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Protección sísmica de una residencia de estudiantes con BCS
Sistema de Control de Base (BCS) para apartamento de estudiantes en Mendoza, Argentina
El Campus Mendoza de la Universidad Técnica Nacional de Argentina encargó en el año 2004 la construcción de un conjunto de edificios con el objetivo principal de brindar facilidades de alojamiento a sus estudiantes. La provincia de Mendoza está ubicada en la parte occidental de Argentina, en la región con mayor actividad sísmica del país. Dos de los edificios de dormitorios construidos en el Campus Mendoza fueron diseñados y construidos de manera idéntica. Uno de ellos debe colocarse en un sistema de protección contra terremotos.
El desafío
Tabla 1: Calificación Sísmica con Sismos registrados
La solución
Después de comparar los resultados de dos sistemas diferentes de protección contra terremotos, se tomó la decisión a favor del Sistema de Control de Base (BCS).
El edificio fue construido con armazones de hormigón armado y muros de mampostería armada. Sus dimensiones son de 8,2 por 8,7 m en planta, con una altura total de 8,6 m y un peso total de 3.200 kN.
El edificio cuenta con una viga periférica situada en la base cuya función es la transmisión de las cargas a los cuatro conjuntos de dispositivos de protección situados debajo de cada esquina de los cimientos del edificio. Cada conjunto de dispositivos consta de un elemento de resorte y un amortiguador viscoso (vea la imagen a continuación).
La frecuencia vertical es de unos 3,6 Hz y una relación de amortiguamiento de aproximadamente el 5 %. La frecuencia horizontal autorizada se eligió para aproximadamente 1,4 Hz con una relación de amortiguación superior al 20 %.
Datos técnicos:
Carga de diseño: 3.200 kN
Fuente de vibración: Sísmica
Frecuencia de soporte: 3,6 Hz
Solución GERB: Elementos de muelle pretensables y viscoamortiguador® como sistema de control de base (BCS)
El resultado
El diseño sísmico del edificio de apartamentos utilizando un Sistema de Control de Base (BCS) fue exitoso. Las mediciones durante un evento sísmico verificaron la eficiencia significativa del BCS en cuanto a la reducción de las demandas sísmicas en comparación con una estructura idéntica y desprotegida.
En 2006 fue posible medir la respuesta sísmica del edificio de base controlada en Mendoza en comparación directa con la estructura adyacente idéntica sin resorte ni amortiguadores, ya que ambos edificios están permanentemente equipados con acelerómetros sísmicos. Los acelerómetros registraron la respuesta debido a un terremoto de magnitud 5,7 que sacudió los edificios el 5 de agosto de 2006.
La comparación directa de los dos sistemas bajo este mismo evento sísmico con una aceleración máxima del suelo de aproximadamente 0,12 g mostró una reducción de la aceleración en la parte superior del edificio. En el edificio con sistema de control base, los valores de aceleración se reducen en más de 70 % como se muestra en los diagramas siguientes.
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Protección sísmica de una residencia de estudiantes con BCS
Sistema de Control de Base (BCS) para apartamento de estudiantes en Mendoza, Argentina
El Campus Mendoza de la Universidad Técnica Nacional de Argentina encargó en el año 2004 la construcción de un conjunto de edificios con el objetivo principal de brindar facilidades de alojamiento a sus estudiantes. La provincia de Mendoza está ubicada en la parte occidental de Argentina, en la región con mayor actividad sísmica del país. Dos de los edificios de dormitorios construidos en el Campus Mendoza fueron diseñados y construidos de manera idéntica. Uno de ellos debe colocarse en un sistema de protección contra terremotos.
Protección sísmica de una residencia de estudiantes con BCS
Sistema de Control de Base (BCS) para apartamento de estudiantes en Mendoza, Argentina
El Campus Mendoza de la Universidad Técnica Nacional de Argentina encargó en el año 2004 la construcción de un conjunto de edificios con el objetivo principal de brindar facilidades de alojamiento a sus estudiantes. La provincia de Mendoza está ubicada en la parte occidental de Argentina, en la región con mayor actividad sísmica del país. Dos de los edificios de dormitorios construidos en el Campus Mendoza fueron diseñados y construidos de manera idéntica. Uno de ellos debe colocarse en un sistema de protección contra terremotos.
El desafío
La aceleración máxima del suelo según la norma nacional es de 0,35 g y para la calificación sísmica se tuvieron que tener en cuenta todos los terremotos registrados, que se muestran en la Tabla 1. Se compararon dos sistemas diferentes de protección sísmica con la estructura desprotegida. Un sistema representaba un sistema típico de aislamiento de base 2D, con un soporte rígido vertical y una frecuencia horizontal de aproximadamente 0,4 Hz. El otro sistema consistía en resortes helicoidales de acero y amortiguadores viscosos, lo que proporcionaba flexibilidad y amortiguación en las tres direcciones. Como resultado de este estudio se recogieron y compararon todas las respuestas estructurales. Se prestó especial atención a las tensiones internas y a las demandas del subsuelo. La Universidad requirió una reducción significativa de, por ejemplo, las aceleraciones sísmicas y las tensiones internas del edificio con medidas de protección sísmica. Además, se previó la instalación de acelerómetros sísmicos en ambos edificios (con/sin medida de mitigación) para poder medir y comparar directamente el diferente comportamiento bajo carga sísmica.
La solución
Después de comparar los resultados de dos sistemas diferentes de protección contra terremotos, se tomó la decisión a favor del Sistema de Control de Base (BCS). El edificio fue construido con armazones de hormigón armado y muros de mampostería armada. Sus dimensiones son de 8,2 por 8,7 m en planta, con una altura total de 8,6 m y un peso total de 3.200 kN.
El edificio cuenta con una viga periférica situada en la base cuya función es la transmisión de las cargas a los cuatro conjuntos de dispositivos de protección situados debajo de cada esquina de los cimientos del edificio. Cada conjunto de dispositivos consta de un elemento de resorte y un amortiguador viscoso (vea la imagen a continuación).
La frecuencia vertical es de unos 3,6 Hz y una relación de amortiguamiento de aproximadamente el 5 %. La frecuencia horizontal autorizada se eligió para aproximadamente 1,4 Hz con una relación de amortiguación superior al 20 %.
Datos técnicos:
Carga de diseño: 3.200 kN
Fuente de vibración: Sísmica
Frecuencia de soporte: 3,6 Hz
Solución GERB: Elementos de muelle pretensables y viscoamortiguador® como sistema de control de base (BCS)
El desafío
La aceleración máxima del suelo según la norma nacional es de 0,35 g y para la calificación sísmica se tuvieron que tener en cuenta todos los terremotos registrados, que se muestran en la Tabla 1. Se compararon dos sistemas diferentes de protección sísmica con la estructura desprotegida. Un sistema representaba un sistema típico de aislamiento de base 2D, con un soporte rígido vertical y una frecuencia horizontal de aproximadamente 0,4 Hz. El otro sistema consistía en resortes helicoidales de acero y amortiguadores viscosos, lo que proporcionaba flexibilidad y amortiguación en las tres direcciones. Como resultado de este estudio se recogieron y compararon todas las respuestas estructurales. Se prestó especial atención a las tensiones internas y a las demandas del subsuelo. La Universidad requirió una reducción significativa de, por ejemplo, las aceleraciones sísmicas y las tensiones internas del edificio con medidas de protección sísmica. Además, se previó la instalación de acelerómetros sísmicos en ambos edificios (con/sin medida de mitigación) para poder medir y comparar directamente el diferente comportamiento bajo carga sísmica.
La solución
Después de comparar los resultados de dos sistemas diferentes de protección contra terremotos, se tomó la decisión a favor del Sistema de Control de Base (BCS). El edificio fue construido con armazones de hormigón armado y muros de mampostería armada. Sus dimensiones son de 8,2 por 8,7 m en planta, con una altura total de 8,6 m y un peso total de 3.200 kN.
El edificio cuenta con una viga periférica situada en la base cuya función es la transmisión de las cargas a los cuatro conjuntos de dispositivos de protección situados debajo de cada esquina de los cimientos del edificio. Cada conjunto de dispositivos consta de un elemento de resorte y un amortiguador viscoso (vea la imagen a continuación).
La frecuencia vertical es de unos 3,6 Hz y una relación de amortiguamiento de aproximadamente el 5 %. La frecuencia horizontal autorizada se eligió para aproximadamente 1,4 Hz con una relación de amortiguación superior al 20 %.
Datos técnicos
Design Load: 3,200 kN
Vibration Source: Seismic
Support frequency: 3.6 Hz
GERB solution: Prestressable spring elements and Viscodamper® as Base Control System (BCS)
El resultado
El diseño sísmico del edificio de apartamentos utilizando un Sistema de Control de Base (BCS) fue exitoso. Las mediciones durante un evento sísmico verificaron la eficiencia significativa del BCS en cuanto a la reducción de las demandas sísmicas en comparación con una estructura idéntica y desprotegida.En 2006 fue posible medir la respuesta sísmica del edificio de base controlada en Mendoza en comparación directa con la estructura adyacente idéntica sin resorte ni amortiguadores, ya que ambos edificios están permanentemente equipados con acelerómetros sísmicos. Los acelerómetros registraron la respuesta debido a un terremoto de magnitud 5,7 que sacudió los edificios el 5 de agosto de 2006.
La comparación directa de los dos sistemas bajo este mismo evento sísmico con una aceleración máxima del suelo de aproximadamente 0,12 g mostró una reducción significativa de la aceleración en la parte superior del edificio. En el edificio con sistema de control base, los valores de aceleración se reducen en más del 70 %, como se muestra en los diagramas siguientes.
El resultado
El diseño sísmico del edificio de apartamentos utilizando un Sistema de Control de Base (BCS) fue exitoso. Las mediciones durante un evento sísmico verificaron la eficiencia significativa del BCS en cuanto a la reducción de las demandas sísmicas en comparación con una estructura idéntica y desprotegida.
En 2006 fue posible medir la respuesta sísmica del edificio de base controlada en Mendoza en comparación directa con la estructura adyacente idéntica sin resorte ni amortiguadores, ya que ambos edificios están permanentemente equipados con acelerómetros sísmicos. Los acelerómetros registraron la respuesta debido a un terremoto de magnitud 5,7 que sacudió los edificios el 5 de agosto de 2006.
La comparación directa de los dos sistemas bajo este mismo evento sísmico con una aceleración máxima del suelo de aproximadamente 0,12 g mostró una reducción de la aceleración en la parte superior del edificio. En el edificio con sistema de control base, los valores de aceleración se reducen en más de 70 % como se muestra en los diagramas siguientes.
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