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ASISTENCIA TÉCNICA - ÁREA DE INGENIERÍA ESTRUCTURAL ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL

INFORME FOLIO 2017-PUCV-LEIC-IE-1030

ENSAYO PROTOTIPO AISLADOR TIPO AFR4020-800/450-N1 PROTOTIPO-2

Sistemas de Protección Dinámicos SpA.

19 de mayo de 2017 El presente informe o certificado consiste en el resultado de ensayos, calibración y/o inspección técnica específica acotados únicamente a un sistema estructural, a partes y piezas, a instrumentos o dispositivos específicos, lo que no faculta al solicitante a afirmar que han sido productos o partidas de productos diferentes de los sometidos a estudio han sido certificados por la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso, ni tampoco faculta al solicitante a reproducir en forma alguna el nombre o logo de la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso, salvo que exista una autorización previa, explícita, por escrito y vigente. El presente documento no exime de responsabilidad al (los) ingeniero(s), institución(es), empresa(s), fundaciones(s) y profesional(es) involucrado(s) en el (los) proyecto(s) en que se utilicen los resultados aquí presentados. ESTE DOCUMENTO ESTÁ PROTEGIDO POR LA LEY Nº 17.336 SOBRE PROPIEDAD INTELECTUAL: TODA REPRODUCCIÓN O USO NO AUTORIZADO EXPRESAMENTE POR EL AUTOR O NO CONSIDERADO EN EL ACUERDO CONTRACTUAL ENTRE LAS PARTES ESTÁ PENADO POR LEY”.

Informe Folio 2017-PUCV-LEIC-IE-1030

El presente informe o certificado consiste en el resultado de ensayos, calibración y/o inspección técnica específica acotados únicamente a un sistema estructural, a partes y piezas, a instrumentos o dispositivos específicos, lo que no faculta al solicitante a afirmar que han sido productos o partidas de productos diferentes de los sometidos a estudio han sido certificados por la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso, ni tampoco faculta al solicitante a reproducir en forma alguna el nombre o logo de la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso, salvo que exista una autorización previa, explícita, por escrito y vigente. Escuela de Ingeniería Civil - Avenida Brasil 2147, 3er piso. Valparaíso, Chile - Fono (+56-32) 227 38 91- Fax (+56-32) 227 3602 - www.eic.ucv.cl

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1. Información general

Mandante : - Solicitante : Sistemas de Protección Dinámicos SpA. Fabricante : Sistemas de Protección Dinámicos SpA. Proyecto : Edificio Vanguardia Tipo de ensayo : Prototipo

Especificaciones técnicas

:

Reglamento Argentino para Construcciones Sismorresistentes Parte I. INPRES CIRSOC 103 (Ministerio de Planificación Federal et al. 2013). ASCE7-2005. Cap. 17 (American Society of Civil Engineers, 2005) Propuesta de Ensayos Edificio Vanguardia (C. E. Seguín, 2014)

Descripción ensayo :

Secuencia de ensayos dinámicos que combinan la acción de carga vertical constante y carga horizontal cíclica aplicada a partir de la imposición de desplazamientos correspondientes a diferentes niveles de solicitación sobre el dispositivo en conformidad con lo establecido en el cap. 17 del ASCE7-2005, seguido de un ensayo

de carga estática máxima. Las cargas verticales (P), desplazamientos () y repeticiones (ciclos) se indican en la Tabla 3.1.

Laboratorio : Ensayos Industriales SpA Fecha de ensayo : 22, 23, 24 de marzo de 2017 y 18 de abril de 2017

2. Características de la probeta

Tipo : Aislador Friccional Rotulado Material base : Acero inoxidable Despl. máximo (mm) : 400 Radio de curvatura (mm) : 2000 Grupo : Prototipos ID probeta : AFR4020-800/450-N1 PROT2 ID probetas del grupo : AFR4020-800/450-N1 PROT1; AFR4020-800/450-N1 PROT2

3. Especificaciones del ensayo

Código(s) Norma(s) Protocolo(s)

: ASCE7-2005. Cap. 17 (American Society of Civil Engineers, 2005)

Propuesta de Ensayos Edificio Vanguardia (C. E. Seguín, 2014)

Rango temperatura admisible

: No aplica

http://www.eic.ucv.cl/



3

Tabla 3.1. Cargas y desplazamientos para ensayo de prototipos aisladores AFR4020-800/450-N1

# Ensayo1 Ref. ASCE7

P estático

(tonf) P dinámico

(tonf) # Ciclos

(mm)

Aplicabilidad

1 17.8.2.2-1 - 210.7 20 - NO APLICA

2 17.8.2.2-2Amp - 0.0 3 44.5 NO APLICA

3 17.8.2.2-2 - 210.7 3 44.5 APLICA

4 17.8.2.2-2Amp - 473.1 3 44.5 APLICA

5 17.8.2.2-2Amp - 0.0 3 89.1 NO APLICA

6 17.8.2.2-2 - 210.7 3 89.1 APLICA

7 17.8.2.2-2Amp - 473.1 3 89.1 APLICA

8 17.8.2.2-2Amp - 0.0 3 178.1 NO APLICA

9 17.8.2.2-2 - 210.7 3 178.1 APLICA

10 17.8.2.2-2Amp - 473.1 3 178.1 APLICA

11 17.8.2.2-4 - 210.7 13 195.9 APLICA

12 17.8.2.2-2Amp - 0.0 3 357.8 NO APLICA

13 17.8.2.2-2 - 210.7 3 357.8 APLICA

14 17.8.2.2-2Amp - 473.1 3 357.8 APLICA

15 17.8.2.2-3 - 210.7 3 393.6 APLICA

16 17.8.2.5 0.0 - - 393.6 NO APLICA

17 17.8.2.5 535.2 - - 393.6 APLICA

1 Numeración dada a los ensayos en este informe no necesariamente coincide con la numeración indicada en “Propuesta de Ensayos Edificio Vanguardia” (C. E. Seguín, 2014).




4

4. Criterios de aceptación

La probeta es sometida a esfuerzo de compresión nominal para simultáneamente aplicar al menos 3 ciclos sinusoidales (con reversibilidad completa) de desplazamiento horizontal con la amplitud nominal en conformidad con lo indicado en Tabla 3.1.

Según lo establecido en 17.8.4 de ASCE7-2005, para que el prototipo sea aceptado se debe cumplir lo indicado en la Tabla 4.1.

Tabla 4.1. Objetivos del dispositivo de aislación sísmica y criterios de aceptación de prototipo

Sección norma

ASCE7-2005 Objetivo

17.8.4-1 Las curvas fuerza-deformación (curvas de histéresis) deben tener incrementos de fuerza ante incrementos de desplazamiento (no debe existir plastificación)

17.8.4-2a

Para cada ensayo dinámico detallado en la sección 17.8.2.2 (ver Tabla 3.1), la variación de la rigidez efectiva (Kef) de cada ciclo del ensayo no puede ser mayor que un 15% del valor promedio del ensayo para dicha rigidez, es decir:

|𝐾𝑒𝑓 𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜 −𝐾𝑒𝑓 𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 𝑒𝑛𝑠𝑎𝑦𝑜

𝐾𝑒𝑓 𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 𝑒𝑛𝑠𝑎𝑦𝑜 | ≤ 15%

17.8.4.2b

Para cada ensayo dinámico detallado en la sección 17.8.2.2 (ver Tabla 3.1), la variación de la rigidez efectiva (Kef) de cada ciclo del ensayo de un prototipo no puede ser mayor que un 15% del valor promedio de la rigidez efectiva para el mismo ciclo de ensayo considerando ambos prototipos, es decir:

|𝐾𝑒𝑓 𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜 −𝐾𝑒𝑓 𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 𝑝𝑟𝑜𝑡𝑜𝑡𝑖𝑝𝑜𝑠 𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜

𝐾𝑒𝑓 𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 𝑝𝑟𝑜𝑡𝑜𝑡𝑖𝑝𝑜𝑠 𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜 | ≤ 15%

17.8.4-3

Para cada ensayo dinámico detallado en la sección 17.8.2.2 (ver Tabla 3.1), la variación de la rigidez efectiva (Kef) de cada ciclo del ensayo de un prototipo no puede ser mayor que un 20% del valor de la rigidez efectiva inicial (para el primer ciclo del ensayo), es decir:

|𝐾𝑒𝑓 𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜 −𝐾𝑒𝑓 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙

𝐾𝑒𝑓 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 | ≤ 20%

17.8.4-4

Para cada ensayo dinámico detallado en la sección 17.8.2.2 (ver Tabla 3.1), la disminución

del coeficiente de amortiguamiento efectivo (ef) de cada ciclo del ensayo de un prototipo no puede ser mayor que un 20% del valor de la coeficiente de amortiguamiento efectivo inicial (para el primer ciclo del ensayo), es decir:

𝜉𝑒𝑓 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙−𝜉𝑒𝑓 𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜

𝜉𝑒𝑓 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 ≤ 20%

17.8.4-5 Para el ensayo detallado en 17.8.2.5 (# ensayo 16 y 17, Tabla 3.1) el sistema de aislación debe permanecer estable.




5

5. Resultados

En conformidad con lo indicado en la Tabla 3.1, en las secciones 5.1 a 5.10, se presentan las Tablas 5.1 a 5.10 con los resultados de los ensayos 3, 4, 6, 7,9, 10, 11, 13, 14 y 15 respectivamente, en términos de frecuencia de ensayo desplazamiento y fuerza máxima registrados en cada dirección de ensayo, rigidez secante o efectiva (Kef) obtenida según ecuación 17.8-1 (ASCE7-2005) la energía histerética disipada por ciclo (Eloop o EH) obtenida como la integral de la curva de histéresis en cada ciclo (Figuras 5.1 a 5.12) y la el coeficiente de amortiguamiento

efectivo (ef) obtenida según ecuación 17.8-2 (ASCE7-2005). Por su parte en la sección 5.11, se presentan las observaciones de correspondientes al ensayo 17 (ver tabla 3.1).

5.1. Ensayo 3. P dinámico=210.7tonf, nominal=44.5mm

Tabla 5.1. Resultados ensayo P dinámico=210.7tonf, nominal=44.5mm

Ciclo Frec. Ensayo

(Hz) +

máx

(mm)

F+máx

(tonf) -

máx

(mm)

F-máx

(tonf) Kef

(tonf/cm) EH (kJ)

ef (%)

1 0.1010 58.26 11.51 -54.93 -18.83 2.68 18.70 35.36

2 0.1000 58.42 10.93 -55.09 -17.85 2.54 17.20 34.19

3 0.1010 58.48 10.55 -55.19 -17.39 2.46 15.80 32.30

Prom. 0.1007 58.39 11.00 -55.07 -18.02 2.56 17.24 33.95

Figura 5.1. Curva de histéresis para ensayo P dinámico=210.7tonf, nominal=44.5mm.




6


Tabla 5.2. resultados ensayo P dinámico=473.1tonf, nominal=44.5mm

Ciclo Frec. Ensayo

(Hz) +

máx

(mm)

F+máx

(tonf) -

máx

(mm)

F-máx

(tonf) Kef

(tonf/cm) EH (kJ)

ef (%)

1 0.1010 55.70 25.13 -52.05 -30.12 5.13 28.29 30.85

2 0.1000 55.80 24.12 -52.17 -29.45 4.96 26.31 29.53

3 0.1000 55.87 23.61 -52.20 -29.06 4.87 25.11 28.63

Prom. 0.1003 55.79 24.29 -52.14 -29.54 4.99 26.57 29.67





7



Ciclo Frec. Ensayo

(Hz) +

máx

(mm)

F+máx

(tonf) -

máx

(mm)

F-máx

(tonf) Kef

(tonf/cm) EH (kJ)

ef (%)

1 0.1010 93.77 12.27 -86.39 -23.85 2.00 25.69 25.63

2 0.1000 93.77 11.89 -86.41 -23.55 1.97 24.72 25.13

3 0.1010 93.84 11.73 -86.48 -23.33 1.94 24.04 24.69

Prom. 0.1007 93.79 11.97 -86.43 -23.58 1.97 24.82 25.15





8



Ciclo Frec. Ensayo

(Hz) +

máx

(mm)

F+máx

(tonf) -

máx

(mm)

F-máx

(tonf) Kef

(tonf/cm) EH (kJ)

ef (%)

1 0.1000 90.28 29.52 -82.18 -40.41 4.05 40.17 21.63

2 0.1000 90.33 29.29 -82.15 -40.21 4.03 38.98 21.11

3 0.1000 90.30 29.13 -82.22 -39.92 4.00 38.14 20.78

Prom. 0.1000 90.30 29.31 -82.18 -40.18 4.03 39.10 21.17





9



Ciclo Frec. Ensayo

(Hz) +

máx

(mm)

F+máx

(tonf) -

máx

(mm)

F-máx

(tonf) Kef

(tonf/cm) EH (kJ)

ef (%)

1 0.0118 186.87 38.08 -181.71 -26.96 1.76 86.72 23.48

2 0.0118 186.93 37.28 -181.89 -26.44 1.73 81.56 22.53

3 0.0117 186.93 36.77 -181.91 -26.04 1.70 78.40 21.97

Prom. 0.0117 186.91 37.38 -181.84 -26.48 1.73 82.23 22.66





10



Ciclo Frec. Ensayo

(Hz) +

máx

(mm)

F+máx

(tonf) -

máx

(mm)

F-máx

(tonf) Kef

(tonf/cm) EH (kJ)

ef (%)

1 0.0118 181.87 71.20 -175.20 -58.29 3.63 135.81 19.07

2 0.0118 181.83 70.00 -175.21 -57.50 3.57 127.78 18.22

3 0.0118 181.82 69.77 -175.13 -57.25 3.56 123.36 17.66

Prom. 0.0118 181.84 70.32 -175.18 -57.68 3.59 128.99 18.32





11



Ciclo Frec. Ensayo

(Hz) +

máx

(mm)

F+máx

(tonf) -

máx

(mm)

F-máx

(tonf) Kef

(tonf/cm) EH (kJ)

ef (%)

1 0.0118 199.98 40.32 -196.01 -30.49 1.79 97.14 22.49

2 0.0118 200.08 39.64 -196.16 -29.60 1.75 90.86 21.50

3 0.0118 200.12 39.19 -196.21 -29.01 1.72 86.77 20.84

4 0.0118 200.19 38.81 -196.27 -28.61 1.70 83.84 20.36

5 0.0117 200.16 38.54 -196.32 -28.27 1.68 81.58 19.99

6 0.0118 200.06 39.00 -196.19 -29.07 1.72 89.49 21.54

7 0.0118 200.16 38.46 -196.33 -28.38 1.69 84.00 20.58

8 0.0118 200.19 38.19 -196.35 -27.98 1.67 80.77 19.98

9 0.0118 200.20 37.89 -196.44 -27.70 1.65 78.64 19.62

10 0.0117 200.24 37.74 -196.45 -27.42 1.64 76.77 19.28

11 0.0118 200.17 38.48 -196.35 -27.93 1.67 83.74 20.64

12 0.0118 200.24 38.06 -196.49 -27.54 1.65 78.74 19.64

13 0.0118 200.27 37.70 -196.50 -27.27 1.64 76.21 19.19

Prom. 0.0118 200.16 38.62 -196.31 -28.41 1.69 83.73 20.43

Figura 5.7. Curva de histéresis para ensayo P dinámico=210.7tonf, nominal=195.9mm, ciclos 1 a 5.




12






13



Ciclo Frec. Ensayo

(Hz) +

máx

(mm)

F+máx

(tonf) -

máx

(mm)

F-máx

(tonf) Kef

(tonf/cm) EH (kJ)

ef (%)

1 0.0118 352.43 57.31 -360.43 -49.21 1.49 185.94 15.89

2 0.0118 352.44 56.33 -360.51 -48.60 1.47 173.97 15.10

3 0.0118 352.35 55.74 -360.53 -48.14 1.46 167.28 14.66

Prom. 0.0118 352.41 56.46 -360.49 -48.65 1.47 175.73 15.22





14



Ciclo Frec. Ensayo

(Hz) +

máx

(mm)

F+máx

(tonf) -

máx

(mm)

F-máx

(tonf) Kef

(tonf/cm) EH (kJ)

ef (%)

1 0.0117 345.28 114.26 -350.79 -102.16 3.11 289.70 12.48

2 0.0117 345.26 111.01 -350.87 -100.96 3.05 260.29 11.45

3 0.0117 345.22 110.57 -350.83 -100.42 3.03 249.76 11.04

Prom. 0.0117 345.25 111.95 -350.83 -101.18 3.06 266.58 11.66





15



Ciclo Frec. Ensayo

(Hz) +

máx

(mm)

F+máx

(tonf) -

máx

(mm)

F-máx

(tonf) Kef

(tonf/cm) EH (kJ)

ef (%)

1 0.0117 399.59 51.52 -386.99 -65.54 1.49 227.31 16.03

2 0.0118 399.70 50.67 -387.08 -64.33 1.46 212.01 15.21

3 0.0118 399.69 50.31 -387.18 -63.72 1.45 204.15 14.77

Prom. 0.0117 399.66 50.83 -387.08 -64.53 1.47 214.49 15.34


5.11. Ensayo 17. P estático=535.2tonf, nominal=393.6mm

No se observan daños o inestabilidad en la probeta bajo ensayo.




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6. Criterios validación del ensayo y aceptación de prototipo

Para cada ciclo individual de ensayo de cada uno de los ensayos dinámicos realizados y cuyos resultados se presentan en la sección 5, se han obtenido las variaciones (%) según lo indicado en 17.8.4-2 a 17.8.4-4 de ASCE7-2005 y explicitado en la Tabla 4.1. Los valores de estas variaciones son indicados en la Tabla 6.1. Cabe señalar que el criterio definido en 17.8.4-2b (7° columna) se obtienen en referencia a los valores promedio por ciclo del grupo de prototipos ensayados según se indica en la sección 2.

Tabla 6.1. Variación de las propiedades del aislador según 17.8.4-2 a 17.8.4-4 (ACSE7-2005)

# Ensayo Característica

ensayo Ciclo

% de variación según

17.8.4-2a 17.8.4-3 17.8.4-4 17.8.4-2b 2

3 P dinámico=210.7tonf

nominal=44.5mm

1 4.79 - - 0.74

2 0.88 5.42 3.32 2.68

3 3.91 8.31 8.65 3.53


nominal=44.5mm

1 2.80 - - 7.48

2 0.52 3.23 4.27 5.97

3 2.28 4.95 7.18 5.62


nominal=89.1mm

1 1.66 - - 5.82

2 0.25 1.88 1.96 5.35

3 1.41 3.03 3.68 4.86


nominal=89.1mm

1 0.63 - - 4.92

2 0.02 0.61 2.41 3.07

3 0.65 1.28 3.91 2.83


nominal=178.1mm

1 1.91 - - 0.28

2 0.24 2.10 4.05 1.47

3 1.67 3.51 6.44 1.19


nominal=178.1mm

1 1.14 - - 4.01

2 0.39 1.52 4.44 4.08

3 0.75 1.87 7.36 4.40

2 Valor referencia resulta del promedio de los prototipos correspondientes a los informes 2017-PUCV-LEIC-IE-1029 y 2017-PUCV-LEIC-IE-1030




17

Tabla 6.1. Variación de las propiedades del aislador según 17.8.4 (ACSE7-2005) – Continuación.


ensayo Ciclo

% de variación según

17.8.4-2a 17.8.4-3 17.8.4-4 17.8.4-2b 3


nominal=195.9mm

1 5.92 - - 3.77

2 3.55 2.23 4.40 4.17

3 1.78 3.91 7.34 4.24

4 0.59 5.03 9.47 3.98

5 0.59 6.15 11.12 3.70

6 1.78 3.91 4.22 2.69

7 0.00 5.59 8.49 3.36

8 1.18 6.70 11.16 3.41

9 2.37 7.82 12.76 3.12

10 2.96 8.38 14.27 3.14

11 1.18 6.70 8.23 5.70

12 2.37 7.82 12.67 5.43

13 2.96 8.38 14.67 5.47


nominal=357.8mm

1 1.35 0.00 0.00 0.33

2 0.18 1.50 5.03 2.08

3 1.17 2.49 7.75 2.10


nominal=357.8mm

1 1.55 - - 1.80

2 0.55 2.06 8.27 1.67

3 1.00 2.51 11.56 1.85


nominal=393.6mm

1 1.49 - - 0.00

2 0.32 1.79 5.08 2.82

3 1.17 2.62 7.84 3.57

Finalmente, en virtud de lo resultados indicados en la sección 5 y las variaciones presentadas en la Tabla 6.1, en la Tabla 6.2 se resumen las condiciones de aceptación o rechazo de cada uno de los criterios mostrados en Tabla 4.1 y establecidos en 17.8.4 (ASCE7-2005).





18

Tabla 6.2. Resumen cumplimiento criterios de aceptación prototipo (17.8.4 ASCE7-2005)


ensayo Cumple 17.8.4-1

Cumple 17.8.4-2a

Cumple 17.8.4-2b 4

Cumple 17.8.4-3

Cumple 17.8.4-4

Cumple 17.8.4-5


nominal según viento No aplica No aplica No aplica No aplica No aplica No aplica


nominal=44.5mm No aplica No aplica No aplica No aplica No aplica No aplica


nominal=44.5mm Sí Sí Sí Sí Sí

No Aplica



No Aplica



No Aplica



No Aplica



No Aplica


nominal=178.1mm No aplica No aplica No aplica No aplica No aplica

No Aplica



No Aplica



No Aplica



No Aplica


nominal=357.8mm No aplica No aplica No aplica No aplica No aplica

No Aplica



No Aplica



No Aplica



No Aplica

16 P estático=0.0tonf

nominal=393.6mm No aplica No aplica No aplica No aplica No aplica No Aplica

17 P estático=535.2tonf

nominal=393.6mm No aplica No aplica No aplica No aplica No aplica Sí





19

7. Conclusión/Estado

Como conclusión del análisis de los resultados de los ensayos realizados se define explícitamente el estado (aceptado/rechazado) del prototipo individual AFR4020-800/450-N1 PROT2 en conformidad con lo establecido en Reglamento Argentino para Construcciones Sismorresistentes Parte I. INPRES CIRSOC 103 (Ministerio de Planificación Federal et al. 2013), ASCE7-2005. Cap. 17 (American Society of Civil Engineers, 2005) y Propuesta de Ensayos Edificio Vanguardia (C. E. Seguín, 2014).

Aprobado Rechazado

X

PAR/JAF CC. ALA

______________________ Pablo Alcaíno Reyes

Profesor Auxiliar ASISTENCIA TÉCNICA - ÁREA DE INGENIERÍA ESTRUCTURAL

ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL


ensayo prototipo aislador tipo afr4020 … · ) de cada ciclo del ensayo de un prototipo no puede...

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