Diseño y evaluación del desempeño sísmico en el edificio "Residencial Samiria II" incorporando disipadores de energía de fluido viscoso en disposición diagonal sin modificar su diseño arquitectónico, Lima - 2020

Abstract

La presente investigación estudiara los sistemas de protección sísmica con disipadores de energía, dando énfasis al sistema de fluido viscoso en disposición diagonal, que se centra en desarrollar y mostrar todo el proceso de análisis, desempeño, diferencias entre un edificio sin y con disipadores de energía incorporando al edificio dual con uso multifamiliar y diseño de sistemas de protección sísmica modernos como lo son los disipadores sísmicos de fluido viscoso en disposición diagonal. El objetivo primario de esta investigación es el determinar cómo influye la incorporación de Disipadores de Fluido Viscoso en disposición diagonal en el control de la respuesta sísmica de la edificación, para tal efecto se realizó un estudio de las variables que se involucran en su desarrollo, así como la determinación del sistema estructural del edificio y elementos que conforman la estructura, la evaluación de irregularidades en planta y altura para las consideraciones estructurales. Además, determinar el factor R y los desplazamientos laterales de cada nivel, la obtención de los registros sísmicos compatibles para nuestras condiciones locales, escalatoria de los registros sísmicos a nuestro espectro de diseño normativo, análisis Tiempo Historia, determinación de las características de los disipadores, diseño de los Disipadores entre otras (Vela, 2011). Para tal fin se desarrollaron modelo matemático de la edificación en el software ETABS v18 (versión de prueba de 30 días). Los métodos utilizados para el cumplimiento de nuestros objetivos fueron analíticos a la edificación en estudio (Planos, estudio de suelos, entre otros.).Se concluye el proceso de análisis y diseño estructural de la edificación de uso multifamiliar (vivienda), la estructura ante el evento de un sismo severo, estará en la capacidad de soportar sin ninguna falla estructural y brindar el resguardo de vida y estabilidad global en la estructura principal que conforma la edificación, teniendo un daño de leve ha moderado reparable la estructura principal y ante un evento sísmico severo, en una estructura convencional sin disipadores de energía, la absorción de las fuerzas sísmicas lo realizan los muros estructurales (placas) y columnas que conforman la estructura principal, en un edificio con disipadores, son ellos los primeros en realizar la absorción sísmica dejando la diferencia a la estructura principal de la edificación y al suelo de fundación si se considerase el efecto de interacción sísmica suelo estructura con la finalidad de disminuir la fuerza sísmica generado en la estructura principal (Vargas, 2018). Los disipadores de energía fluido viscoso en disipación diagonal no alteran los periodos naturales de vibración ni las frecuencias en la edificación, manteniendo dichos valores estables en los diferentes modelos matemáticos elaborados en el presente estudio. La incorporación de disipadores viscosos logró satisfacer las necesidades estructurales y cumplir el requerimiento arquitectónico y otros requerimientos principales del proyecto en estudio. Finalmente los resultados de la evaluación económica basada en precios propuestos por el fabricante indican que el costo del sistema de amortiguamiento de fluido-viscoso en disposición diagonal en esta estructura y para este nivel de desempeño, está alrededor de los $ 112 600 para el edificio en estudio lo cual varía en otra edificación (Corrales, 2010).

This research will study seismic protection systems with energy dissipators, emphasizing the viscous fluid system in diagonal arrangement, which focuses on developing and showing the entire analysis process, performance, differences between a building without and with energy dissipators. incorporating the dual building with multi-family use and design of modern seismic protection systems such as viscous fluid seismic dissipators in diagonal arrangement. E The primary objective of this research is to determine how the incorporation of Viscous Fluid Dissipators in diagonal arrangement influences the control of the seismic response of the building, for this purpose a study of the variables that are involved in its development was carried out, thus such as the determination of the structural system of the building and elements that make up the structure, the evaluation of irregularities in plan and height for structural considerations. In addition, determining the R factor and the lateral displacements of each level, obtaining the compatible seismic records for our local conditions, scaling the seismic records to our regulatory design spectrum, Time History analysis, determining the characteristics of the dissipators, design of the Heatsinks among others (Vela, 2011). P For this purpose, a mathematical model of the building was developed in the ETABS v18 software (30-day trial version). The methods used to fulfill our objectives were analytical to the building under study (Plans, soil study, among others.). The process of analysis and structural design of the building for multifamily use (housing) is concluded, the structure in the event of a severe earthquake, will be able to withstand without any structural failure and provide the protection of life and global stability in the The main structure that makes up the building, having a slight damage, the main structure has been repairable, and in the event of a severe seismic event, in a conventional structure without energy dissipators, the absorption of seismic forces is carried out by the structural walls (plates) and columns that make up the main structure, in a building with dissipators, they are the first to carry out seismic absorption, leaving the difference to the main structure of the building and the foundation soil if the effect of seismic soil-structure interaction is considered in order to decrease the seismic force generated in the main structure (Vargas, 2018). The viscous fluid energy dissipaters in diagonal dissipation do not alter the natural periods of vibration or the frequencies in the building, keeping said values stable in the different mathematical models elaborated in the present study. The incorporation of viscous dissipators was able to satisfy the structural needs and meet the architectural requirement and other main requirements of the project under study. Finally, the results of the economic evaluation based on prices proposed by the manufacturer indicate that the cost of the fluid-viscous damping system in diagonal arrangement in this structure and for this performance level, is around $ 112,600 for the building in study which varies in another building (Corrales, 2010).