Análisis comparativo de la respuesta sísmica del edificio "pabellón inicial del Colegio San Francisco de Asís" con base fija y con aisladores LRB Y TPF Cusco-2022.

Abstract

Este trabajo de investigación buscó estudiar el comportamiento sísmico del edificio Pabellón Inicial del Colegio San Francisco de Asís, incorporando un sistema de control de vibraciones en la base de la edificación, además, estudiar a la estructura sin ningún tipo de control (Base Fija). Para el sistema de aislamiento de base, se estudiaron tres tipos de aisladores, el aislador Lead Rubber Bearing (LRB), Sliders (Deslizadores) y el aislador Triple Friction Pendulum (TFP). Los objetivos principales de esta tesis son estudiar el comportamiento sísmico del edificio Pabellón Inicial del Colegio San Francisco de Asís con base fija y cómo cambia el comportamiento incrementando tres tipos de aisladores, el aislador LRB con deslizador y el aislador TFP, y la determinación de la eficiencia de los aisladores con respecto al edificio en Base Fija en términos de la reducción de los desplazamientos relativos, fuerzas cortantes y aceleraciones de entrepiso. Para llevar a cabo esta investigación, se empleó un modelo matemático tridimensional del edificio, desarrollado en el software de análisis no lineal ETABS v19. También se utilizó para comparar la eficiencia entre los aisladores LRB con deslizador y TFP en términos de la respuesta estructural de la edificación frente a fuerzas sísmicas. Los resultados de esta investigación mostraron que los aisladores LRB con deslizadores y TFP son eficaces, logrando reducir las derivas en más de un 77% para la dirección de análisis X y 89% para la dirección de análisis Y, las fuerzas cortantes se redujeron en más de un 67% en la dirección de análisis X y 67% en la dirección de análisis Y; mientras que las aceleraciones de entrepiso se redujeron en más de un 68% en la dirección de análisis X y 64% en la dirección de análisis Y. En conclusión, los resultados de esta tesis demuestran que los aisladores LRB con deslizadores y TFP son sistemas de control de vibraciones eficientes para reducir los efectos de los terremotos en estructuras de edificaciones como lo demostrado en el Colegio San Francisco de Asís. Estos resultados demuestran que el uso de los aisladores LRB con deslizadores y TFP son una buena opción para mejorar la seguridad sísmica de los edificios.

This research work sought to study the seismic behavior of the Initial Pavilion building of the San Francisco de Asís School, incorporating a vibration control system at the base of the building, in addition, to studying the structure without any control (Fixed Base). For the base isolation system, three types of insulators were studied, the Lead Rubber Bearing (LRB) insulator, Sliders (Sliders), and the Triple Friction Pendulum (TFP) insulator. The main objectives of this thesis are to study the seismic behavior of the Initial Pavilion building of the San Francisco de Asís School with a fixed base and how the behavior changes by increasing three types of isolators, the LRB isolator with slider and the TFP isolator, and the determination of the efficiency of the insulators concerning the Fixed Base building in terms of the reduction of relative displacements, shear forces, and mezzanine accelerations. To carry out this research, a three-dimensional mathematical model of the building was developed in the nonlinear analysis software ETABS v19. It was also used to compare the efficiency between LRB slip and TFP isolators in terms of the structural response of the building to seismic forces. The results of this research showed that LRB insulators with sliders and TFP are effective, managing to reduce drifts by more than 77% for the X analysis direction and 89% for the Y analysis direction, the shear forces were reduced by more than 67% in the X analysis direction and 67% in the Y analysis direction; while the mezzanine accelerations were reduced by more than 68% in the X analysis direction and 64% in the Y analysis direction. In conclusion, the results of this thesis demonstrate that LRB isolators with sliders and TFP are efficient vibration control to reduce the effects of earthquakes on building structures as demonstrated at the San Francisco de Asís School. These results demonstrate that using LRB isolators with sliders and TFP is a good option for improving the seismic safety of buildings.