mc aisladoresvanguardia(1)

Upload: cesar-caneo-magna

Post on 06-Jul-2018

216 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

  • 8/17/2019 MC AisladoresVanguardia(1)

    1/25

    Amortiguamiento objetivoβ 12%:=

    Período objetivo TD 2.5s:=

    B.4.1 Cálculo de desplazamiento de diseño NCh2745 método estático

    Como primera aproximación se asumirá un valor de amortiguamiento crítico del 12%.

    Interpolando linealmente de la tabla 2 de NCh2745

    β 12 %=

    βD10%

    15%

      

      

    := BD1.37

    1.67

      

      

    := BD12% linterp βD BD, β,( ):= BD12% 1.5=

    Coeficiente sísmico de desplazamiento según NCh 2745

    CD Z( ) 330 Z⋅ mm⋅:=  para suelo tipo III y TD > 2s

    Z 1:= zona sísmica 2

    CD Z( ) 330 mm=

    Desplazamiento de diseño

    DD

    CD Z( )

    BD12%

    := DD 22.1 cm=

    ANEXO B: MEMORIA DE CALCULO Y VERIFICACIONES DE AISLADORES

    SEGUN NORMA NCh 2745.Of2003

    B.1 Datos de estructura referente a zona sísmica, tipo de suelo y masa sísmica

    Tipo suelo TS "III":=

    Zona sísmica 2

    Masa estructura M 558511kgf s

    2⋅m

    ⋅:= (Considerando desde el nivel de aislaciónhasta el nivel de la sala de máquinas)

    Peso sísmico W M g⋅:= W 5477.1 tonf  =

    B.2 Propiedades del compuesto de goma

    Módulo de corte G 6kgf 

    cm2

    := G deberá tener un valor entre 6 a 7 kgf/cm^2, seadopta el valor mas bajo para γ  = 65%

    Razón de amortiguamientoβ 3%<

    Deformación admisible   γ ad 250%:= Se incluye un factor de seguridad en formaimplícita

    B.3 Requerimientos de diseño

    161

  • 8/17/2019 MC AisladoresVanguardia(1)

    2/25

    B.4.2 Cálculo de los desplazamientos máximos debido a sismo máximo posible,método estático

    Coeficiente sísmico de desplazamiento según sísmico máximo posible

    MM 1.2:= coeficiente de relación entre SDI y SMP

    CM Z( ) 330 Z⋅ MM⋅ mm⋅:=  para suelo tipo III y TD > 2s

    Z 1:= zona sísmica 2

    CM Z( ) 396 mm=

    BM12% BD12%:=

    Desplazamiento máximo

    DM

    CM Z( )

    BM12%

    := DM 26.6 cm=

    162

  • 8/17/2019 MC AisladoresVanguardia(1)

    3/25

    K 2 2862.9tonf 

    m=

    Asumiendo el valor característico de relación entre las rigideces pre y post fluencia del lib

    de Kelly:

    K 1 10K 2:= aproximadamente

    DyQ

    K 1 K 2−:= Dy 0.026DD= Dy 5.7mm=

    Luego se puede recalcular Q

    QWD

    4 DD Dy−( )⋅:= Q 151.2 tonf  = Q 2.8 % W⋅=

    B.5.3 Cálculo de área de plomo requerida

    f yPb 10MPa:= Tension de fluencia del plomo a corte puro

    APbQ

    f yPb

    := APb 0.148m2=

    B.5 Prediseño de aisladores sísmicos del edificio

    B.5.1 Cálculo de rigidez de aisladores

    K eff  M2 π⋅TD

     

     

     

     

    2

    ⋅:= K eff  3527.9tonf 

    m=

    B.5.2 Cálculo de capacidad de aislador a cero deformación y rigidez post-fluencia

    Energía disipada en ciclo histerético

    Suponiendo βeff  12%:=

    WD 2 π⋅ K eff ⋅ DD2

    ⋅ βeff ⋅:= WD 130.5tonf m⋅=

    Despreciando Dy, se puede asumir 

    QWD

    4 DD⋅:= Q 147.3 tonf  = Q 2.7 % W⋅=

    De modo que se puede calcular la rigidez post-fluencia como:

    K 2 K eff Q

    DD

    −:=

    163

  • 8/17/2019 MC AisladoresVanguardia(1)

    4/25

    altura total de goma

    γ 

    DD

    tr := γ  65.1%= valor aproximado al supuesto inicialmente

    Area de goma total necesaria

    Atotal

    K 2 tr ⋅

    G:= Atotal 16.1m

    2=

    Cálculo de diámetro exterior de los aisladores

    Sean todos los aisladores de núcleo de plomo de diámetro exterior fijo y los aisladores d

    goma natural con dos diámetros diferentes. A partir de análisis de carga completa en los

    aisladores de goma natural, se llegó a la conclusión de dejar 8 aisladores con diámetro d

    65cm y el resto según diámetro de los aisladores con núcleo de plomo

    Tipos aisladores Cantidad aisladores Diámetron1 10= φext1. Núcleo de plomo φ1 137mm=

    2. Sin núcleo de plomo

    3. Sin núcleo de plomo

    n2 12:= φext

    n3 8= φ3 65cm:=

    Sean n1 10=  núcleos de φ1 137mm=  

    Area de plomo dispuesta

    APb n1 A φ 1( )⋅:= APb 0.147 m2= Se acepta

    Q APb f  yPb⋅:= Q 150.3 tonf  =

    Q1 f yPb A φ 1( )⋅:= Q1 15 tonf = Capacidad a cero deformación de un aislador 

    B.5.4 Cálculo de diámetros de aisladores

    Rigidez de goma necesaria en los aisladores

    K 2 K eff 

    Q

    DD−:= K 2 2849.2tonf 

    m=

    Diseño aisladores

    G 6kgf 

    cm2

    =

    na 30:= número de aisladores

    Sea tr  34cm:=

    164

  • 8/17/2019 MC AisladoresVanguardia(1)

    5/25

    TD 2.48 s=TD 2 π⋅W

    K eff  g⋅⋅:=

    βeff  11.7%=βeff WD

    2 π⋅ K eff ⋅ DD2⋅

    :=

    WD 129.7tonf m⋅=WD 4 Q⋅ DD Dy−( )⋅:=

    K eff  3591tonf 

    m=K eff  n1 K r1⋅ n2 K r2⋅+ n3 K r3⋅+

    Q

    DD

    +:=

    B.5.6 Verificaciones

    K r3 58558.4kgf 

    m=K r3

    G A φ 3 0mm,( )⋅tr 

    :=

    K r2 112265.7kgf 

    m=K r2

    G A φ ext 0mm,( )⋅tr 

    :=

    K eff1 177535.1kgf 

    m=K eff1 K r1

    Q1

    DD

    +:=K r1 109664.4kgf 

    m=K r1

    G A φ ext  φ1,( )⋅tr 

    :=

    A φ ext  φ int,( )  π

    4φext

    2φ int

    2−⋅:=

    Rigidez post-fluencia de cada tipo de aislador 

    B.5.5 Cálculo de rigidez equivalente de cada aislador

    φext 90cm:=Sea

    φext 89cm=φext Minerr  φ ext( ):=

    n1π4

    ⋅ φext2

    φ12

    −⋅ n2π4

    ⋅ φext2

    ⋅+ n3π4

    ⋅ φ32

    ⋅+ Atotal=

    Given

     

    165

  • 8/17/2019 MC AisladoresVanguardia(1)

    6/25

    En rigor el proceso de análisis espectral es iterativo, y se debe determinar un valor dedesplazamiento de diseño acorde con el que se definen las propiedades equivalentes lineale

    de la constitutiva no lineal de los aisladores, sin embargo se decide no iterar de nuevo,

    debido que los valores obtenidos por el programa se aproximan con un error menor al 3 %

    en caso de los desplazamientos de diseño y del período objetivo.

    Se elige una goma con G 6kgf 

    cm2

    =  para un γ  65.1%= , no se elige una deformación de corte

    mayor debido a que la carga completa vertical controla en los aisladores de goma natural d

    mayor diámetro, de modo que al elegir una deformación de corte mayor se requiere una

    altura menor para cumplir el desplazamiento de diseño, lo que implica que se requeriría

    menor diámetro de goma para tener la rigidez necesaria, por lo tanto no se cumpliría laestabilidad para carga vertical completa.

    El efecto P-∆ del edificio no se incluyó en el análisis

    Los valores del modelo Etabs provienen de la inclusión de los aisladores cuyo diseño se

    detalla más adelante en la memoria de cálculo

    166

  • 8/17/2019 MC AisladoresVanguardia(1)

    7/25

    Como V bye 879tonf =   es mayor que el 90% V by⋅ 726.2tonf = , entonces cumple la norma

    Como V bxe 889tonf =   es mayor que el 90% V bx⋅ 723.9tonf = , entonces cumple la norma

    V bye 879tonf :=

    V bxe 889tonf :=Valores dados por el modelo Etabs para el sismo de diseño

    V by 806.9tonf =V by K eff  DDY⋅:=

    V bx 804.4tonf =V bx K eff  DDX⋅:=

    K eff  3591tonf 

    m=

    Cálculo de corte bajo sistema de aislación según método estático

    B.6.2.1 Verificación de corte bajo el sistema de aislación

    B.6.2 Verificaciones de corte bajo y sobre el sistema de aislación

    en sentido YTDY 2.51s:=

    en sentido XTDX 2.52s:=

    Períodos de los modos traslacionales fundamentales

    en sentido XDMX 26.88cm:=en sentido XDDX 22.40cm:=

    en sentido YDMY 26.97cm:=en sentido YDDY 22.47cm:=

    Desplazamientos del CM del diafragma del nivel de aislación

    B.6.1 Valores de períodos y desplazamientos obtenidos del modelo de análisis

    B.6 Verificaciones del edificio según norma NCh 2745

    167

  • 8/17/2019 MC AisladoresVanguardia(1)

    8/25

    S 1.2:=

    Coeficiente de importancia I 1.0:=

    Coeficiente sísmico

    Cx

    2.75 Ao⋅

    g R ⋅

    T'

    TDX

      

      

    n

    ⋅:= Cx 0.017= Cy2.75 Ao⋅

    g R ⋅

    T'

    TDY

      

      

    n

    ⋅:= Cy 0.017=

    Cmin

    Ao

    6 g⋅:= Cmin 0.05=

    C

    max

    0.35 S⋅Ao

    g

    ⋅:= Cmax

    0.13=

    Dado que Cx y Cy < Cmin C Cmin:= C 0.05= Para X e Y

    Vsx2 C I⋅ W⋅:= Vsx2 273.9tonf =

    Vsy2 Vsx2:= Vsx2 273.9tonf =

    B.6.2.2 Verificación de corte sobre el sistema de aislación

    Cálculo de corte sobre sistema de aislación según método estático

    La norma fija el valor en el mayor de los siguientes cortes

    B.6.2.2.1 Corte según norma NCh 2745

    R l 2:= Factor de modificación de respuesta

    Vsx1

    K eff  DDX⋅

    R l

    := Vsx1 402.2tonf =

    Vsy1K eff  DDY⋅

    R l

    := Vsy1 403.4tonf =

    B.6.2.2.2 Corte según norma NCh 433

    W 5477.1 tonf  = Peso sísmico de la estructura

    Ao 0.3g:= Zona sísmica 2

    Factor de mod. respuesta R 7:= Muros y pórticos de H.A.

    Suelo tipo III: n 1.80:= T' 0.85s:=

    168

  • 8/17/2019 MC AisladoresVanguardia(1)

    9/25

    Vsy3 86.4 tonf =

    Suma vectorial Vs3 Vsx32

    Vsy32+:= Vs3 104.2tonf =

    B.6.2.2.4 Fuerza lateral sísmica para activar por completo el sistema de aislación

    Vs4 Q:= Vs4 150.3tonf =

    B.6.2.2.5 Valor de corte sobre sistema de aislación

    Tomando el mayor de los valores en B.6.2.2.1, B.6.2.2.2, B.6.2.2.3 y B.6.2.2.4, se tiene:

    Vsx Vsx1:= Vsx 402.2tonf =

    Vsy Vsy1:= Vsy1 403.4tonf =

    B.6.2.2.6 Valores de corte de la superestructura según método dinámico espectral

     (Valores dados por el modelo Etabs (divididos por Rl))

    Vsxe 381tonf := Vsye 380tonf :=

    B.6.2.2.7 Verificación

    La superestructura se considera con configuración regular, por lo tanto:

    Como Vsxe 381tonf =   es mayor que el 80% Vsx⋅ 321.8tonf = , entonces cumple la norma

    Como Vsye 380tonf =   es mayor que el 80% Vsy⋅ 322.8tonf = , entonces cumple la norma

    B.6.2.2.3 Corte según norma de viento NCh 432

    Asumiendo conservadoramente una altura sobre nivel de terreno de 30m

    P b 0.95kPa:= construcción urbana

    Y factor de formaCv 0.8:=  presión en todas las caras

    Dimensiones de la planta del nivel de aislación

     b 25.05m:= en sentido Y d 37.15m:= en sentido X

    Area expuesta X Ax b 30⋅ m:= Ax 751.5 m2=

    Area expuesta Y Ay d 30⋅ m:= Ay 1114.5 m2=

    Corte en cada dirección

    Vsx3 Ax Cv⋅ P b⋅:= Vsx3 58.2 tonf =

    Vsy3 Ay Cv⋅ P b⋅:=

    169

  • 8/17/2019 MC AisladoresVanguardia(1)

    10/25

    Excentricidad natural en la planta del nivel de aislación

    Centro de gravedad: xcg 25.15m:= ycg 20.42m:=

    Centro de rigidez xcr  24.55m:= ycr  20.61m:= Valores dados por Etabs

    ex xcg xcr −:= ex 0.6m=

    ey ycg ycr −:= ey 0.2− m=

    Dimensiones de la planta del nivel de aislación

     b 25.05m:= en sentido Y

    d 37.15m:= en sentido X

    B.6.3 Verificaciones sobre desplazamientos y deformaciones entrepiso

    B.6.3.1 Desplazamientos mínimos análisis dinámico

    TX 0.482s:= Período estructura con base fija y comportamiento elástico, sentido X

    TY 0.284s:= Período estructura con base fija y comportamiento elástico, sentido Y

    TDX 2.52s=

    TDY 2.51s=

    Según fórmulas enunciadas en el capítulo de antecedentes generales, se tienen las sigui

    expresiones de desplazamiento considerando la flexibilidad de la superestructura

    DDX'

    DD

    1TX

    TDX

     

     

     

     

    2

    +

    := DDY'DD

    1TY

    TDY

     

     

     

     

    2

    +

    :=

    DDX' 21.8 cm= DDY' 22cm=

    DMX'

    DM

    1TX

    TDX

     

     

     

     

    2

    +

    :=DMY'

    DM

    1TY

    TDY

     

     

     

     

    2

    +

    :=

    DMX' 26.1 cm= DMY' 26.4 cm=

    B.6.3.2 Verificación de desplazamiento total de diseño

    170

  • 8/17/2019 MC AisladoresVanguardia(1)

    11/25

    Como DTYe 23.4cm=   no es mayor que el 90% DTDY⋅ 23.6cm= , no cumple la norma

    Se decide aceptar dado que la diferencia es menor a 1%

    Como DTXe 23.5cm=   es mayor que el 90% DTDX⋅ 22.1cm= , entonces cumple la norma

    DTYe 23.4cm:=

    Desplazamiento total de diseño Y (100% sismoY + 30% sismoX)

    DTX

    e

    23.46cm:=

    Desplazamiento total de diseño X (100% sismoX + 30% sismoY)

    Desplazamientos totales de diseño del modelo en Etabs: considerando 100% del espectro

    una dirección más el 30% del espectro en la otra dirección

    DTDY 26.2 cm=DTDY DDY' 1 y12 ety⋅

     b2

    d2+

    ⋅+ 

     

     

     ⋅:=

    DTDX 24.6 cm=DTDX DDX' 1 x12 etx⋅

     b2

    d2+

    ⋅+  

      

    ⋅:=

    Desplazamientos totales de diseño método estático

    x 11.69m:=

    Aislador L26 a L30, en eje L

    Aislador más alejado en dirección Y para análisis en dirección X

    y 15.56m:=

    Aislador L12 y L 19, en eje 12Aislador más alejado en dirección X para análisis en dirección Y

    Distancia máxima entre centro rigidez y aislador más alejado según sentido de análisis

    ety eaccy ey+:=

    etx eaccx ex+:=

    Excentricidad total

    eaccy 1.86 m=eaccy 5% d⋅:=

    eaccx

    1.25m

    =eaccx

    5% b

    ⋅:=

    Excentricidad accidental

    171

  • 8/17/2019 MC AisladoresVanguardia(1)

    12/25

    B.6.3.3 Verificación de desplazamiento máximo total

    Desplazamiento máximo total método estático

    DTMX DMX' 1 x12 etx⋅

     b2

    d2+

    ⋅+ 

     

     

     ⋅:= DTMX 29.5 cm=

    DTMY DMY' 1 y12 ety⋅

     b2

    d2+

    ⋅+ 

     

     

     ⋅:= DTMY 31.4 cm=

    Desplazamientos totales máximos del modelo en Etabs: considerando 100% del espectro

    una dirección más el 30% del espectro en la otra dirección

    Desplazamiento total máximo X (100% sismoX + 30% sismoY)

    DTMXe 28.16cm:=

    Desplazamiento total máximo Y (100% sismoY + 30% sismoX)

    DTMYe 28.07cm:=

    Como DTMXe 28.16cm=   es mayor que el 80% DTMX⋅ 23.59cm= , entonces cumple la norma

    Como DTMYe 28.07cm=   es mayor que el 80% DTMY⋅ 25.15cm= , entonces cumple la norma

    172

  • 8/17/2019 MC AisladoresVanguardia(1)

    13/25

    valor obtenido de referencia nº 14, también se encuentra en los

    comentarios de la norma NCh2745

    K 2000MPa:=

    Módulo de Bulk 

    F 0.702=F

    φext

    φ1

     

     

     

     

    2

    1+

    φext

    φ11−

     

     

     

     

    2

    1

    φext

    φ1+

    1φext

    φ1−

     

     

     

     ln

    φext

    φ1

     

     

     

     ⋅

    +:=

    Cálculo de factor F (aislador hueco)

    verif1 "goma compresible"=

    S 18.82=Sφext 2 recubrimiento⋅−( )   φ1−

    4 t⋅:=

    Factor de forma

    Acπ4

    φext 2 recubrimiento⋅−( )2

    φ12

    −⋅:=

    recubrimiento 5mm:=

    Area de placas de acero

    n 34:=Sean 34=ntr 

    t:= Número de capas de goma

    t 10mm:=Tamaño de capa de goma

    Rigidez vertical

    Carga máxima: Pmáx1 = 435 [tonf]

    Aislador: L4

    Ubicación: Intersección de ejes 10 y B

    Carga mínima: Pmín1 = 66 [tonf]

    Aislador: L6

    Ubicación: Intersección de ejes 3 y B

    B.7.1 Verificaciones aislador con núcleo de plomo φ1 137mm=

    B.7 Verificaciones de aisladores sísmicos de edificio aislado

    173

  • 8/17/2019 MC AisladoresVanguardia(1)

    14/25

    OK según norma NCh 2745FScomp 1.1=FScomp

     padm

     p:=

    OK  padm 250K v1

    K eff1

    568.2=

    Relación entre rigideces vertical y horizontal

    K v1 100868tonf 

    m=K v1

    Ec Ac⋅

    tr 

    :=

    Rigidez vertical

    Ec 5646.5kgf 

    cm2

    =

    Ec 6 G⋅ S2⋅ F⋅( ) verif1 "< 10 OK"=if 

    1

    1

    6 G⋅ S2⋅ F⋅

    4

    3K + 

     

     

     

    verif1 "goma compresible"=if 

    :=

    Módulo de compresión del elastómero

    174

  • 8/17/2019 MC AisladoresVanguardia(1)

    15/25

    = deformación admisible

    se acepta por superar el valor

    admisible en menos de un 5%

    250%>γ  251.1%=γ γ rzmax

      γ s

    +:=

    γ s 79.3 %=γ sDMY

    tr 

    :=

    Deformación de corte por desplazamiento lateral

    γ rzmax 171.8%=γ rzmax1

    G

    3 G⋅K 

    ⋅ B1 I1  β i( )⋅ B2 K1  β i( )⋅−( )⋅:=

    Deformación de corte por carga vertical

    B2

    K  εc⋅ I0 β i( ) I0 β o( )−( )⋅

    d

    :=

    B1

    K  εc⋅ K0 β o( ) K0  β i( )−( )⋅d

    :=

    Siguiendo con la solución:

    εc 1.2 102−

    ×=εcPmax1

    Ec A φ ext  φ1,( )⋅:=

    Deformación de compresión promedio para carga máxima

    d 4.1=d I0 β o( ) K0 β i( )⋅ I0  β i( ) K0 β o( )⋅−:=

    βi Si48 G⋅

    K ⋅:=βo So

    48 G⋅K 

    ⋅:=

    Si

    φ14 t⋅

    :=Soφext4 t⋅

    :=

    Utilizando los resultados de la referencia nº 18 utilizando la formulación con funciones

    Bessel modificadas, se tiene:

    Verificación de deformación de corte máxima

    175

  • 8/17/2019 MC AisladoresVanguardia(1)

    16/25

    Ps 33.6 tonf =Ps G A φ ext  φ1,( )⋅h

    Ht

    ⋅:=

    Carga crítica por corte

    Pe 88882.4 tonf =Peπ

    2EIeff ⋅

    Ht2

    :=

    Carga crítica de Euler 

    EIeff  1823.6tonf m2⋅=EIeff 

    G π⋅

    8 t2⋅

    φext2

     

     

     

     

    2φ12

     

     

     

     

    2

    3

    ⋅:=

    Módulo de flexión efectivo de la lámina de goma

    Verificación pandeo

    OK factor de seguridad al volcamientoFSvolc 1.6=FSvolcDmax

    DMY

    :=

    el aislador no se volcará ante el sismo máximo posible NCh2745

    Detallamiento previo

    Asumiendo placas de acero de 2mm y dos placas de 22mm en las tapas

    Altura total aislador Ht 22mm 2⋅ n t⋅+ n 1−( ) 2⋅ mm+:= Ht 45cm=

    Diámetro externo de aislador   φext 90cm=

    Verificación volcamiento

    h tr  n 1−( ) 2⋅ mm+:= altura aislador sin placas en tapas

    Dmax

    Pmin1 φ ext⋅

    Pmin1 K eff1 h⋅+:= Dmax 43cm=

    Desplazamiento máximo de diseño

    DMY 27cm=

    Dado que DM Dmax<

    176

  • 8/17/2019 MC AisladoresVanguardia(1)

    17/25

    Carga crítica de pandeo

    Pc

    Ps− Ps2

    4 Ps⋅ Pe⋅++

    2:= Pc 1712.4 tonf =

    Dado que Pc PE> entoces el aislador no sufre pandeo

    FS pandeo

    Pc

    Pmax1

    := FS pandeo 3.9= factor de seguridad al pandeo OK 

    Deformación vertical

    ∆zPmax1

    K v1

    := ∆z 4.3mm=

    177

  • 8/17/2019 MC AisladoresVanguardia(1)

    18/25

    Ec 5295.6kgf 

    cm2

    =

    Ec 6 G⋅ S2

    ⋅( ) verif1 "< 10 OK"=

    if 1

    1

    6 G⋅ S2⋅

    4

    3K + 

     

     

     

    verif1 "goma compresible"=if 

    :=

    Módulo de compresión del elastómero

    K 2000MPa:=

    Módulo de Bulk 

    verif1 "goma compresible"=S 15=

    Sφext4 t⋅

    :=

    Factor de forma

    n 23:=Sean 22.7=ntr 

    t:= Número de capas de goma

    t 15mm:=Tamaño de capa de goma

    Rigidez vertical

    Carga máxima: Pmáx2 = 344 [tonf]

    Aislador: L20

    Ubicación: Intersección de ejes 8 e I

    Carga mínima: Pmín2 = 81 [tonf]

    Aislador: L13

    Ubicación: Intersección de ejes 7 y D1

    B.7.2 Verificaciones de aisladores de goma natural de diámetro  φext

    90cm=

    178

  • 8/17/2019 MC AisladoresVanguardia(1)

    19/25

    εc 1 102−

    ×=εcPmax2

    Ec A φ ext 0m,( )⋅:=

    Deformación de compresión promedio para carga máxima

    Verificación de deformación de corte máxima

    OK según norma NCh 2745FScomp 1.39=FScomp

     padm

     p:=

    OK  padm 250K v2

    K r2

    872.8=

    Relación entre rigideces vertical y horizontal

    K v2 97988.7tonf 

    m=K v2

    Ec Ac⋅

    tr 

    :=

    Rigidez vertical

    Acπ4

    φext recubrimiento−( )2

    ⋅:=

    recubrimiento 5mm:=

    Area de placas de acero

    179

  • 8/17/2019 MC AisladoresVanguardia(1)

    20/25

    Diámetro externo de aislador   φext 90cm=

    Verificación volcamiento

    h tr  n 1−( ) 3⋅ mm+:= altura aislador sin placas en tapas

    Dmax

    Pmin2 φ ext⋅Pmin2 K r2 h⋅+

    := Dmax 57.6 cm=

    Desplazamiento máximo de diseño

    DMY 27cm=

    FSvolc

    Dmax

    DMY

    := FSvolc 2.1= factor de seguridad al volcamiento

    Los aisladores deben apernarse fuertemente

    Verificación pandeo

    Módulo de flexión efectivo de la lámina de goma

    I  π

    64φext

    4⋅:=

    γ rzmax 6 S⋅ εc⋅:= γ rzmax 91.9%=

     Nota: Como aproximación se utiliza la fórmula anterior para evaluar la deformación de c

     por compresión

    Deformación de corte por desplazamiento lateral

    γ sDMY

    tr 

    := γ s 79.3%=

    γ γ rzmax   γ s+:= γ  171.2%= < 250% = deformación admisible OK

    Detallamiento previo

    Asumiendo placas de acero de 3mm y dos placas de 31mm en las tapas

    Altura total aislador Ht 30mm 2⋅ n t⋅+ n 1−( ) 2⋅ mm+:= Ht 44.9 cm=

    180

  • 8/17/2019 MC AisladoresVanguardia(1)

    21/25

    ∆z 3.5mm=∆zPmax2

    K v2

    :=

    Deformación vertical

    OK factor de seguridad al pandeoFS pandeo 4.4=FS pandeoPc

    Pmax2:=

    entoces el aislador no sufre pandeoPc PE>Dado que

    Pc 1517.9tonf =PcPs− Ps

    24 Ps⋅ Pe⋅++

    2:=

    Carga crítica de pandeo

    Ps 45.6 tonf =Ps G A φ ext 0m,( )⋅h

    tr 

    ⋅:=

    Carga crítica por corte

    Pe 52065.7 tonf =Peπ

    2EIeff ⋅

    h2

    :=

    Carga crítica de Euler 

    EIeff 

    869.6tonf m2

    ⋅=EI

    eff 6 G

    ⋅S

    2

    I

    3⋅:=

    181

  • 8/17/2019 MC AisladoresVanguardia(1)

    22/25

    Ec 3289.4kgf 

    cm2

    =

    Ec 6 G⋅ S2

    ⋅( ) verif1 "< 10 OK"=

    if 1

    1

    6 G⋅ S2⋅

    4

    3K + 

     

     

     

    verif1 "goma compresible"=if 

    :=

    Módulo de compresión del elastómero

    K 2000MPa:=

    Módulo de Bulk 

    verif1 "< 10 OK"=S 9.6=

    Sφ34 t⋅

    :=

    Factor de forma

    n 20:=Sean 20=ntr 

    t:= Número de capas de goma

    t 17mm:=Tamaño de capa de goma

    Rigidez vertical

    Carga máxima: Pmáx3 = 136 [tonf]

    Aislador: L17

    Ubicación: Intersección de ejes 5 y F

    Carga mínima: Pmín = 2 [tonf]

    Aislador: L25 y L26

    Ubicación: Intersección de ejes 11 y K – 4 y L

    B.7.3 Verificaciones de aisladores de goma natural de diámetro φ3 65cm=  

    182

  • 8/17/2019 MC AisladoresVanguardia(1)

    23/25

    γ rzmax 71.5%=γ rzmax 6 S⋅ εc⋅:=

    εc 1.2 102−×=εc

    Pmax3

    Ec A φ 3 0m,( )⋅:=

    Deformación de compresión promedio para carga máxima

    Verificación de deformación de corte máxima

    OK según norma NCh 2745FScomp 1.8=FScomp

     padm

     p:=

    OK  padm 250 OK 

    f h1

    TD

    :=

    f v f h

    K v3

    K r3

    ⋅:= f v 9.4Hz= entre 8 y 12 Hz OK 

    Verificación de presión de compresión sobre el aislador 

    183

  • 8/17/2019 MC AisladoresVanguardia(1)

    24/25

    EIeff  96.1 tonf m2⋅=EIeff  6 G⋅ S

    2⋅I

    3⋅:=

    I  π

    64φ3

    4⋅:=

    Módulo de flexión efectivo de la lámina de goma

    Verificación pandeo

    Los aisladores deben apernarse

    factor de seguridad al volcamiento negativoFSvolc 0.3=FSvolcDmax

    DMY

    :=

    DMY 27cm=

    Desplazamiento máximo de diseño

    Dmax 7.1cm=DmaxPmin3 φext⋅

    Pmin3 K r3 h⋅+:=

    altura aislador sin placas en tapash tr  n 1−( ) 3⋅ mm+:=

    Deformación de corte por desplazamiento lateral

    γ sDMY

    tr 

    := γ s 79.3%=

    γ γ rzmax   γ s+:= γ  150.8%= < 250% = deformación admisible OK

    Detallamiento previo

    Asumiendo placas de acero de 3mm y dos placas de 26.5mm en las tapas

    Altura total aislador Ht 26.5mm 2⋅ n t⋅+ n 1−( ) 3⋅ mm+:= Ht 45cm=

    Diámetro externo de aislador   φ3 65cm=

    Verificación volcamiento

    184

  • 8/17/2019 MC AisladoresVanguardia(1)

    25/25

    ∆z 4.3mm=∆zPmax3

    K v3

    :=

    Deformación vertical

    OK factor de seguridad al pandeoFS pandeo 2.7=FS pandeoPc

    Pmax3

    :=

    entoces el aislador no sufre pandeoPc PE>Dado que

    Pc 362.5tonf =PcPs− Ps

    24 Ps⋅ Pe⋅++

    2:=

    Carga crítica de pandeo

    Ps 23.2 tonf =Ps G A φ 3 0m,( )⋅h

    tr 

    ⋅:=

    Carga crítica por corte

    Pe 6016.3 tonf =Peπ

    2EIeff ⋅

    h2

    :=

    Carga crítica de Euler