Development of a Low-Cost Seismic Isolation System for Masonry Housing of 01 to 02 levels
The high cost of current anti-seismic devices makes it practically impossible to use them in housing buildings in low-income communities, leaving them exposed to seismic events. For this reason, the objective is to develop a low-cost seismic isolation system, made with inexpensive and accessible mat...
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2023
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In the initial stage, a mathematical model was developed, using its stability by means of phase portraits and the minimum potential energy principle. Then, the influence of geometrical parameters on the dynamic response of the system was analyzed. With the numerical implementation of the model, the structural response of the system was analyzed when subjected to earthquakes with different frequency contents, obtaining as a result a reduction of total accelerations that vary between a range of 4.5 times. The system was validated through the acquisition of the dynamic properties with seismographs, of an experimental model exposed to microtremors; and its comparison with the results obtained from the mathematical model. The proposed isolation system not only reduces the accelerations under the proposed earthquakes but also possesses the main characteristic of a seismic isolation system: period elongation.El elevado costo de los dispositivos antisísmicos en la actualidad, hace prácticamente imposible su uso en edificaciones de viviendas de comunidades de escasos recursos económicos, dejándolas expuestas a los acontecimientos sísmicos. Por dicho motivo, se tiene como objetivo el desarrollo de un sistema de aislamiento sísmico de bajo costo, elaborado con materiales económicos y accesibles. En la etapa inicial se desarrolló un modelo matemático, analizando su estabilidad mediante retratos de fase y el principio mínimo de energía potencial. A continuación, se analizó la influencia de parámetros geométricos en la respuesta dinámica del sistema. Con la implementación numérica del modelo, se analizó la respuesta estructural del sistema cuando es sometido a sismos con contenidos de frecuencias distintos, obteniendo como resultado una reducción de aceleraciones totales que varían entre un rango de 4.5 veces. El sistema se validó a través de la adquisición de las propiedades dinámicas con sismógrafos, de un modelo experimental expuesto a microtrepidaciones; y su comparación con los resultados obtenidos del modelo matemático. El sistema de aislamiento propuesto no solo reduce las aceleraciones bajo los sismos propuestos, sino que también posee la característica principal de un sistema de aislamiento sísmico: Elongación de periodos.O alto custo dos dispositivos antissísmicos hoje praticamente impossibilita seu uso em prédios residenciais de comunidades de baixa renda, deixando-os expostos a eventos sísmicos. Por isso, o objetivo é desenvolver um sistema de isolamento sísmico de baixo custo, feito com materiais baratos e acessíveis. Na etapa inicial, foi desenvolvido um modelo matemático, analisando sua estabilidade através de retratos de fase e o princípio mínimo de energia potencial. Em seguida, foi analisada a influência dos parâmetros geométricos na resposta dinâmica do sistema. Com a implementação numérica do modelo, foi analisada a resposta estrutural do sistema quando submetido a sismos com diferentes conteúdos de frequência, obtendo como resultado uma redução das acelerações totais que variam entre um intervalo de 4,5 vezes. O sistema foi validado através da aquisição das propriedades dinâmicas com sismógrafos, de um modelo experimental exposto a microtrepidações; e sua comparação com os resultados obtidos a partir do modelo matemático. O sistema de isolamento proposto não apenas reduz as acelerações sob os terremotos propostos, mas também possui a principal característica de um sistema de isolamento sísmico: o alongamento do período.Universidad de Montevideo2023-06-29info:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionPeer reviewed articlesArtículos evaluados por paresArtigos revistos por parespublishedVersioninfo:eu-repo/semantics/publishedVersionapplication/pdfapplication/octet-streamhttp://revistas.um.edu.uy/index.php/ingenieria/article/view/114110.36561/ING.24.3Memoria Investigaciones en Ingeniería; No. 24 (2023); 13-36Memoria Investigaciones en Ingeniería; Núm. 24 (2023); 13-36Memoria Investigaciones en Ingenieria; n. 24 (2023); 13-362301-11062301-109210.36561/ING.24reponame:REDUMinstname:Universidad de Montevideoinstacron:Universidad de Montevideospahttp://revistas.um.edu.uy/index.php/ingenieria/article/view/1141/1452http://revistas.um.edu.uy/index.php/ingenieria/article/view/1141/1453Derechos de autor 2023 Yalmar Carrera, Enrique Simborthttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0info:eu-repo/semantics/openAccessAtribución 4.0 Internacionaloai:redum.um.edu.uy:20.500.12806/25802026-06-16T07:04:25Z |
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