Mitigating the adverse effects of internal lateral impacts in structures equipped with frictional isolators
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Date
2022
Authors
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Abstract
Esta tesis investiga dos alternativas para mitigar los problemas generados por impactos laterales internos en estructuras equipadas con aisladores friccionales. El aislamiento sísmico representa una de las mejores alternativas en la protección de estructuras. Los terremotos extremos que inducen impactos laterales internos entre los deslizadores de los dispositivos de fricción y los bordes de contención de las superficies de deslizamiento ponen en peligro los beneficios del usar esta tecnología. La primera parte de esta investigación evalúa el uso de aisladores de curvatura variable con comportamiento de endurecimiento suave como estrategia para mitigar los efectos adversos de los impactos internos. Aunque el uso de aisladores de endurecimiento suave disminuye la probabilidad de observar impactos internos o disminuye su intensidad, en algunos casos, el empleo de estos dispositivos puede disminuir el desempeño sísmico de las estructuras con asilamiento sísmico. Impulsado por esta limitación, la segunda parte de este estudio presenta un nuevo aislador. El Péndulo de Fricción Cóncavo Doble Resistente al Impacto Lateral (LIR-DCFP) tiene un deslizador interno mejorado. La presencia de una interfaz plana de alta fricción dentro del deslizador interno proporciona un mecanismo para limitar la fuerza máxima durante un impacto interno. Más aún, debido a la presencia de un gap interno, se genera una fuente adicional de disipación de energía. La última parte de esta investigación presenta un análisis paramétrico integral con el objetivo de determinar las propiedades estructurales que resaltan los beneficios del uso de dispositivos LIR-DCFP. Los aisladores LIR-DCFP se recomiendan para estructuras diseñadas para comportarse esencialmente elásticas si no se supera la capacidad lateral del sistema de aislamiento. Si la respuesta no lineal de la superestructura se presenta incluso en ausencia de impactos internos, se sugiere usar el nuevo aislador para estructuras rígidas o para edificios con una rigidez post-fluencia relativamente alta. Reducciones de hasta un 20% en las probabilidades de exceder los umbrales de demanda de ductilidad se logran mediante el uso de rodamientos LIR-DCFP.
Description
Tesis (Doctor in Engineering Sciences)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2022
Tesis (Dottore in Ingegneria Civile e Ambientale)--Politecnico di Torino, 2022
Tesis (Dottore in Ingegneria Civile e Ambientale)--Politecnico di Torino, 2022
Keywords
Aislamiento sísmico, Formulación tridimensional, Sistema Péndulo de Fricción, Aislador LIR-DCFP, Impacto lateral interno, Interfaz de alto roce, Confiabilidad sísmica, Demanda de ductilidad