Aislación Sísmica Edificio Indumotora Las Condes

Aislación Sísmica Edificio

Indumotora Las Condes

Sergio Contreras Arancibia

Rodrigo Retamales Saavedra

Ingenieros Civiles Universidad de Chile

Objetivos de uso de sistemas

de proteccion sísmica

• Proteger la operación de la estructura durante e

inmediatamente después de sismos severos

• Mejorar el confort de los ocupantes del edificio

en caso de sismos

• Protección adicional de componentes

estructurales y no estructurales en caso de

sismo severo:

• Equipamiento eléctrico y mecánico

• Mobiliario

3 Núcleo de Plomo (Provee rigidez y amortiguamiento) Capas de acero y goma vulcanizadas Placa de montaje

Edificio con Aislación Sísmica

Edificio sin Aislación Sísmica Cubierta de protección Ozono y UV Alargamiento de periodo Aumento de amortiguamiento

Registros U. de Chile: http://terremotos.ing.uchile.cl

Ensayos efectuados en Universidad de California, San Diego

Videos disponibles en www.dis-inc.com

Aislación Sísmica: ¿Cómo

funciona?

5

¿Cómo funciona?

Video Cortesía K. Saito

Terremoto

Tohoku Japón

M

_w

=9

Edificio Shimizu Corporation Fuente: USGS

Investigaciones en desarrollo

• Ensayos efectuados en E-Defense: Estructura escala real

de 5 pisos montada sobre aisladores y rieles. Cada piso

contiene equipo y mobiliario oficina, hospitales y vivienda

7

Investigaciones en desarrollo

Ensayos E-Defense: Agosto 2011

• Extensamente usada en Japón, China, Italia, Turquía, EEUU, México y Chile

San Francisco City Hall Utah State Capitol Building Oakland City Hall

Erzurum Hospital (Turquía) Takasu Hospital (Japón)

Aplicaciones Aislación Sísmica

Fotos cortesía de: www.dis-inc.com

10

Y Edificaciones en Altura…

Fotos cortesía de: www.dis-inc.com

En Chile…

12

• Edificio de departamentos en Copiapó • 19100 m2 _{construidos, aproximadamente}

• 20 niveles: 1 piso mecánico+2 subterráneos+15 pisos +1 nivel equipamiento+1 nivel sala de máquinas

• Se usan 45 aisladores de goma con núcleo de plomo (20% amortiguamiento) • Monto del proyecto: UF 252000

• Velocidad de ondas de corte en primeros 30m: v_s = 598 m/s • Suelo clasificado como Tipo II conforme a DS 117

FICHA TÉCNICA

Nombre: Edificio Torre del Sol

Mandante: Inmobiliaria Santo Domingo Ltda.

Constructora:ALCORP S.A.

Uso: Habitacional

Dirección: Chañarcillo 831, Copiapó, Región de Atacama

Periodo Construcción: 2012

Arquitectos: BGL Arquitectos

Cálculo Estructural: Patricio Bonelli & Asociados Ltda.

Revisión Estructural: Luis Mendieta FICHA TÉCNICA

Nombre: Edificio Torre del Sol

Mandante: Inmobiliaria Santo Domingo Ltda.

Constructora:ALCORP S.A.

Uso: Habitacional

Dirección: Chañarcillo 831, Copiapó, Región de Atacama

Periodo Construcción: 2012

Arquitectos: BGL Arquitectos

Cálculo Estructural: Patricio Bonelli & Asociados Ltda.

Edificio Ñuñoa Capital

• Edificio de oficinas y departamentos en Ñuñoa, Santiago

• 40000 m2 _{construidos, aproximadamente}

• 33 niveles (29 Pisos + 4 Subterráneos)

• Se usan 24 aisladores de goma con núcleo de plomo de gran diámetro

• Suelo clasificado como Tipo B conforme a DS 61 (Tipo II según NCh2745.Of2003)

FICHA TÉCNICA

Nombre: Edificio Ñuñoa Capital

Mandante: Empresas Armas

Uso: Habitacional/Oficina

Arquitectos: Empresas Armas

Cálculo Estructural: René Lagos Engineers

Diseño Aislación Sísmica: Rubén Boroschek & Asociados Ltda.

Edificio Sunset Copiapó

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• Edificio de departamentos en Copiapó • 42000 m2 _{construidos, aprox.}

• 3 edificios de 17 niveles cada uno: 16 pisos + 1 subterráneo.

• Suelo clasificado como Tipo D según DS61 de 2011 (velocidad de ondas de corte ~210 m/s)

FICHA TÉCNICA

Nombre: Condominio Sunset Armas Copiapó

Mandante: Empresas Armas

Uso: Habitacional

Arquitectos: Darraïdou Arquitectos

Cálculo Estructural: Patricio Bonelli & Asociados Ltda.

Diseño Aislación Sísmica: Rubén Boroschek & Asociados Ltda.

Revisión Sísmica: IEC Ingeniería Ltda.

Imagen:

Darraïdou

Arquitectos

Hospital del Salvador

Edificio Hospital del Salvador, Santiago

Superficie de nivel de aislación de 46000 m2 _{aproximadamente}

4 Edificios en 1 placa común Suelo clasificado como Tipo B conforme a DS 61

Imagen Cortesía IDOM

Todos

los edificios

en una placa común

de

250x184

m,

aproximadamente

Alfonso Larraín V.

Edificio Indumotora

Las Condes

16

• Edificio de oficinas emplazado en Las Condes, Santiago

• 33000 m2 _{construidos, aproximadamente}

• 17 niveles (11 Pisos + 6 Subterráneos)

• Se han evaluado 2 alternativas de

protección sísmica basadas en aisladores de goma con núcleo de plomo

• Suelo clasificado como Tipo II (según NCh2745.Of2003)

• Peso sísmico porción aislada: 13800 Tonf

FICHA TÉCNICA

Nombre: Edificio Indumotora Las Condes

Mandante: Inmobiliaria Indumotora S.A.

Uso: Oficinas

Arquitectos: Sabbagh Arquitectos

Cálculo Estructural: Sergio Contreras y Asociados Ltda.

Diseño Aislación Sísmica: Rubén Boroschek & Asociados Ltda.

Desafíos?

• Cumplir con expectativas de arquitectura

• Diseñar una estructura ubicada a 150 m de la

traza de la Falla San Ramón

• Diseñar un sistema de aislación sísmica

suficientemente flexible para alcanzar corte

mínimo y prevenir tracciones en los aisladores

• Proveer un sistema de aislación con adecuada

capacidad de restitución

18

Como se consigue?

• Aislación sísmica en columnas del primer

subterráneo y bajo el núcleo central

• Desarrollo de estudio de peligro sísmico para

el sitio de la obra

• Usar un sistema de aisladores sísmicos

basado en 31 aisladores de goma natural con

núcleo de plomo

• Periodo objetivo en rango 3.0-3.5 segundos

• Amortiguamiento objetivo en rango 15-20%

• Trabajo en estrecha colaboración con el

fabricante (base de datos de +30000 ensayos

de laboratorio)

Peligro Sísmico

20

Peligro Sísmico

0 20 40 60 80 100 120 140 -0.5

0 0.5

Registros Artificiales. Aceleraciones en X

0 20 40 60 80 100 120 140 -0.5 0 0.5 0 20 40 60 80 100 120 140 -0.5 0 0.5 0 20 40 60 80 100 120 140 -0.5 0 0.5 A [ g ] 0 20 40 60 80 100 120 140 -0.5 0 0.5 0 20 40 60 80 100 120 140 -0.5 0 0.5 0 20 40 60 80 100 120 140 -0.5 0 0.5 Tiempo [s] 0 20 40 60 80 100 120 140 -0.5 0 0.5

Registros Artificiales. Aceleraciones en Y

0 20 40 60 80 100 120 140 -0.5 0 0.5 0 20 40 60 80 100 120 140 -0.5 0 0.5 0 20 40 60 80 100 120 140 -0.5 0 0.5 A [ g ] 0 20 40 60 80 100 120 140 -0.5 0 0.5 0 20 40 60 80 100 120 140 -0.5 0 0.5 0 20 40 60 80 100 120 140 -0.5 0 0.5 Tiempo [s]

22

Resultados Análisis

24

d_Promedio = 0.15% (Con Aislación)

Resultados Análisis

A_Promedio = 0.17g (Con Aislación)

0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

Fragilidad Estructura

(a) Deformación de Entrepiso

Pro

b

a

b

ili

d

a

d

d

e

Exce

d

e

n

ci

a

DS1: Daño Leve DS2: Daño Moderado DS3: Daño Extenso DS4: Daño Total 0 1 2 3 4 5 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

Fragilidad Estructura

(b) Aceleración del Suelo (g)

Pro

b

a

b

ili

d

a

d

d

e

Exce

d

e

n

ci

a

DS1: Daño Leve DS2: Daño Moderado DS3: Daño Extenso DS4: Daño Total 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

Fragilidad No Estructural

(c) Deformación de Entrepiso

Pro

b

a

b

ili

d

a

d

d

e

Exce

d

e

n

ci

a

DS1: Daño Leve DS2: Daño Moderado DS3: Daño Extenso DS4: Daño Total 0 1 2 3 4 5 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

Fragilidad No Estructural

(d) Aceleración de Piso (g)

Pro

b

a

b

ili

d

a

d

d

e

Exce

d

e

n

ci

a

DS1: Daño Leve DS2: Daño Moderado DS3: Daño Extenso DS4: Daño Total

Fragilidad Estructural

26 P(Daño Leve)=0.18 P(Daño Moderado)=0.76 P(Daño Extenso)=0.06

0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

Fragilidad Estructura

(a) Deformación de Entrepiso

Pro

b

a

b

ili

d

a

d

d

e

Exce

d

e

n

ci

a

DS1: Daño Leve DS2: Daño Moderado DS3: Daño Extenso DS4: Daño Total 0 1 2 3 4 5 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

Fragilidad Estructura

(b) Aceleración del Suelo (g)

Pro

b

a

b

ili

d

a

d

d

e

Exce

d

e

n

ci

a

DS1: Daño Leve DS2: Daño Moderado DS3: Daño Extenso DS4: Daño Total 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

Fragilidad No Estructural

(c) Deformación de Entrepiso

Pro

b

a

b

ili

d

a

d

d

e

Exce

d

e

n

ci

a

DS1: Daño Leve DS2: Daño Moderado DS3: Daño Extenso DS4: Daño Total 0 1 2 3 4 5 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

Fragilidad No Estructural

(d) Aceleración de Piso (g)

Pro

b

a

b

ili

d

a

d

d

e

Exce

d

e

n

ci

a

DS1: Daño Leve DS2: Daño Moderado DS3: Daño Extenso DS4: Daño Total

Fragilidad Estructural

27 P(Daño Leve)=0.27

Fragilidad Estructural en Términos de Deformaciones de Entrepiso (HAZUS)

0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

Fragilidad Estructura

(a) Deformación de Entrepiso

Pro

b

a

b

ili

d

a

d

d

e

Exce

d

e

n

ci

a

DS1: Daño Leve DS2: Daño Moderado DS3: Daño Extenso DS4: Daño Total 0 1 2 3 4 5 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

Fragilidad Estructura

(b) Aceleración del Suelo (g)

Pro

b

a

b

ili

d

a

d

d

e

Exce

d

e

n

ci

a

DS1: Daño Leve DS2: Daño Moderado DS3: Daño Extenso DS4: Daño Total 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

Fragilidad No Estructural

(c) Deformación de Entrepiso

Pro

b

a

b

ili

d

a

d

d

e

Exce

d

e

n

ci

a

DS1: Daño Leve DS2: Daño Moderado DS3: Daño Extenso DS4: Daño Total 0 1 2 3 4 5 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

Fragilidad No Estructural

(d) Aceleración de Piso (g)

Pro

b

a

b

ili

d

a

d

d

e

Exce

d

e

n

ci

a

DS1: Daño Leve DS2: Daño Moderado DS3: Daño Extenso DS4: Daño Total

Fragilidad No Estructural

28 P(Daño Leve)=0.18 P(Daño Moderado)=0.29 P(Daño Extenso)=0.31

Fragilidad Componentes No Estructurales Sensibles a Aceleraciones de Piso

P(Daño Total)=0.19 P(Sin Daño)=0.03

0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

Fragilidad Estructura

(a) Deformación de Entrepiso

Pro

b

a

b

ili

d

a

d

d

e

Exce

d

e

n

ci

a

DS1: Daño Leve DS2: Daño Moderado DS3: Daño Extenso DS4: Daño Total 0 1 2 3 4 5 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

Fragilidad Estructura

(b) Aceleración del Suelo (g)

Pro

b

a

b

ili

d

a

d

d

e

Exce

d

e

n

ci

a

DS1: Daño Leve DS2: Daño Moderado DS3: Daño Extenso DS4: Daño Total 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

Fragilidad No Estructural

(c) Deformación de Entrepiso

Pro

b

a

b

ili

d

a

d

d

e

Exce

d

e

n

ci

a

DS1: Daño Leve DS2: Daño Moderado DS3: Daño Extenso DS4: Daño Total 0 1 2 3 4 5 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

Fragilidad No Estructural

(d) Aceleración de Piso (g)

Pro

b

a

b

ili

d

a

d

d

e

Exce

d

e

n

ci

a

DS1: Daño Leve DS2: Daño Moderado DS3: Daño Extenso DS4: Daño Total

Fragilidad No Estructural

P(Sin Daños)=0.78 P(Daño Leve)=0.19 P(Daño Moderado)=0.03

Evaluación de GAP

30

• Según análisis efectuado conforme a Norma NCh2745:2013,

se requiere un gap de 311 mm

• No obstante, se establece un gap de 10 mm en vertical y 400

mm en el plano horizontal para reducir la probabilidad de

impacto

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 P( Im p ac to ) Gap (m) Probabilidad de Impacto

32

Ensayos ejecutados por laboratorio certificado conforme a ASTM E4

bajo supervisión de representantes del Mandante

Conforme a la buena práctica nacional, se efectuó el ensayo de la

totalidad de los aisladores de obra

Necesario para verificar se cumplen las condiciones de diseño para DBE y MCE

Se debe exigir las curvas de histéresis de los aisladores de prototipo y de obra

Conclusiones

• El uso de sistemas de aislación sísmica permite

viabilizar estructuras arquitectónicamente mas audaces

• Se ha demostrado la factibilidad de implementar

sistemas de aislación sísmica en el Edificio Indumotora

Las Condes

• El uso de aislación sísmica permite reducir los cortes

basales en un 85%

• Las deformaciones máximas promedio de entrepiso se

reducen de 0.007 a 0.0015, aproximadamente, con la

consecuente reducción de daños en elementos

estructurales y no estructurales

Conclusiones

• Las aceleraciones máximas promedio de piso se

reducen de 1.15g a 0.17g, aproximadamente, con la

consecuente reducción de daño en contenidos y

mejora en el confort de los usuarios

• Se recomienda implementar una junta de aislación

mayor al exigido por la norma, con el objeto de

reducir la probabilidad de impacto

• Se recomienda efectuar ensayos de control de

calidad a desplazamiento máximo, para verificar las

propiedades de los aisladores para MCE

• Se debe exigir los ciclos de histéresis de los ensayos

de prototipo y control de calidad

Agradecimientos

Gracias!