Browsing by Author "Almazán Campillay, José Luis"

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    A long-stroke semi-active MR damper for building control using tuned masses
    (National Information Centre of Earthquake Engineering, 2017) Zemp, René; Llera Martin, Juan Carlos de la; Almazán Campillay, José Luis; Weber, F.
    In this research the comprehensive development of a long-stroke MR-damper designed to control the earthquake performance of an existing 21-story reinforced concrete building in Santiago (Chile) by reacting on one of its tuned masses is presented. The ±1 m stroke MR-damper design is quite unique and considered the nominal response of the building equipped with two pendular masses of weight 160 tons each, and tuned to the fundamental mode of the structure. The realscale long-stroke MR-damper was designed by our research team and manufactured in Chile. The MR-damper was tested using a special testing rig designed to study devices with long stroke at large deformation velocities. The rig was implemented in the dynamics and vibration control laboratory at Universidad Catolica de Chile. Both, the long-stroke MRdamper and the control algorithm were experimentally validated using a suite of periodic and seismic signals. For the building numerical simulations, the nominal MR-damper force-displacement constitutive relationship was replaced by the measured force-displacement response of the damper in order to validate the theoretical MR-damper model used. Such model was used in simulations to predict the performance of the TM-MR damper assembly in the design phase of the damper. Furthermore, a new real-time structural displacement sensor was developed with this application since conventional technology and methods to measure building displacement are inaccurate for a real-time displacement control as proposed with this application. The real-time building displacement sensor was validated using a scaled-down building prototype subjected to shaking table tests before an actual size sensor was implemented within a test building. All electronic components of the tuned-mass MR-damper assembly were tested with a shaking table and subjected to strong motion accelerations while the MR-damper was working in its active mode. It is concluded that the proposed tuned-mass MRdamper solution is technically feasible and may be advantageous in some real-life situations. The stage of development of the technology reached a point that enables commercial implementation in a real structure.
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    A macro-element model for inelastic building analysis
    (2000) Llera Martin, Juan Carlos de la; Vásquez P., Jorge; Chopra, Anil K.; Almazán Campillay, José Luis
    A three-dimensional model for approximate inelastic analysis of buildings is presented herein. The model is based on a single macro-element per building storey. The inelastic properties of the model are characterized by the so-called ultimate storey shear and torque (USST) surfaces. Different algorithms for the construction of these surfaces, as well as their applications in building modelling, are presented and discussed. Two alternative procedures are developed to integrate the force-deformation constitutive relationship of the macroelements. The first one follows the exact trajectory of the load path of the structure on the USST, and the second uses linear programming without ever forming the USST surface. The accuracy of the model and integration procedure is evaluated by means of the earthquake response of single-storey systems. The model and integration procedure developed is finally used to compute the inelastic response of a seven-storey R/C building. The results of this investigation show that the model proposed, although approximate, can be effective in estimating the inelastic deformation demand of a building. It also enables the engineer to capture and interpret important features of the three-dimensional inelastic response of a structure even before performing any inelastic dynamic analysis. Copyright (C) 2000 John Wiley & Sons, Ltd.
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    A physical model for dynamic analysis of wine barrel stacks
    (2010) Candia,Gabriel; Llera Martin, Juan Carlos de la; Almazán Campillay, José Luis
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    Accidental torsion due to overturning in nominally symmetric structures isolated with the FPS
    (JOHN WILEY & SONS LTD, 2003) Almazán Campillay, José Luis; Llera Martin, Juan Carlos de la
    Overturning of a structure causes variations in the normal loads of the isolators supporting that structure. For frictional isolators, such variation leads to changes in the frictional forces developed and, hence, in the strength distribution in plan. For frictional pendulum system (FPS) isolators, it also causes changes in the pendular action, i.e. in the stiffness distribution of the isolation interface. Therefore, although the structure is nominally symmetric it develops lateral-torsional coupling when it is subjected to two horizontal components of ground motion. This coupling is denoted herein as accidental torsion due to overturning, and its effect in the earthquake response of nominally symmetric structures is evaluated. Several parameters are identified to control this coupling, but the most important are the slenderness of the structure and the aspect ratio of the building plan. Results are presented in terms of the torsional amplification of the deformations of the isolation base and the interstorey deformations of the superstructure. The FPS system is modelled accurately by including true large deformations and the potential uplift and impact of the isolators. Impulsive as well as subduction-type ground motions are considered in the analysis, but results show small differences between them. An upper bound for the mean-plus-one standard deviation values of the torsional amplifications for the base due to this accidental torsion is 5%. This implies that for design purposes of the isolation system such increase in deformations could probably be neglected. However, the same amplification for the interstorey deformations may be as large as 50%, depending on the torsional stiffness and slenderness of the superstructure, and should be considered in design. In general, such amplification of deformations decreases for torsionally stiffer structures and smaller height-to-base aspect ratios. Copyright (C) 2003 John Wiley Sons, Ltd.
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    Aislamiento sísmico no lineal vertical-rotacional : aplicación a estanques de apoyo discontinuo
    (2015) Auad Álvarez, Gaspar Andrés; Almazán Campillay, José Luis; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
    En los últimos 30 años el desarrollo de sistemas de aislamiento sísmico ha sido muy importante. Los más usados son los dispositivos elastoméricos y los aisladores tipo péndulo de fricción. Aunque diferentes entre sí, ambos generan aislamiento sísmico en direcciones horizontales, pero no en la dirección vertical. Los sistemas mencionados anteriormente pueden usarse en cualquier tipo de estructura, aunque varios autores han propuesto sistemas de aislamiento sísmico diseñados para aplicaciones específicas. Esta investigación presenta un sistema no-lineal tridimensional de aislamiento sísmico denominado aislamiento vertical-rotacional (VRI), basado en dispositivos llamados ISO3D. A diferencia de los sistemas convencionales, los ISO3D son verticalmente flexibles y lateralmente rígidos. Este sistema puede ser aplicado a cualquier tipo de estructura, en particular es atractivo como protección sísmica de estructuras de almacenaje soportado por patas, transformadores de potencia y equipos sensibles a aceleraciones verticales.
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    Amplification system for concentrated and distributed energy dissipation devices
    (2016) Baquero Mosquera, J.; Almazán Campillay, José Luis; Tapia, N.
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    An experimental study of nominally symmetric and asymmetric structures isolated with the FPS
    (WILEY, 2003) Llera Martin, Juan Carlos de la; Almazán Campillay, José Luis
    This experimental investigation deals with the earthquake behaviour of a nominally symmetric and a mass-asymmetric three-storey structural model isolated with the frictional pendulum system (FPS). Both accidental and natural torsion are evaluated in the structure by using recorded accelerations in all building floors and measured deformations at the isolation level. A 3D-shaking table was used to subject the model to five different ground motions, including impulsive as well as far-field subduction-zone type earthquakes. Results show that the analytical predictions of the earthquake behaviour of the isolated structure, as obtained from a physical model of the FPS, are in close agreement with the true complex inelastic measured behaviour of the FPS. Besides, experimental results also validate previous observations about the importance of accounting for the variability of the normal loads in modelling the earthquake behaviour of FPS isolators. Measured torsional deformation amplifications at the base of the building vary, in the mean, from 2.5% to 6% for the symmetric and asymmetric structural configurations, respectively. In relation to the fixed base structure, the reduction factors for the base shear of the isolated structure are, in the mean, about 3.9 for both configurations. Finally, it is concluded that the FPS is capable of controlling the lateral-torsional motions of mass-asymmetric structures quite effectively by aligning the centre of mass of the superstructure with the centre of pendular and frictional resistance of the isolation system. Copyright (C) 2003 John Wiley Sons, Ltd.
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    Análisis de fragilidad sísmica de edificaciones de albañilería armada de bloques de hormigón parcialmente rellenos
    (2021) Ramírez Bolaños, Pablo Andrés; Almazán Campillay, José Luis; Sandoval Mandujano, Cristián; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
    La albañilería armada es uno de los sistemas estructurales más utilizados a nivel mundial para la construcción de edificaciones de baja y mediana altura, en zonas de alta y moderada actividad sísmica. En el caso de Chile, cerca del 32% de todo el inventario de construcciones residenciales lo constituyen edificaciones de albañilería armada. Según los últimos antecedentes sísmicos reportados en el país, un número importante de estas estructuras han presentado un desempeño sísmico desfavorable ante terremotos de moderada y severa intensidad. Esto refleja que deficiencias en el diseño sismo-resistente y/o defectos constructivos pueden haber sido las causas de este mal comportamiento. Con base en esta situación y considerando el contexto del riesgo sísmico en Chile, una evaluación del desempeño sísmico para estas edificaciones se hace necesario realizar, particularmente para aquellas construcciones que se encuentran localizadas en áreas densamente pobladas y en zonas, donde el silencio sísmico ha prevalecido por largo tiempo. Con este enfoque, la presente investigación desarrolla un análisis de fragilidad para estimar la probabilidad de daño esperada en una edificación-tipo de albañilería armada, considerando la variabilidad del movimiento del terreno como la principal fuente de influencia en la incertidumbre de la respuesta sísmica. El prototipo de edificación estudiado corresponde a una vivienda social típica de dos pisos representativa de albañilerías chilenas y estructurada en base a muros de albañilería armada de bloques huecos de hormigón parcialmente rellenos (PG-RCMSW, por sus siglas en inglés). Como apoyo para el desarrollo del análisis de fragilidad, un estudio experimental y numérico es también abordado. En el estudio experimental, las propiedades mecánicas de la albañilería son caracterizadas y la respuesta cíclica de diez muros PG-RCMSW sometidos a cargas laterales reversibles en su propio plano, es analizada para tres variables de diseño: relación de aspecto, cuantía de acero de refuerzo horizontal y nivel precompresión axial. En el estudio numérico, un modelo histerético simple es implementado para reproducir el comportamiento inelástico de los muros ensayados, y un modelo numérico de elementos finitos es propuesto para simular la relación constitutiva fuerza–deformación para una condición de carga monotónica. Con base en los resultados obtenidos de estos estudios, un modelo dinámico simplificado es formulado y funciones de fragilidad, para tres estados límites distintos son derivadas utilizando el enfoque del análisis dinámico incremental (IDA) y el método de análisis de múltiples bandas (MSA). Finalmente, como ejemplo de aplicación, la fragilidad sísmica de la edificación-tipo es estimada para un escenario sísmico determinístico localizado en el norte de Chile, donde la albañilería conformada por muros de bloques de hormigón prevalece como sistema estructural. Como conclusión del análisis de fragilidad, se encuentra que la severidad de los daños esperados para este tipo de construcciones depende principalmente de la configuración geométrica y estructural de los machones que se originan entre las aberturas de los muros resistentes. Un diseño o reforzamiento apropiado para estos elementos, conduciría en alguna medida, a reducir la vulnerabilidad sísmica de estas estructuras ante movimientos sísmicos fuertes.
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    Análisis de levantamiento en estructuras con aisladores de péndulo friccional: parámetros de interés, estimación de magnitudes críticas y medidas de mitigación
    (2023) Arre Palacios, Macarena; Almazán Campillay, José Luis; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
    Los sistemas de aislamiento sísmico han sido una herramienta crucial para controlar la respuesta de las estructuras y mejorar su desempeño. En particular, los sistemas friccionales como los péndulos friccionales (FPS) son utilizados en diversas estructuras para aumentar el período fundamental y asé disminuir respuestas de drift, desplazamientos y esfuerzos internos, entre otras. Un problema que presentan estos dispositivos y que puede disminuir su eficacia corresponde al levantamiento de su parte superior y posterior impacto, producido por un volcamiento parcial de parte de la superestructura. Este fenómeno puede producir que la estructura se desestabilice por una falla en los dispositivos de aislamiento, además de aumentar las magnitudes de diversas respuestas como aceleraciones ´ de piso y esfuerzos internos tanto en los elementos estructurales como en los aisladores. Esta tesis plantea un análisis paramétrico de las estructuras aisladas que presentan levantamiento, definiendo los parámetros que las caracterizan. Además, se estudian los efectos ´ que estos levantamientos e impactos verticales tienen en la superestructura. A partir de esto, se analizan las consecuencias de un dispositivo de tipo FPS modificado resiliente a impacto (IR-FPS) en las magnitudes de los levantamientos y en las respuestas de la superestructura. Se observa que dicho dispositivo permite disminuir los levantamientos, y mejorar el comportamiento frente a este fenómeno. Finalmente, se propone una metodología simplificada para estimar las magnitudes de levantamiento y tiempos de levantamiento de las estructuras a partir de un análisis lineal, lo que es de utilidad en las etapas de diseño.
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    Análisis de los efectos del terremoto del 27 de febrero de 2010 en estanques de acero inoxidable de pared delgada (EAIPD) con patas y desarrollo de un sistema de protección sísmica para estas estructuras
    (2011) Sandoval Sanzana, Víctor Manuel; Almazán Campillay, José Luis; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
    El sismo del Maule (Febrero 27, 2010, Chile) afectó gran parte del territorio nacional provocando daños de consideración en viviendas e industrias. La influencia de este sismo afectó directamente a gran parte de la industria vitivinícola nacional y los efectos fueron especialmente severos en sus estructuras de almacenamiento, en particular en los estanques de acero inoxidable de pared delgada utilizados en los procesos de fermentación y guarda. La utilización de sistemas de aislamiento sísmico en edificios demostró su gran eficiencia, sin embargo la utilización de este tipo de soluciones no es general en todo tipo de estructuras.
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    Análisis del daño observado en estanques de acero inoxidable para vino durante el terremoto del Maule del 02/27/2010 y recomendaciones para mejorar el diseño de estas estructuras.
    (2014) González Pisani, Erick Paolo; Almazán Campillay, José Luis; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
    El terremoto de Maule (27 de Febrero del 2010, Chile), uno de los más grandes registrados en la historia, afectó a un área muy amplia del país, donde se encuentra una gran variedad de industrias importantes. Particularmente, la industria vitivinícola fue una de las más afectadas, ya que la mayor parte del vino se produce en la zona afectada. Con el apoyo de esta industria y el gobierno, se llevó a cabo un reconocimiento general de los daños. En esta etapa, se encontraron varios problemas, que produjeron grandes pérdidas, en los estanques y otros elementos utilizados en el proceso de elaboración del vino, entre los que se encuentran la carencia de diseño estructural sísmico, la falta de redundancia estructural, y un diseño y ejecución inadecuados de los anclajes. Se presenta un resumen con las principales observaciones hechas durante esta inspección, seguido por una comparación del desempeño observado, con los resultados de un modelo de elementos finitos no-lineal de uno de los tipos de estanque más dañado por el terremoto, llamado estanque con patas. Este modelo fue capaz de predecir la localización de la concentración de tensiones y deformaciones, y el tipo de daño que produjo la falla de las estructuras representadas por los modelos. Además, la resistencia obtenida de los modelos se comparó favorablemente con la resistencia obtenida usando un método de diseño aproximado propuesto por otros investigadores. Finalmente, se propone un sistema pasivo de disipación de energía, que es incorporado a la modelación de un estanque. Este modelo se evalúa en forma no-lineal y se comparan las solicitaciones resultantes con las de un modelo que no posee disipadores. Estos resultados podrían ser usados para el desarrollo de directrices en el diseño sísmico y la construcción, para así reducir la vulnerabilidad de la industria en terremotos futuros. Palabras Claves: terremoto del Maule del 2010, sistema de almacenamiento de vino, modo de falla de pandeo, normas de diseño sísmico, estanque de acero inoxidable de pared delgada, falla de anclaje, trabajo de reconocimiento, vulnerabilidad sísmica, instalaciones industriales, disipador de energía metálico.
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    Analytical and experimental response of asymmetric structures with frictional and viscoelastic dampers
    (2004) Llera Martin, Juan Carlos de la; Almazán Campillay, José Luis; Vial, Ignacio; Ceballos, Victor; García, Marcos
    This article summarizes analytical and experimental results of linear asymmetric structures with frictional and viscoelastic dampers. Such energy dissipation devices may prove useful in controlling the uneven deformation demand occurring in structural members of torsionally unbalanced structures. Torsional balance is defined as a property of an asymmetric structure that leads to similar deformation demand in structural members equidistant from the geometric center of the building plan. It can be defined in a strong or a weak form. The latter, which allows for rotation of the building plan, only implies an equal norm of the displacement demand at resisting planes symmetric with respect to the geometric center. In general, it can be achieved by the use of energy dissipation devices by making the so-called empirical center of balance of the structure to lie on top of the geometric center. Shaking table results conducted on a mass and stiffness asymmetric six-story model with frictional dampers support the analytical results and the concept of weak torsional balance. Similar results may be extended to the use of viscoelastic dampers as well as for inelastic multistory asymmetric structures.
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    Analytical model of structures with frictional pendulum isolators
    (JOHN WILEY & SONS LTD, 2002) Almazán Campillay, José Luis; Llera Martin, Juan Carlos de la
    This investigation centres on the development of a mathematically formal description of the dynamic response of structures isolated with the frictional pendulum system (FPS). It is shown that a theoretically 'exact' model can be formulated to account for large deformation kinematics and the associated P-Delta effects in the isolators. The problem is of importance in light of the large deformations observed during impulsive ground motions like those that occurred during the Northridge, Kobe, Turkey, and Taiwan earthquakes. Besides, the model developed may be easily extended to other devices with kinematic constraints other than the spherical one corresponding to the FPS. Results of the model are presented for two building examples. The first one deals with the seismic response of a rigid superstructure supported on two FPS isolators and is intended to provide a numerical example of the equations developed in the text. The second example presents the three-dimensional earthquake response of a nominally symmetric structure supported on four FPS isolators and subjected to different ground motions. Both examples point out that small deformation kinematics may lead, in the case of impulsive motions, to discrepancies in global response quantities, relative to the 'actual' response, as large as 30 per cent. These discrepancies increase up to 50 per cent for local response quantities such as normal isolator forces. Copyright (C) 2001 John Wiley Sons, Ltd.
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    Bloque deslizante para aisladores sísmicos del tipo friccional; aislador sísmico del tipo péndulo friccional (Chile, concesión n° 70724)
    Almazán Campillay, José Luis; Auad Álvarez, Gaspar Andrés; Quizanga Martínez, Diego Marcelo
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    Comportamiento cíclico de albañilería armada de bloques de hormigón parcialmente relleno : análisis experimental y numérico
    (2016) Ayala Moya, Carlos Alexis; Almazán Campillay, José Luis; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
    Esta tesis describe el comportamiento de diez muros a escala real de albañilería armada de bloque con relleno parcial de celdas (PG-RMWs) probados bajo carga cíclica lateral. Se consideraron tres relaciones de aspecto Hef/B=0.44 (muros chatos), Hef/B=0.97 (muros cuadrados), y Hef/B=1.95 (muros esbeltos); dos cuantías de refuerzo horizontal ρH= 0.04% y ρV= 0.09%; esfuerzos a compresión de σC=8.4% f’m para simular edificaciones hasta tres niveles, excepto los muros M7 y M10 los cuales no se les aplico capaz carga axial y solamente estuvieron sometidos al peso propio de la viga superior, con de σC=0.5% f’m. Para tener una base de comparación se ensayaron dos muros con las mismas condiciones de carga, M2 replica de M1 y M4 replica de M3. Además se propone un modelo celosía (MC) no-lineal para PG-RMWs el cual es capaz de representar la degradación de resistencia, de rigidez y el “pinching” por agrietamiento de muros cuadrados. Para muros chatos se tiene aceptables resultados, no así muros esbeltos. Este modelo se valida mediante la comparación con la respuesta cíclica de tres PG-RMWs obtenida experimentalmente.
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    Criterio unificado para distribución en planta de disipadores de energía en estructuras asimétricas lineales sometidas a sismo
    (2008) Almazán Campillay, José Luis; López-García, Diego; Llera Martin, Juan Carlos de la
    La asimetría en planta es considerada por las normas de diseño sísmico y por la profesión en general como una propiedad no deseada de una estructura. De hecho, algunas normas limitan y castigan severamente la construcción de edificios fuertemente asimétricos. Sin embargo, y debido principalmente a razones arquitectónicas, estas estructuras se construyen muy frecuentemente en la práctica, haciendo indispensable el desarrollo de procedimientos para controlar su respuesta torsional. El uso de disipadores pasivos de energía es, en muchos casos, la solución práctica más aconsejable en la actualidad. Para atenuar los efectos torsionales y hacer un uso eficiente de estos disipadores, se requiere estudiar cuidadosamente tanto su distribución en altura como en planta. En los últimos 15 años se han propuesto numerosos métodos para optimizar la distribución en altura. Algunos de ellos proponen minimizar un cierto funcional definido en forma más o menos heurística, mientras que otros son aplicaciones de la teoría de control. En base a estudios sobre modelos planos de múltiples pisos, los resultados indican claramente que la reducción de la respuesta es muy sensible a la distribución en altura. Un poco más recientemente, se han propuesto también criterios para la distribución en planta de los disipadores, aunque la mayoría de ellos sólo son aplicables a modelos de un piso. Por lo tanto, no existe claridad respecto a cómo este conocimiento puede aplicarse a estructuras reales. Para ayudar a resolver este problema, se presenta en este trabajo un método que permite encontrar la distribución en planta y en altura en forma simultánea. El método consiste en minimizar un funcional calculado a partir de las deformaciones de entrepiso en los bordes del edificio, y en cada una de las dos direcciones principales. Los resultados encontrados indican que este procedimiento logra uniformar las deformaciones de entrepiso tanto en planta como en altura. Aunque en este caso se han usado modelos lineales sometidos a excitación sísmica probabilística, es posible aplicar el concepto a modelos no-lineales sometidos a cualquier tipo excitación.
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    Damage potential reduction of optimally passive-controlled nonlinear structures
    (2015) Aguirre, J.; Almazán Campillay, José Luis