condiciones particulares de la estructura en estudio. Cada sistema tiene como objetivo principal el mitigar el movimiento de terreno, siendo así que conforme a la estructura, ya sea su tamaño, peso y distribución, el sistema se acopla y funciona congruentemente a estas condiciones.
2.5.1 SISTEMAS DE PÉNDULO DE FRICCIÓN
Los sistemas basados en el concepto de péndulo con fricción se han distribuido a varios países del mundo, principalmente para edificios, aunque también son efectivos y económicos para pequeñas construcciones, puentes, tanques y diversos edificios. Este sistema consiste en lograr un movimiento de péndulo en la estructura, colocando bases esféricas cóncavas en los puntos de apoyo, permitiendo que la estructura oscile al ser sometida a movimientos sísmicos, simulando un movimiento de péndulo invertido. El Dr. Víctor Zayas desarrolló el concepto del sistema de Péndulo de fricción (Figura 2) con la idea de disminuir percances a las construcciones [15].
A continuación se describen brevemente algunas aplicaciones del sistema de péndulo de fricción:
Corte de Apelaciones en EE.UU.- Rehabilitación y refuerzo de edificio histórico de Apelaciones de EE.UU. en San Francisco en 1994.
Terminal del Aeropuerto Internacional de San Francisco.- Diseñado por Skidmore, Owings Merrill, y el Dr. Anoop Mokha. La estructura aislada sísmicamente a base de péndulos de fricción resiste sismos de hasta 8 grados de magnitud Richter, evitando así daños estructurales y causando efectos mínimos a la arquitectura.
Tanques de licuado de Gas Natural, Grecia.- Estos tanques contenedores de productos flamables situados en una zona de alto riesgo sísmico, necesitaron un sistema capaz de proporcionar mayor seguridad. El sistema fue diseñado para proteger la estructura del tanque y su contenido, proporcionándole seguridad y factibilidad operacional después de un sismo.
2.5.2 CIMENTACIÓN CINEMÁTICA
Los sistemas de cimentación cinemática han estado en desarrollo y aplicación desde hace casi 30 años y usados en más de 30 edificios de apartamentos alrededor del mundo, este método tiene beneficios como el bajo costo, la simplicidad y la seguridad proporcionada a la estructura. La construcción de la cimentación cinemática (Figura 3) se representa por un elemento móvil con un estribo esférico que descansa sobre una base sólida. La cimentación cinética construida a base de concreto es reforzada con varillas de acero, donde la conexión de la articulación, consiste en la unión del cabezal o estribo de cimentación de la columna con la base sólida. El esquema constructivo de la base, así como la fuerza gravitatoria que mantiene a la conexión en equilibrio, definen la rigidez horizontal y dependen del peso encima de la estructura, la altura del dispositivo y el radio de curvatura R del estribo [16].
Figura 3. Sistemas de Cimentación Cinemática.
El sistema fue implementado en Campbell Hall Western College Monmouth en Oregon, EUA, con la idea de mantener la construcción en pie, ya que debido a su deterioro y consecuente rehabilitación, era necesario protegerla por la antigüedad de ésta y la simbología que representa.
2.5.3 COJINETES ELASTOMÉRICOS
El uso de sistemas basados en cojinetes elastoméricos se ha implementado en muchas ocasiones, siendo uno de los principales sistemas, debido a su facilidad y buen funcionamiento [17]. El sistema de cojinetes estudiado por el Dr. James M. Kelly ya ha sido implementado en distintos países y estructuras variadas, aplicable para construcciones de baja y gran altura, y con un fácil método de cálculo y eficiencia de diseño [18].
2.5.3.1 Aplicaciones en EE.UU.
Centro de Justicia y Leyes comunitarias.- El edificio terminado en 1985, consiste en 4 claros, con una cimentación adaptada al sistema de cojinetes de caucho reforzados por placas de acero.
Departamento de control de Incendios de Los Ángeles.- EL sistema de cojinetes elastoméricos fue adoptado en 1990 para esta construcción.
Hospital Universitario de la Universidad del Sur de California. .- Soportado por sistemas elastoméricos y de caucho en cada una de sus bases.
2.5.3.2 Aplicaciones en el Mundo
Compañía de Energía eléctrica Tohoku, Japón.- Una construcción cerca de 47,000 metros cuadrados soportada pos 120 dispositivos elastoméricos actuando en conjunto con amortiguadores.
Compañía Telefónica Italiana, S.I.P., Ancona Italia.- Estructurado por cojinetes elastoméricos de alto amortiguamiento, basados en el sistema de refuerzo de placas de acero.
3CAPÍTULO 3
DESARROLLO EXPERIMENTAL
3.1
INTRODUCCIÓN
Los procesos de medición y cálculo de cualquier estructura, dispositivo o sistema, deben estar fundamentados teórica y experimentalmente, coadyuvando así a resultados idóneos que representen la similitud del proceso ante estas dos vertientes de estudio teórica y experimental.
El desarrollo experimental es utilizado como comparativa, mediante un análisis de resultados, para la comprobación de comportamiento de nuevos procesos u componentes estructurales, y es en sí la facultad primordial de este estudio. El proyecto estudiado y presentado en esta Tesis, desarrolla experimentalmente, un dispositivo capaz de restituir los desplazamientos de un sistema de aislamiento sísmico pasivo, a base de fricción para la Tecnovivienda, que cumple con la finalidad de disminuir desplazamiento y actuar como un dispositivo amortiguador del sistema.
Este capítulo describe el diseño experimental, desde la determinación de las características del experimento, como son la selección de la vivienda, los materiales de dicha vivienda y su construcción, así como los parámetros de ensayo y descripción de la mesa vibratoria. Los sismos a los cuales se somete a la estructura, su escala y sus mecanismos de disipación de energía y el sistema de restitución de desplazamientos son algunas de las características del proyecto estudiadas en esta parte del texto.
3.2
ANTECEDENTES
Este trabajo experimental se presenta como secuencia a los estudios realizados para el artículo publicado por el Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey en conjunto a la Cátedra de Vivienda “Amortiguamiento Sísmico Pasivo En Vivienda Urbana Y Rural” [8] que estudia el comportamiento de una vivienda desplantada sobre un sistema de aislamiento sísmico pasivo, presentado con más detalle en el documento “Aislamiento Sísmico en Casa Habitación
de Interés Social” [19]. Como resultado se obtuvo un comportamiento desfavorable para la estructura desplantada sobre el sistema de aislamiento sísmico pasivo, al ocasionar desplazamientos descontrolados que radican en cambiar continuamente su ubicación, al permitirle desplazarse libremente, determinando el confinarla para evitar desplazamientos excesivos.
Se concluye la necesidad de incorporar un dispositivo de control y restitución de desplazamientos, colocados en la periferia de la vivienda con aislamiento sísmico, para amplificar su rigidez y disminuir los desplazamientos, manteniéndola delimitada por un anillo periférico a su contorno.