Características generales del Aislador Sísmico de Péndulo Doble

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Aislador Sísmico Dampo de Péndulo Doble

El Aislador Sísmico Dampo de doble péndulo (Figura 1) es un sistema de aislamiento estructural de tipo
péndulo de fricción o deslizante, desarrollado en México. En este sistema se aprovechan las características
del comportamiento físico de los péndulos para alargar el periodo del sistema estructural.
El dispositivo de protección tiene como objetivo desacoplar el movimiento del suelo y de la estructura,
permitiendo que esta última se comporte como un cuerpo rígido. Con esto se reducen considerablemente
las distorsiones de entrepiso y los elementos mecánicos derivados de los sismos.

Gracias a su diseño, el Aislador Sísmico de doble péndulo de Dampo incrementa el amortiguamiento y proporciona un aislamiento efectivo y duradero de la estructura. El dispositivo presenta un comportamiento no lineal estable en cualquier dirección como el representado en la Figura 2a. Este desempeño permite obtener la rigidez y el amortiguamiento efectivo para realizar análisis estructurales. Los dispositivos se instalan típicamente en la base de la estructura, como se muestra en la Figura 2b.

Figura 2. Curvas de histéresis y croquis de colocación del disipador Dampo 1505

Los Aisladores Sísmicos de doble péndulo Dampo se instalan mediante anclajes a la estructura, y requieren de superficies de contacto tanto en la cimentación como en la superestructura. Las dimensiones de la superficie de anclaje dependerán de la carga y los desplazamientos máximos requeridos para una protección antisísmica eficiente. En la Figura 3 se muestran las variables que definen las dimensiones del dispositivo y se relacionan con los valores de la Tabla 2.

El Aislador Sísmico de doble péndulo Dampo se puede modelar en programas comerciales como un elemento equivalente con comportamiento no lineal. En algunos programas éste se define como “link”. Los parámetros principales para modelar el comportamiento del aislador se presentan en la Figura 4, y son la rigidez efectiva (\(𝑘_{eff}\)), que se define como la rigidez secante de la curva de histéresis del aislador, los coeficientes de fricción estático y dinámico (\(𝜇_{e}, 𝜇_d\)), que dependen del material, el radio efectivo del péndulo (\(R_{eff}\)) y un parámetro de cambio (\(r_{p}\)) que define el cambio entre los coeficientes de fricción estático y dinámico. Cabe aclarar que el aislador de doble péndulo de Dampo tiene las mismas propiedades (curvatura y coeficiente de fricción) en ambos platos (superior e inferior)

La Tabla 1 muestra los parámetros para modelar de manera no lineal el dispositivo en los programas comerciales. Se recomienda usar el modelo “Friction Isolator”. Los valores de (\(k_{eff}\)) , (\(R_{eff}\)) y (\(W_{a}\)) se pueden obtener de la Tabla 2 de acuerdo con las necesidades del proyecto. Los valores del amortiguamiento , (\(μ_{er}, μ_{d}\)) y el parámetro de cambio (\(r_{p}\)) son típicos para todos los aisladores y se presentan en la Tabla 1.

Tabla 2. Parámetros para definir el elemento equivalente en software de análisis estructural

La Tabla 2 muestra las propiedades de los Aisladores Sísmicos Dampo de doble péndulo. El cálculo de la fuerza horizontal (\(F_{H}\)) y rigidez la efectiva
(\(k_{eff}\)) se calcularon con la capacidad máxima de carga.