Influencia del Radio de Curvatura Exterior en el Comportamiento Sísmico de Aisladores de Triple Péndulo

• Autores: Henry Ramos, Allison Socasi, Hugo Valarezo, Joselyn LLanga
• Localización: Revista Politécnica, ISSN-e 2477-8990, Vol. 57, Nº. 2, 2026 (Ejemplar dedicado a: Revista Politécnica), págs. 73-84
• Idioma: español
• DOI: 10.33333/rp.vol57n2.06
• Títulos paralelos:
  • Influence of the Outer Radius of Curvature on the Seismic Behavior of Triple Pendulum Isolators
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• Resumen
  • español

    El aislamiento sísmico constituye una estrategia eficiente para reducir las demandas sísmicas en estructuras, destacándose los aisladores de triple péndulo de fricción (TFP) por su comportamiento multietapa y su capacidad de adaptar la rigidez y la disipación de energía según la demanda sísmica. Se analizó la influencia del radio de curvatura de la placa exterior en el comportamiento de un aislador TFP. Para ello, se desarrollaron tres modelos numéricos con diferentes radios de curvatura mediante la metodología de elementos finitos (FEM). La evaluación del comportamiento del aislador se realizó aplicando un protocolo de carga conforme a lineamientos internacionales, y se obtuvieron curvas fuerza-desplazamiento, respuestas fuerza–tiempo y desplazamientos máximos. Los resultados muestran que el incremento del radio de curvatura reduce la rigidez efectiva y la fuerza lateral máxima transmitida por el aislador. Entre el modelo de menor y mayor radio se observó una disminución del 52.88 %, con fuerzas laterales de 753.598 kN y 355.074 kN, y rigideces efectivas de 1 225.466 N/mm y 577.628 N/mm para los Modelos 1 y 3. Asimismo, se evidencia una reducción en la energía disipada, reflejada en la disminución del área de los lazos histeréticos. En contraste, el desplazamiento máximo se mantiene sin variaciones significativas entre los modelos analizados, debido al protocolo de carga cíclica controlado por desplazamientos. La validación se realizó mediante comparación con formulaciones analíticas propuestas por Fenz y Constantinou. Estos resultados resaltan la importancia del radio de curvatura como un parámetro clave en el diseño y desempeño sísmico de los aisladores TFP.

  • English

    Seismic isolation is an effective strategy to reduce seismic demands in structures, with triple friction pendulum (TFP) isolators standing out due to their multistage behavior and their ability to adapt stiffness and energy dissipation according to seismic demand. The influence of the outer plate curvature radius on the behavior of a TFP isolator was analyzed. To this end, three numerical models with different curvature radii were developed using the finite element method (FEM). The evaluation of the isolator response was carried out through the application of a loading protocol in accordance with international guidelines, and force–displacement curves, force–time responses, and maximum displacements were obtained. The results show that increasing the curvature radius reduces the effective stiffness and the maximum lateral force transmitted by the isolator. Between the models with the smallest and largest radii, a 52.88% reduction was observed, with lateral forces of 753.598 kN and 355.074 kN, and effective stiffness values of 1,225.466 N/mm and 577.628 N/mm for Models 1 and 3, respectively. Likewise, a reduction in dissipated energy was observed, reflected in the decrease in the area of the hysteretic loops. In contrast, the maximum displacement remains essentially unchanged among the analyzed models due to the displacement-controlled cyclic loading protocol. Validation was performed through comparison with analytical formulations proposed by Fenz and Constantinou. These results highlight the importance of the curvature radius as a key parameter in the design and seismic performance of TFP isolators.