Análisis sísmico estructural comparativo entre edificios empotrados en su base y con aisladores de base tipo elastoméricos y friccionantes, para las microzonas Lacustre y Piedemonte de Bogotá

Comparative structural seismic análisis between fixed base buildings and with isolated at their base elastomeric and friction buildings types for microzones Lacustre and Piedemonte in Bogotá

dc.contributorSandoval Leal, Juan Manuel
dc.creatorSilva Ribón, Hugo Alfredo
dc.date2023-05-29T21:07:44Z
dc.date2023-05-29T21:07:44Z
dc.date2022-09-19
dc.date.accessioned2023-09-06T17:59:15Z
dc.date.available2023-09-06T17:59:15Z
dc.identifierhttp://hdl.handle.net/10654/44015
dc.identifierinstname:Universidad Militar Nueva Granada
dc.identifierreponame:Repositorio Institucional Universidad Militar Nueva Granada
dc.identifierrepourl:https://repository.unimilitar.edu.co
dc.identifier.urihttps://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/8693729
dc.descriptionEste estudio contempló la revisión de la literatura y antecedentes sobre los principios del aislamiento sísmico en la base, para la compresión de los objetivos de este tipo de medida de protección contra los efectos adversos de los terremotos. Se estableció una propuesta de metodología que con miras a definir un procedimiento de diseño por cada tipo de dispositivo según el material y naturaleza del mecanismo de trabajo. Se desarrollaron en total 18 modelos matemáticos, usando cuatro tipos de análisis sísmicos, ELF, RSA, NLSP, THNLA, en las etapas de predimensionamiento, análisis, diseño y verificación de desempeño estructural, se definieron parámetros de comparación o control, para cotejar la eficiencia de los sistemas de aislamiento en 18 modelos matemáticos entre ellos mismos y estructuras empotradas en la base en dos microzonas sísmicas de la ciudad de Bogotá D.C. Los sistemas de aislación reducen efectivamente en comparación a una estructura en base fija, aceleraciones, desplazamientos relativos, cortantes y fuerzas sísmicas por piso y en la base, gracias al aumento del periodo de la edificación y del amortiguamiento, sin embargo, es más efectivo en la microzona Piedemonte C por los efectos locales del tipo de suelo. Luego de la selección del sistema de aislación más conveniente según los resultados y valores de los parámetros de comparación, se realizó el diseño estructural, donde se definieron secciones y refuerzos definitivos de los elementos estructurales y posterior a ello la generación de las propiedades de las rótulas a asignarse para la verificación del desempeño sísmico y comportamiento del diseño estructural, tanto de los modelos con base fija mediante el NLSP, como de los modelos aislados a través de THNLA para ambas microzonas. El desempeño sísmico fue satisfactorio para la microzona Piedemonte C para modelos aislados y con base fija, teniendo presente que el aislado se encuentra en un nivel IO para sismo máximo considerado mientras que el fijo en la base en LS. En la microzona Lacustre 200 el diseño del modelo con base fija no fue satisfactorio para los requisitos de desempeño de la normativa, el modelo en base aislada presenta también un incremento en el desempeño, pero se encontraron alrededor del 0.4% de formación de rótulas en columnas en nivel >CP, lo que indica que hay que ser cuidadosos con las propiedades de los suelos locales, porque los aisladores en suelos blandos tienden a amplificar los efectos de los movimientos del terreno.
dc.descriptionTabla de Contenido Capítulo 1 Introducción 1 1.1. Planteamiento del problema 2 1.2. Justificación 2 1.3. Objetivos 3 1.3.1. Objetivo General 3 1.3.2. Objetivos Específicos 4 Capítulo 2 Antecedentes y Estado del Arte 5 2.1 Antecedentes del proyecto. 5 2.2 Marco conceptual 6 2.2.1 Ingeniería Sísmica en Colombia. 6 2.2.2 Aislación Sísmica. 21 2.3 Estado del arte 27 Capítulo 3 Marco Teórico 31 3.1 NEHRP RECOMMENDED PROVISIONS FOR SEISMIC REGULATIONS FOR NEW BUILDINGS — PROVISIONS AND COMMENTARY. 31 3.2 ANÁLISIS POR DESEMPEÑO. 40 Capítulo 4 (Metodología/Desarrollo/Materiales Y Métodos/Diseño Experimental) 47 4.1 Desarrollo de objetivos 47 4.1.1 Modelos Grados de Libertad 47 4.1.2 Metodologías de Diseño Sistemas de Aislación 68 4.1.3 Selección y tratamiento de señales para análisis no lineal tiempo - historia. 147 4.1.4 Análisis dinámico y diseño sísmico según lo establecido en la NSR – 10 para estructuras empotradas en la base (análisis modal espectral). 160 Capítulo 5 RESULTADOS 187 5.1 Configuración Sistema de Aislación. 187 5.2 Parámetros comparativos edificaciones con base fija y con sistemas aislados. 191 5.3 Diseño de la estructura con base aislada. 220 5.4 Desempeño Edificaciones con Base Fija. 224 5.5 Desempeño Edificaciones con Base Aislada. 237 Capítulo 6 Conclusiones y Recomendaciones 258 Bibliografía 263 Apéndice 280 Anexos 285
dc.descriptionThis study took a look at the state of the art on the principles of seismic isolation in the base, for the understanding of the principles of this type of protection measure against the adverse effects of earthquakes. A methodology proposal was established that contemplated the design procedure for each type of device according to the material and nature of the work mechanism. A total of 18 mathematical models were developed, using four types of seismic analysis, ELF, RSA, NLSP, THNLA, in predimention’s stage, analysis, design and verification of structural performance, control parameters were defined, to compare the efficiency of the isolation systems in 18 mathematical models between themselves and structures embedded in the base in two seismic microzones of the city of Bogotá D.C. Compared to a fixed base structure, the isolation systems effectively reduce accelerations, relative displacements, shears and seismic forces per floor and at the base, thanks to the increase in the period of the building and the damping, however, it is more effective in the Piedemonte C microzone due to the local effects of soil type. After the selection of the most convenient isolation system according to the results and values of the comparison parameters, the structural design was developed, where definitive sections and reinforcements of the structural elements were defined and after that, the generation of the properties of the hinges. to be assigned for the verification of the seismic performance and behavior of the structural design, both of the fixed base models through the NLSP, and in the isolated models through THNLA for both microzones. The seismic performance was satisfactory for the Piedemonte C microzone for isolated and fixed base models, considering in mind that the isolated model is at an IO level for the maximum considered earthquake while the fixed base is at LS. In the Lacustre 200 microzone, the design of the model with a fixed base was not satisfactory for the performance requirements of the regulations, the model with an isolated base also presented an increase in performance, but around 0.4% formation of hinges in columns was found in level >CP, which indicates that the structural engineer must be proceed carefully with the properties of local soils, because isolators in soft soils tend to amplify the effects of ground movements.
dc.descriptionMaestría
dc.formatapplicaction/pdf
dc.formatapplication/pdf
dc.languagespa
dc.publisherMaestría en Ingeniería Civil
dc.publisherFacultad de Ingeniería
dc.publisherUniversidad Militar Nueva Granada
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dc.rightshttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rightshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International
dc.rightsAcceso abierto
dc.subjectTERREMOTOS
dc.subjectbase isolation
dc.subjectfriction isolators
dc.subjectelastomeric isolators
dc.subjectisolation system seismic performance
dc.subjectseismic isolator
dc.subjectaislación basal
dc.subjectaisladores fricción
dc.subjectaisladores elastoméricos
dc.subjectdesempeño sísmico sistema de aislación
dc.subjectaislador sísmico
dc.titleAnálisis sísmico estructural comparativo entre edificios empotrados en su base y con aisladores de base tipo elastoméricos y friccionantes, para las microzonas Lacustre y Piedemonte de Bogotá
dc.titleComparative structural seismic análisis between fixed base buildings and with isolated at their base elastomeric and friction buildings types for microzones Lacustre and Piedemonte in Bogotá
dc.typeTesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestría
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/masterThesis
dc.typehttp://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersion
dc.coverageCalle 100


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