Trabajo de investigación para optar el Título Profesional en Ingenierías o Biomédicas, 2019-1
Jorge Marcial Blondet Saavedra; Erick Jesús Del Carpio Tapia; Paola Luisa Choquehuanca Huanaco; Julbert Andree Valverde Rivera; Fidel Daniel Copa Pineda
Objetivo
Proporcionar a la comunidad un sistema de aislamiento sísmico para viviendas sociales que no es muy usado en nuestro país, debido a la poca información.
Resumen:
Introducción El proyecto estudia el aislamiento sísmico de base en una vivienda usando columnas basculantes, que liberan energía sísmica por medio de deformaciones plásticas en sus extremos logrando reducir la respuesta sísmica alargando el periodo de vibración de la estructura. Descripción El proyecto consiste en lo siguiente: Etapa de Adquisición 1. Estudio del estado del arte sobre las columnas basculantes. (teórico y de laboratorio) 2. Estudio teórico – analítico de las viviendas que se usarán como modelos. Etapa de Aplicación 1. Estudio del funcionamiento de columnas basculantes. 2. Análisis sísmico de una columna basculante. 3. Modelamiento computacional de una columna basculante 4. Análisis sísmico de la columna basculante con una masa concentrada. 5. Modelamiento computacional de la columna basculante con una masa concentrada. 6. Modelamiento computacional de la columna basculante con una vivienda (a escala). 7. Análisis sísmico y diseño del comportamiento de la columna basculante con una vivienda (a escala). 8. Estudio del comportamiento sísmico de la vivienda usando aisladores de base. Metodología Se tendrá que estudiar los antecedentes de lo investigado sobre las columnas basculantes, posteriormente se estudiará el funcionamiento de las columnas basculantes elaborando modelos a escala reducida, para aplicar y verificar el estudio previo; se modificará las condiciones de apoyo en los extremos de las columnas y se elegirá la de mejor respuesta sísmica. Se hará el modelamiento computacional de la columna basculante elegida, así luego, se podrá ver el comportamiento sísmico de una columna basculante con una masa concentrada como peso que soporta la columna para luego realizar el modelamiento computacional de este sistema (columna basculante – masa concentrada). Se elegirá un modelo de vivienda típica en la región de Arequipa para ser usada en el proyecto, para dicha elección se tendrán que hacer estudios previos en la región Arequipa para tener distintas opciones y poder elegir la vivienda más adecuada, dicho modelo será representado computacionalmente también. Luego se incorpora la superestructura (vivienda) a las columnas y se procede a representarse mediante un modelo físico y otro computacional. Las respuestas de todos los modelos serán verificadas con las hipótesis. Es decir, se analizará el comportamiento estructural y la respuesta sísmica, aplicando un análisis sísmico lineal para la vivienda típica de Arequipa y análisis sísmico no lineal para las columnas basculantes, se hará un modelo matemático computacional y un modelo físico a escala reducida que se ensayará en el laboratorio, los resultados obtenidos de ambos modelos serán contrastados para validar los resultados del modelo matemático computacional. Usuarios finales del proyecto El presente proyecto beneficiará a la población de la región de Arequipa, debido a que se dará a conocer un sistema de aislamiento de base más económico que otros sistemas. También la comunidad científica y estudiantil será beneficiada, debido al aporte informativo y a la investigación presente. Impacto Promover la aplicación de columnas basculantes como sistema de aislamiento sísmico en viviendas típicas de la región de Arequipa. Disminuir el daño estructural producidos por eventos sísmicos en viviendas típicas de la ciudad de Arequipa.
Palabras clave
Aislamiento Sísmico, Rocking Columns, Columnas Basculantes, Ensayo monotónico, Dinámica, Análisis no lineal.
Problema central
Actualmente no se cuenta con un sistema adecuado de protección sísmica de viviendas en la región de Arequipa. Una alternativa para el diseño sísmico de viviendas son los aisladores sísmicos, para reducir la vulnerabilidad sísmica al mínimo en Arequipa, región que a través de los años fue sometida a varios terremotos, causando daños irreparables en todos los aspectos, incluyendo la pérdida de vidas humanas. Una variante que resulta más económica y conveniente, es el empleo de un sistema de aislamiento con el uso de columnas basculantes. El sistema de aisladores sísmicos usando columnas basculantes ofrece una solución para evitar daños a las viviendas y proteger sobre todo la vida humana. Por lo tanto, el empleo de este sistema de aislamiento de base con columnas basculantes brinda una solución adecuada a dicha problemática.
Hipótesis planteada
Las columnas basculantes usadas como un sistema de aislamiento sísmico en viviendas típicas mejoran la respuesta sísmica y reducen daños. La superestructura de la edificación se comporta como un cuerpo rígido debido a la aplicación de las columnas basculantes como aislamiento sísmico en su base. El sistema de aislamiento de base de la vivienda disminuye las deformaciones en la estructura, mediante la disipación de energía.
Resultados esperados
Un artículo científico publicado en revista indizada en la base Scopus o Web of Science, con filiación a la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa.
(3) Tres títulos profesionales como Ing. civiles, con la opción: tesis formato artículo.
Impactos esperados
Promover la aplicación de columnas basculantes como sistema de aislamiento sísmico en viviendas típicas de la región de Arequipa.
Disminuir el daño estructural producidos por eventos sísmicos en viviendas típicas de la ciudad de Arequipa.