República Bolivariana de Venezuela

Ministerio del Poder Popular para la Defensa

Universidad Nacional Experimental De la Fuerza Armada

Núcleo: Miranda

Extensión: Santa Teresa del Tuy

Catedra: Ingeniería Sísmica

Profesor: Bachiller:

Alfonso Sciarretta Maygret Briceño C.I: 18.440.769

Retrofit Antisísmico

INTRODUCCIÓN

Se ha reconocido la necesidad de cambiar métodos de diseño sismorresistente, para tener un control del desempeño estructural, y por eso se han incorporado nuevos conceptos que buscan mantener las funciones y conservar las propiedades, además de evitar la pérdida de vidas. Con ventajas de representación visual, se han desarrollado métodos basados en la interacción del análisis estático no lineal  con los espectros de respuesta elástica e inelástica.

Ahora se incorporan los efectos de los modos superiores y el análisis 3-D, y reconociendo que todos los fenómenos de carga y resistencia son aleatorios por naturaleza, se puntualizan las soluciones en términos de probabilidades condicionadas de las aceleraciones máximas, las derivas laterales, el estado de los daños,  las pérdidas esperadas y las variables de decisión para los niveles posibles. A la luz de estos conocimientos, se proponen los mecanismos para aplicar el diseño sismorresistente basado en desempeño, buscando la participación de profesionales, dueños, promotores de proyectos de ingeniería, constructores y la sociedad en general.

RETROFIT ANTISÍSMICO

El retrofit antisísmico consiste en aportar modificaciones a las estructuras existentes para darles mayor resistencia a la actividad sísmica, al movimiento del terreno, a la apertura de una falla o al derrumbe de un terreno a causa de un terremoto.

En el idioma Español podemos decir que Retrofit equivale a readecuación, rehabilitación, reparación, etc. Siempre implica un trabajo a realizar a fin de efectuar un cambio positivo en la edificación en su desempeño.

A veces sucede que se cambia la normativa de un país y las edificaciones quedan por debajo de ella. Esto puede ocurrir no solo en el Diseño sísmico sino también en el Diseño contra vientos.

Particularmente en Estados Unidos se ha determinado que el costo de habilitación o Retrofit significa solo un 10% del costo del daño que ocurriría si no se hiciera y ocurriera un evento sísmico de Diseño por lo que es juicioso invertir en las edificaciones con deficiencias a fin de además de preservar vidas, evitar inversiones cuantiosas no previstas.

TÉCNICAS DEL RETROFIT

Puesta en tensión por la parte externa

Aisladores en la base

Disipadores sísmicos

Amortiguadores de masa "sintonizados"

Tanque "slosh"

Sistemas de control activo

Añadido de soportes estructurales o refuerzos adicionales "ad hoc"

Conexiones entre edificios y nuevas "alas" añadidas para expandirlos

Refuerzos externos a los edificios

Columnas de hormigón armado externas

Columnas externas en estructura portante de acero (infill shear trusses)

Estructuras masivas exteriores

Aisladores en la base

Básicamente, el aislamiento sísmico es una técnica que consiste en desacoplar una estructura del suelo, colocando un mecanismo entre la cimentación de la estructura y el suelo.

El aislamiento sísmico es una técnica de control que puede ser pasivo o combinado con sistemas de amortiguamiento u otras técnicas de control esto se conoce como aislamiento inteligente.

ALGUNO DE LOS EJEMPLOS DE LAS TECNICAS DE RETROFIT

Disipadores de   energía   sísmica :  absorben la energía del movimiento y la convierten en calor disipándola, y de esta forma, logran "amortiguar" o "descargar" los efectos de resonancia en estructuras que están conectadas en modo rígido al terreno. Tanque "slosh": consiste en un gran tanque de agua colocado aproximadamente en la última planta de un edificio. Durante un terremoto, el fluido en este tanque se mueve en la dirección paralela a las ondas sísmicas, gracias a su masa el agua    puede cambiar el periodo de oscilación, oponiéndose a que el edificio entre en un periodo de oscilación y cause daños.

Aislador sísmico: consiste en una serie de dispositivos estructurales dispuestos en la parte inferior de un edificio que lo separa del suelo sustancialmente, de esta manera se reducen las fuerzas aplicadas del sismo sobre el edificio y así evitar daños en la estructura.

Amortiguador de masa: es un sistema de absorción de vibraciones mediante un balancín colgante. Los amortiguadores de masa absorben las vibraciones de los terremotos, tráfico y principalmente viento.

CARACTERÍSTICAS DE LOS AISLADORES EN LA BASE

El aislamiento de base es la herramienta más potente de la ingeniería sísmica permitiendo un control pasivo de la vibración de la estructura.Los sistemas de aislamiento de base consisten en unidades de aislamiento con o sin componentes de aislamiento. Esta tecnología puede ser usada en el diseño estructural y también se puede realizar en edificios ya existentesBasta con crear una planta para darle rigidez, lo que sería un diafragma donde asentar los aisladores y reservar un espacio para los previsibles desplazamientos de los edificios.

LAS UNIDADES DE AISLAMIENTO

Son elementos básicos del aislamiento de base que se encargan de ejercer el efecto de desacoplamiento entre el edificio y la cimentación.

LOS COMPONENTES DE AISLAMIENTO

Son la conexión entre las unidades de aislamiento y las partes que no están desacopladas.

TANQUE SLOSH  "Slosh Tank"

En dinámica de fluidos, slosh se refiere a la circulación de líquido dentro de otro objeto (que es, por lo general, también sujeto a un movimiento). Se ha vuelto común para referirse a movimiento de líquido en un depósito completamente lleno, es decir, sin una superficie libre. Esta es una técnica de rehabilitación de las estructuras con diversas finalidades.

Entre ellas:

-Reparación de una estructura con defectos de diversos tipos incluyendo danos sísmicos.

-Habilitar una edificación a fin de hacerla cumplir con una normativa nueva.

-Habilitar la edificación para cambiar su uso.

TECNICAS QUE SE USAN PARA APLICAR UN RETROFIT

Reposición de materiales: Es cuando quitamos el material dañado y lo sustituimos. Esto es típico de elementos corroídos, agrietados, etc.

Reforzamientos: Uso de fibra de carbono o encamisados con tolas o presillas (angulares). Las fibras pueden aumentar la resistencia, no así la rigidez de la sección. La tola logra ambos efectos.

Colocación o inserción de elementos estructurales adicionales.

Eliminación de elementos o cambio de su trabajo. A veces queremos evitar efectos indeseables como columnas cortas y debemos separar el muro de la columna, etc.

Inserción de dispositivos como aisladores de base, disipadores de energía, etc. Esto permite minimizar el efecto del sismo sobre la edificación.

Fijación de elementos que al caer pueden afectar a las personas.

Finalmente, debemos añadir que no es correcto decir Diseño Antisísmico sino Diseño Sismorresistente ya que al decir antisísmico estamos admitiendo que la edificación no es vulnerable a estos eventos y eso hasta ahora no se puede decir con certeza.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

En nuestro país los cambios normativos han impulsado

continuamente iniciativas para alcanzar mejores desempeños

sismorresistentes de las construcciones y su orientación se ha hecho

conforme a los adelantos que se han tenido otros países de mayor

experiencia sísmica. Las pautas de desempeño estructural han tenido un

carácter enunciativo principalmente en los comentarios de las normas.

Los niveles de desempeño y los daños aceptables deben quedar previamente establecidos, tomando en cuenta el estado del conocimiento, la experimentación y las experiencias adquiridas por las diferentes edificaciones, durante la ocurrencia de los terremotos, desde los sismos menores hasta los  más severos, para cubrir todas las eventualidades que puedan afectar a los elementos estructurales, a los no-estructurales y a los contenidos  de las edificaciones y al subsuelo en sitio.

Hay suficientes metodologías de diseño, todas ellas fundamentadas más en el control de los desplazamientos que en el diseño por fuerzas. Los problemas del diseño sismorresistente se han encaminado a confrontar las demandas sísmicas para condiciones de amenaza probable con las curvas de capacidad estructural obtenidas con métodos cada vez más exigentes.

Es necesario complementar los estudios para que las ciudades principales del país tengan sus curvas de amenaza sísmica acordes con la sismicidad específica y con los accidentes tectónicos correspondientes a su entorno.

Para la rehabilitación estructural de los edificios existentes se aplican las mismas bases y estrategias conceptuales, existiendo la gran posibilidad de incorporar las diversas tecnologías impuestas por el desarrollo de la investigación en este campo.

El estado del conocimiento en el área del diseño sismorresistente basado en desempeño, se amplía hacia los análisis probabilísticos de las diversas variables influyentes consideradas como aleatorias, para tener una predicción más adecuada de los desempeños y de las pérdidas ocasionadas.