Cuando se diseñan sistemas de aislamiento es importante verificar la capacidad de retorno que debe tener el edificio para retomar su posición original pasado un movimiento. La capacidad de retorno de sistemas aislados es válida bajo el cumplimiento de ciertos parámetros:
Se han desarrollado dos estrategias competitivas para verificar la capacidad de retorno del aislamiento sísmico: (a) una estrategia defendida por ingenieros en Nueva Zelanda, Estados Unidos y Japón que presumen una fuerte fuerza restauradora en el sistema de aislamiento y (b) la estrategia italiana en la que asumen que el sistema de aislamiento exhibe un comportamiento esencialmente elasto-plástico.
Las especificaciones de USA en la normativa ASCE 7-16 establecen una rigidez mínima requerida para todo el sistema de aislamiento (sistemas que no cuenten con dispositivos viscosos), tal que la fuerza al desplazamiento máximo (Dm) menos la fuerza a la mitad del desplazamiento (Dm/2) sea mayor que 0.025W, esto es:
Donde (Dm) es el desplazamiento máximo del sistema de aislamiento, (Kd) es la rigidez post-fluencia del sistema de aislamiento y (W) es el peso del edificio. Esto, se debe evaluar para los límites lower y upper de acuerdo a los factores lambda de modificación de propiedades.
Por otro lado, las especificaciones del Eurocode 8 (Comité Europeo de Normalización, 2005) establecen que la fuerza de al desplazamiento de diseño (D) menos la fuerza a la mitad del desplazamiento (D/2) sea mayor que 0. 025W.Dr/D, donde Dr está definido por:
Lo especificado en Eurocode 8 puede expresarse como:
Donde (D) es el desplazamiento de diseño del sistema de aislamiento, (Kd) es la rigidez post-fluencia del sistema de aislamiento, (W) es el peso del edificio y (Qd) es la fuerza característica.
Las ecuaciones anteriores tanto de la ASCE 7-16 y Eurocode 8 (Comité Europeo de Normalización, 2005) reconocen la importancia de verificación de la fuerza de restauración del sistema de aislamiento. Cabe mencionar que la norma ASCE 7-16 incluye nuevos enfoques para la fuerza de restauración y desplazamientos residuales, los cuales se invita al lector a investigar.
Referencias:
– Normativa ASCE7-2016-Cargas mínimas de diseño para edificación y otras estructuras, cap.18.
– Procedimientos de análisis y diseño de apoyos de puentes y aisladores sísmicos, cap. 3.
– Eurocódigo 8 – Diseño Sísmico de Puentes.
