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Páginas: 69 (17157 palabras)
Publicado: 24 de abril de 2014
EL ANÁLISIS DINÁMICO DE
CONSTRUCCIONES SISMO RESISTENTES
Conceptos básicos y limitaciones
Agustín B. Reboredo
Ingeniero Civil
EL ANÁLISIS DINÁMIC O DE CONSTRUCCIONES SISMO RESISTENTES
2
PRÓLOGO
4
INTRODUCCIÓN
5
El análisis dinámico de las construcciones
5
Diseño y análisis
6
CONCEPTOS FUNDAMENTALES SOBRE DINÁMICA ESTRUCTURAL
7
Objetivo de la dinámicaestructural aplicada a construcciones sismo resistentes
Respuesta estructural
Valor máximo de la respuesta
Limitaciones
7
7
7
7
Algunas definiciones
Grado de libertad
Modo natural de vibración
8
8
9
Los distintos métodos para el análisis dinámico teórico
Vibradores lineales de un grado de libertad
Vibradores elásticos de varios grados de libertad
Análisis dinámico porintegración directa
Respuesta de un vibrador de un grado de libertad para excitaciones caóticas
LOS PROGRAMAS
10
10
10
11
11
12
Programas para el análisis dinámico
Programas “unidireccionales”
Programas “multidireccionales”
Programas de elementos finitos
Respuestas por superposición modal
Programas de análisis no lineal
12
12
12
12
13
13
Problemas numéricos asociadoscon los programas
Algunos casos concretos
La calidad de los programas
13
14
15
El modelado de la construcción
Los vínculos
Las propiedades de los materiales
La definición de la estructura
La validez del modelo
16
16
16
17
18
Algunas particularidades de la modelación
Definición de los grados de libertad
Generación del modelo
18
18
19
EL MÉTODO DE SUPERPOSICIÓN MODAL21
Descripción del método
21
Resultados posibles
21
EL ANÁLISIS DINÁMIC O DE CONSTRUCCIONES SISMO RESISTENTES
Superposición modal para movimientos armónicos
Superposición modal para movimientos caóticos
3
21
21
Limitaciones teóricas a la validez
Estructuras “planas”
Estructuras espaciales
22
22
23
Limitaciones prácticas a la validez
Las estructurasreales
Comportamiento elastoplástico
23
23
23
Ejemplos
Pórtico plano de tres niveles
Pórtico plano de muchos niveles
24
24
26
MODELOS ESPACIALES
Particularidades de la modelación espacial
Limitaciones provenientes de los programas
Limitaciones de la superposición modal en modelos espaciales
Acoplamiento de vibraciones en direcciones distintas
Un ejemplo de estructura espacialLAS ACCIONES EXTREMAS
31
31
31
31
32
32
35
Particularidades del análisis estructural para estados últimos
35
Consideración de la ductilidad en el método de superposición modal
35
Validez de los resultados
36
CONCLUSIONES
37
El significado del análisis de la estructura
37
Aplicación del método de superposición modal espectral en estructuras espaciales37
Estructuras “planas”
38
Estructuras elastoplásticas
38
Los programas
38
El diseño... siempre el diseño
39
A MODO DE EPÍLOGO
39
BIBLIOGRAFÍA
40
EL ANÁLISIS DINÁMIC O DE CONSTRUCCIONES SISMO RESISTENTES
4
Prólogo
El objeto de este trabajo es presentar algunas reflexiones sobre el análisis dinámico aplicado a
las construcciones sismo resistentespara servir de apoyo a los colegas y estudiantes en la
aplicación de esos procedimientos. La parte más importante del trabajo se dedica al método
de la superposición modal espectral, que es el más difundido actualmente.
El motivo es el uso creciente de ese tipo de análisis y la creencia muy difundida de que esos
métodos son superiores en cuanto a precisión y a confiabilidad que los métodosllamados
estáticos. Esta creencia conduce a sobrevalorar los resultados del análisis y a descuidar los
pasos previos y posteriores al mismo: diseño conceptual de la estructura, formulación del
modelo y elección del método, interpretación de resultados.
Esta contribución se limita a los aspectos conceptuales, es decir a la interpretación física de
los distintos aspectos del análisis y a su...
CONSTRUCCIONES SISMO RESISTENTES
Conceptos básicos y limitaciones
Agustín B. Reboredo
Ingeniero Civil
EL ANÁLISIS DINÁMIC O DE CONSTRUCCIONES SISMO RESISTENTES
2
PRÓLOGO
4
INTRODUCCIÓN
5
El análisis dinámico de las construcciones
5
Diseño y análisis
6
CONCEPTOS FUNDAMENTALES SOBRE DINÁMICA ESTRUCTURAL
7
Objetivo de la dinámicaestructural aplicada a construcciones sismo resistentes
Respuesta estructural
Valor máximo de la respuesta
Limitaciones
7
7
7
7
Algunas definiciones
Grado de libertad
Modo natural de vibración
8
8
9
Los distintos métodos para el análisis dinámico teórico
Vibradores lineales de un grado de libertad
Vibradores elásticos de varios grados de libertad
Análisis dinámico porintegración directa
Respuesta de un vibrador de un grado de libertad para excitaciones caóticas
LOS PROGRAMAS
10
10
10
11
11
12
Programas para el análisis dinámico
Programas “unidireccionales”
Programas “multidireccionales”
Programas de elementos finitos
Respuestas por superposición modal
Programas de análisis no lineal
12
12
12
12
13
13
Problemas numéricos asociadoscon los programas
Algunos casos concretos
La calidad de los programas
13
14
15
El modelado de la construcción
Los vínculos
Las propiedades de los materiales
La definición de la estructura
La validez del modelo
16
16
16
17
18
Algunas particularidades de la modelación
Definición de los grados de libertad
Generación del modelo
18
18
19
EL MÉTODO DE SUPERPOSICIÓN MODAL21
Descripción del método
21
Resultados posibles
21
EL ANÁLISIS DINÁMIC O DE CONSTRUCCIONES SISMO RESISTENTES
Superposición modal para movimientos armónicos
Superposición modal para movimientos caóticos
3
21
21
Limitaciones teóricas a la validez
Estructuras “planas”
Estructuras espaciales
22
22
23
Limitaciones prácticas a la validez
Las estructurasreales
Comportamiento elastoplástico
23
23
23
Ejemplos
Pórtico plano de tres niveles
Pórtico plano de muchos niveles
24
24
26
MODELOS ESPACIALES
Particularidades de la modelación espacial
Limitaciones provenientes de los programas
Limitaciones de la superposición modal en modelos espaciales
Acoplamiento de vibraciones en direcciones distintas
Un ejemplo de estructura espacialLAS ACCIONES EXTREMAS
31
31
31
31
32
32
35
Particularidades del análisis estructural para estados últimos
35
Consideración de la ductilidad en el método de superposición modal
35
Validez de los resultados
36
CONCLUSIONES
37
El significado del análisis de la estructura
37
Aplicación del método de superposición modal espectral en estructuras espaciales37
Estructuras “planas”
38
Estructuras elastoplásticas
38
Los programas
38
El diseño... siempre el diseño
39
A MODO DE EPÍLOGO
39
BIBLIOGRAFÍA
40
EL ANÁLISIS DINÁMIC O DE CONSTRUCCIONES SISMO RESISTENTES
4
Prólogo
El objeto de este trabajo es presentar algunas reflexiones sobre el análisis dinámico aplicado a
las construcciones sismo resistentespara servir de apoyo a los colegas y estudiantes en la
aplicación de esos procedimientos. La parte más importante del trabajo se dedica al método
de la superposición modal espectral, que es el más difundido actualmente.
El motivo es el uso creciente de ese tipo de análisis y la creencia muy difundida de que esos
métodos son superiores en cuanto a precisión y a confiabilidad que los métodosllamados
estáticos. Esta creencia conduce a sobrevalorar los resultados del análisis y a descuidar los
pasos previos y posteriores al mismo: diseño conceptual de la estructura, formulación del
modelo y elección del método, interpretación de resultados.
Esta contribución se limita a los aspectos conceptuales, es decir a la interpretación física de
los distintos aspectos del análisis y a su...
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