral de Chile
Facultad:
Facultad de Ciencias de la Ingeniería
Escuela:
Escuela de Ingeniería Civil en Obras Civiles
Año de Aceptación:
2005
Resumen:
Se presenta un estudio donde se valida un procedimiento simplificado para el análisis de edificios con aisladores sísmicos, en el cual se considera la respuesta sísmica de edificios de varios pisos con aisladores sísmicos, con un grado de libertad por planta. Se analiza la respuesta del sistema asumiendo que el edificio tiene un comportamiento elástico lineal y que el aislador puede ser simulado por un modelo lineal y no lineal. En este procedimiento de análisis simplificado se debe estimar el modo fundamental de vibración y la frecuencia natural del edificio con base fija. Para efectos de validez del método simplificado se calculan estos parámetros dinámicos en forma exacta, pero además se estudia la influencia de ellos en el modelo con aislamiento basal considerando su cálculo mediante métodos aproximados. Una vez establecidas las ecuaciones de equilibrio dinámico al modelo estructural (Edificio+Aislador), donde se obtiene un sistema de ecuaciones diferenciales acopladas, el cual representa el comportamiento dinámico del modelo en estudio. Se procede a solucionar este sistema, por lo cual, se utiliza los conceptos de ecuación de estado y la aplicación de métodos de aproximación numérica mediante un algoritmo computacional que se desarrolla en la herramienta de cálculo MATLAB, así en definitiva, se obtiene la respuesta de la estructura en el tiempo para un registro sísmico de aceleración. El análisis sísmico se realiza sobre 2 tipologías de edificios estructuradas en base a muros de corte de 4 y 10 pisos de altura. Se obtienen las respuestas dinámicas (amplitudes modales, desplazamiento de la base y de todos los niveles) de las estructuras planteadas para 5 registros sísmicos. Se compara esta respuesta aproximada con la obtenida por el programa ETABS Nonlinear. El modelo se validó, debido a que las diferencias de los resultados entre ambos programas no son significativas, esto es porque no se pierde el orden de magnitud en relación a los resultados exactos. Por lo tanto, es factible usar este procedimiento simplificado de análisis de edificios con aisladores sísmicos para etapas de prediseño donde se controlan y verifican los resultados exactos.
Abstract:
A study is presented where a simplified procedure is proved for the analysis of seismic isolator building, where the seismic response of building is considered which contains a large amount of stories with bases seismic isolators, with a grade of freedom in each floor plant. It’s analyzed the response of the system assuming that the building has a lineal elastic behaviour and that the isolator can be simulated through a lineal and nonlinear method. In this procedure of simplified analysis the fundamental mode of vibration must be estimated and the natural frequency of the permanent base building, to the effects of the simplified method’s validity, are calculated these dynamic parameters in a precise way, besides is studied the influence of them in the model with basal isolation considering its calculus through approximate methods. Established once the dynamic balance equations to the structural model (building+isolator), where a system of differential couples equations are obtained, which represents the dynamic behaviour of the model in this study. It is conducted to solute this system, using the concepts of state equation and the application of approximation methods, through a computational algorithm that is developed in the calculus tools MATLAB, that way, the response of the time structure is obtained for a seismic registry of acceleration. The seismic analysis it is made based on 2 typologies of de building structures on a base on 4 and 10 stories high. It’s obtained the dynamic responses (nodular amplitudes, movement on the base and all levels) of the planed structures for 5 seismic registries. It’s compared this approximate response with the exact one obtained by the program ETABS Nonlinear. The model is proved, produced to that, of the results the difference between both program are not meaningful, these is because the magnitude order is not disturbed in relation with the exact results. Thereby, it is feasible to use these simplified procedure of analysis of seismic isolator building for the stages of pre design where is controlled and verified the precise results.
Palabras Clave:
edificios; aislación sísmica; análisis sísmico
Editor:
Universidad Austral de Chile - Sistema de Bibliotecas - Programa Cybertesis
Formato:
text/pdf
Idioma:
es
Copyright:
Saavedra Quezada, Marcelo Andrés
Dirección Electrónica:
http://cybertesis.uach.cl/tesis/uach/2005/bmfcis1121a/doc/bmfcis1121a.pdf