En este trabajo de investigación el objetivo fue analizar el comportamiento sísmico del edificio de laboratorios de la Escuela de Ingeniería Energética de la Universidad Nacional del Santa; en su estado actual y con disipadores Shear Link Bozzo en los 03 módulos que lo componen. Se verificaron las disposiciones de la Norma Técnica Peruana E.030 para Análisis Dinámico - Espectro Modal y se evaluaron los disipadores de calor Shear Link Bozzo implementados mediante un análisis de historia temporal, abordando la no linealidad de estos dispositivos. Esta verificación se realizó teniendo en cuenta la cuenta de Máximos Terremotos Considerados (MCE). El análisis comparativo basado en la NTP E.030 entre la estructura existente y la reforzada logró reducciones en los desvíos de hasta un 85% y acortó los períodos fundamentales hasta en un 68%; Por otro lado, según el análisis Tiempo – Historia, los disipadores de calor Shear Link Bozzo lograron absorber el 67,16% de la energía de entrada (terremoto), valor generado en el Módulo III. Estos resultados nos permiten comprobar que los disipadores de calor SLB son adecuados para realizar refuerzos en estructuras nuevas o existentes que requieran un alto grado de rigidez.
The provisions of the Peruvian Technical Standard E.030 for Dynamic Analysis - Spectral Modal were verified and the implemented Shear Link Bozzo heatsinks were evaluated using a Time - History analysis addressing the non-linearity of these units, this verification was carried out taking into account Maximum Considered Earthquakes (MCE).
INTRODUCCIÓN
- Antecedentes del Problema
- Formulación del Problema
- Problema General
- Problemas Específicos
- Objetivos
- Objetivo General
- Objetivos Específicos
- Justificación
- Limitaciones del Trabajo
- Hipótesis de la Investigación
- Hipótesis General
- Hipótesis Específicas
Cómo se mejorará el rendimiento sísmico mediante la implementación de disipadores de calor Shear Link Bozzo en el edificio del laboratorio de la Escuela de Ingeniería Energética de la UNS. Analizar el comportamiento sísmico del edificio de laboratorios de la Escuela de Ingeniería Energética de la UNS mediante la implementación de disipadores de calor Shear Link Bozzo. El comportamiento sísmico del edificio de laboratorios de la Escuela de Ingeniería Energética de la UNS mejorará significativamente con la implementación de los disipadores de calor Shear Link Bozzo.
El edificio de laboratorios de la Facultad de Energía con refrigeradores cumple con los parámetros especificados en la NTP E030 2018.
MARCO TEÓRICO
Antecedentes de la Investigación
De igual forma, con la implementación de los elementos a desaparecer contribuyó a la reducción de cilindradas respecto al modelo tradicional sin disipadores y al modelo con disipadores, que en el primer caso es del 1,94% y para el segundo del 0,77%. con referencia a la deriva inelástica máxima considerada en la norma NEC-SE-DS-Seismic-Hazard. Sin embargo, en el aspecto arquitectónico, los distribuidores de energía influyen en ese aspecto. Quispe y García (2019) mencionan en su tesis: “Refuerzo sísmico utilizando disipadores histeréticos tipo Shear Link Bozzo en un edificio de 14 pisos en la ciudad de Lima” tiene una mejora en el comportamiento estructural del edificio con este tipo de disipadores SLB.
Los autores indican que en el 7° nivel se ha realizado una reducción de accionamientos de entrepiso en sentido X e Y, cumpliendo efectivamente con los códigos o normas establecidos dentro de la Norma Técnica Peruana E.030 (2018).
Base Teórica
- Reforzamiento Estructural
- Disipadores Sísmicos
- Aspectos Básicos de la Energía Disipada
- Sistemas de Protección Sísmica
- Disipadores Histeréticos
- Disipadores Shear Link Bozzo (SLB)
- Propiedades de los Materiales en Estructuras
La implementación de disipadores de calor histeréticos da como resultado que los elementos estructurales y no estructurales sufran mayores daños en comparación con la implementación de disipadores de calor viscosos. Para el caso de esta investigación se ha propuesto la inclusión de un sistema de disipación de energía del tipo Shear Link Bozzo, técnica propuesta por el Ing. Hay que tener en cuenta que si el sistema estructural entra en la región inelástica entra dentro del rendimiento que puede producir, siendo esta energía producto del efecto del desplazamiento y la rigidez manifestada como 𝐸𝑆 𝑠: Disipación de energía debido a
Disipadores Bozzo con enlaces de corte (SLB). 2019) Estos disipadores de energía sísmica se basan en aumentar la ductilidad de la estructura.
Definición de Términos
- Resistencia
- Ductilidad
- Rigidez
- Amortiguamiento
Además, hay que tener en cuenta que la participación del diseño convencional hoy consiste en la combinación de propiedades como rigidez, resistencia y capacidad de disipar energía en el rango inelástico, basándose en el concepto de ductilidad; Sin embargo, estas técnicas generan altas inversiones y poco interés arquitectónico, ante esta situación se han buscado nuevos métodos de diseño que superen estas desventajas pero que sean útiles para garantizar el proyecto y proteger vidas (Boza y Galán, 2013). Para comprender la rigidez vista desde un solo elemento, podemos analizar su dependencia de las condiciones de contorno, dimensiones de la sección y longitud; mientras que al analizar la rigidez de una estructura o de un sistema estructural dependerá en gran medida de los mecanismos de resistencia lateral requeridos para la estructuración. El comportamiento de la estructura bajo tensión dinámica se satisface proporcionando suficiente rigidez al sistema (Marte, 2014).
Proceso en estructuras basado en la disminución de la amplitud de las vibraciones de manera constante, lo que genera una disipación de energía cinética y energía de deformación a través de diferentes mecanismos, por lo que es importante la inclusión de sistemas de amortiguación. en las configuraciones estructurales para contribuir a su respuesta dinámica (Chopra, 2014).
Marco Normativo
MÉTODOS Y MATERIALES
- Tipo de Investigación
- Nivel de Investigación
- Población Muestral
- Variables Y OPERACIONALIZACIóN
- Variables
- Operacionalización
- Procedimiento
- Técnica de recolección de datos
Definición operativa: determinación de las propiedades del material (resistencia del hormigón) mediante ensayos ASTM C42/C39, para posteriormente definir las características sísmicas del edificio y obtener su respuesta sísmica mediante modelado en un programa informático estructural; analizando así los valores de periodos, desplazamientos, desplazamientos y fuerzas. Definición operativa: implementación de disipadores de calor en el modelado de edificios para obtener respuesta sísmica a través de análisis espectral modal y análisis de historia temporal para obtener desplazamientos entrepisos, respuesta energética y analizar curvas de histéresis de disipadores de calor. Primero, se les solicitó los planos del edificio de laboratorios de la Facultad de Energía de la UNS, con el fin de verificar la existencia de los elementos indicados en los planos y poder realizar una evaluación de los elementos estructurales del edificio (f reales). ' c) basado en las normas ASTM C39 y ASTM C42; Luego, el edificio fue modelado en un programa informático estructural para analizar el comportamiento sísmico del edificio existente mediante análisis espectral modal; Esto se hizo para comprobar si cumple o no con los parámetros mínimos de la norma técnica peruana.
A continuación, se consideró la implementación de los disipadores Shear Link Bozzo en el edificio, los cuales fueron ubicados en cada piso de la forma más adecuada para que el comportamiento sísmico sea evaluado mediante el Análisis Espectral Modal y el Análisis No Lineal Historial Tiempo del refuerzo. estructura, y con ello cumple con los parámetros mínimos de la Norma Técnica Peruana y los criterios marcados por el Ing.
RESULTADOS Y DISCUSIONES
Resultados
- Descripción General de la Estructura
- Propiedades de los Materiales
- Descripción General de la Edificación
- Selección de Cargas Según N.T.P. E.020
- Parámetros Símicos de la Zona de Estudio
- Categoría, Sistema Estructural y Seguridad de la Edificación
- Análisis Modal Espectral
- Análisis sísmico del Sistema Existente con Disipadores SLB
- Análisis Tiempo Historia No Lineal
- Análisis e Interpretación de Resultados
Las tablas 85 y 86 muestran los valores obtenidos mediante análisis espectral modal, los cuales para el módulo I tienen una reducción del 71% para el último nivel correspondiente a los desplazamientos máximos en la dirección X durante la aplicación de calentadores SLB. Las tablas 87 y 88 muestran los valores obtenidos mediante análisis espectral modal, los cuales para el módulo II, tienen una reducción del 1% para el último nivel correspondiente a los desplazamientos máximos en la dirección X durante la aplicación de calentadores SLB. Las tablas 89 y 90 muestran los valores obtenidos del análisis espectral modal, que para el módulo III, tienen una reducción del 77% para el último nivel correspondiente a los desplazamientos máximos en la dirección X durante la aplicación de calentadores SLB.
Las tablas 91 y 92 muestran los valores obtenidos mediante análisis espectral modal; para el módulo I hay un aumento del 6% para el primer nivel correspondiente a la fuerza de corte dinámica en la dirección X al aplicar los calentadores SLB. Las tablas 95 y 96 muestran los valores obtenidos mediante análisis espectral modal; para el módulo III hay un aumento del 11% para el primer nivel correspondiente a la fuerza de corte dinámica en la dirección X al aplicar calentadores SLB.
Discusiones
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Conclusiones
La implementación de los disipadores SLB en los módulos analizados redujo sus periodos fundamentales. El porcentaje de disipación de energía de los disipadores de calor SLB se determinó en relación con la energía total de la estructura generada por el terremoto máximo con un período de retorno de 2500 años. El Módulo I y el Módulo III excedieron la deriva máxima en ambas direcciones durante la primera evaluación. La norma E.030 establece una deriva máxima de 0,007 (artículo 32) para estructuras de hormigón armado. El módulo I logró una deriva máxima en la dirección X de 0,022 y en la dirección Y de 0,022, el módulo III logró una deriva máxima en la
Por otro lado, el módulo II superó este límite sólo en la dirección Y y alcanzó una deriva máxima de 0,019. Los disipadores de calor redujeron la deriva del módulo I a 0,006 y 0,005 en la dirección X e Y respectivamente, para el módulo III a 0,005 y 0,004 en la dirección X e Y, reducida a 0,006. Se verificó que el corte dinámico no alcanzó el 90% del corte estático. Como resultado, fue necesario escalar el espectro de diseño (tablas 34, 35 y 36); según lo establecido en el artículo 29.4 de la norma E.030; estableciendo así la combinación de casos de diseño para los disipadores de calor y sus componentes en ambas direcciones.
Se realizó un análisis de costos para obtener un presupuesto referencial del proyecto de fortalecimiento del edificio de laboratorios de la Facultad de Energía, UNS, el presupuesto declarado asciende a S sin IVA; que incluye el 10% de gastos generales y el 7% de beneficio. Finalmente, los precios considerados en el ACU para los refrigeradores SLB fueron el precio promedio ponderado (ver anexos 09 y 10). El promedio de las fuerzas de corte y desplazamientos máximos obtenidos para los enfriadores SLB durante el análisis tiempo histórico se determinó mediante 7 pares de registros sísmicos en 3 módulos, obteniéndose valores promedio de desplazamientos menores a 3 cm; Por otro lado, este dato está respaldado por los valores medios de la fuerza operativa de los disipadores, que son inferiores a la fuerza máxima de flujo para cada tipo de disipador SLB.
Recomendaciones
2003) Plano estructural de hormigón armado de un edificio de nueve pisos en la ciudad de Piura. Diseño estructural de hormigón armado de un edificio de nueve pisos en la ciudad de Piura. 2012) Diseño estructural de un edificio con disipadores de energía y análisis sísmico comparativo entre un edificio convencional y un edificio con disipadores de energía para un sismo severo [Proyecto de tesis final, Universidad de Ciencias Aplicadas del Perú].
REFUERZO DE UNA ESTRUCTURA APORTADA CON TANQUE DE FLUIDOS VISCOSOS PARA UN MERCADO DE LA CIUDAD DE TRUJILLO (Tesis de Licenciatura). REFUERZO DE UNA ESTRUCTURA APORTADA CON TANQUE DE FLUIDOS VISCOSOS PARA UN MERCADO DE LA CIUDAD DE TRUJILLO (Tesis de Licenciatura). Tesis para título profesional, Universidad Nacional del Centro del Perú]. http://repositorio.uncp.edu.pe/handle/UNCP/5046. 8 de septiembre de 2021).
Aisladores sísmicos versus disipadores de energía. https://www.eymproductostecnicos.com/aisladoressismicos-vs-disipadores-de-energia. Determinación de técnicas de refuerzo para mejorar el comportamiento estructural de una edificación de uso mixto. Diseño estructural del edificio multifamiliar Las Flores del Golf de nueve plantas mediante disipadores de energía “Shear Link Bozzo”.
Evaluación y comparación del refuerzo de la sede de la PUCE Bahía, utilizando disipadores de energía tipo enlace de corte respecto al refuerzo con muros de corte. Diseño estructural de un edificio de cinco pisos con estructura metálica, utilizando disipadores sísmicos SLB.
ANEXOS
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197
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206
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