Comportamiento sísmico de edificios esbeltos con aisladores de base desplantados en suelos firmes

Abstract

Este trabajo de investigación representa un esfuerzo encaminado en el entendimiento del comportamiento de estructuras esbeltas con aislamiento sísmico de base. Para ello, se analizaron estructuras con relaciones de esbeltez H/L= 2.0, 2.5, 4.0 y 6.0, apoyadas sobre sistemas de aislamiento sísmico compuestos por dispositivos elastoméricos de alto amortiguamiento, que a su vez se desplantan sobre terreno firme, en zonas de alto y muy alto peligro sísmico, de acuerdo con la regionalización sísmica de la República Mexicana contenida en el capítulo de diseño por sismo del MOC-2015 (2015). En el prediseño del sistema de aislamiento, se observó que las dimensiones de los aisladores (diámetro y espesor del elastómero), son muy sensibles al desacoplamiento dinámico, representado por la relación del periodo de vibración de la estructura aislada (Tas) entre el periodo de vibración de la estructura en base rígida (TE), por lo que para obtener dimensiones de aisladores razonables y proporcionales para cada edificio en estudio, se debe ser cuidadoso con el parámetro de desacoplamiento dinámico. Mediante la realización de análisis dinámicos no lineales paso a paso (tiempo-historia), donde cada uno de los edificios diseñados fue sometido a la acción bidireccional y/o tridireccional de diferentes registros sísmicos representativos de terreno firme o roca (con y sin efectos de sitio), se estudiaron diferentes parámetros de la respuesta estructural, tanto de la superestructura como del sistema de aislamiento. Se revisaron las fuerzas axiales desarrolladas en los aisladores sísmicos, ya que, en caso de presentarse fuerzas de tensión debidas a la excitación sísmica, la estabilidad dinámica del sistema de aislamiento se vería comprometida, debido a la poca capacidad inherente que tienen los aisladores elastoméricos para resistir este tipo de demandas. Es importante mencionar que, para los edificios propuestos, la única condición de regularidad estructural que no se cumple es la relación de esbeltez, por lo tanto, cuando se tenga otro tipo de estructura esbelta en dónde no se cumplan otras condiciones de regularidad adicionales, se deberá revisar a detalle cada parámetro que pueda afectar el comportamiento del sistema de aislamiento sísmico, particularmente si se trata de irregularidades fuertes, como son acoplamiento torsional, pisos suaves y débiles o flexibilidad lateral de los sistemas de piso (diafragmas).