amortiguadores de masa sintonisada

Mec´
anica Computacional Vol. XXIII, pp. 447-462
G.Buscaglia, E.Dari, O.Zamonsky (Eds.)
Bariloche, Argentina, November 2004

EFICIENCIA DE AMORTIGUADORES DE MASA SINTONIZADOS EN
ESTRUCTURAS SISMORRESISTENTES
Daniel Ambrosini*, Guadalupe Cuitiño†, y Jorge Rebeco†
*

Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional de Cuyo
Centro Universitario - Parque Gral. San Martín - (5500) Mendoza. Fax54 0261 4380120
e-mail: dambrosini@uncu.edu.ar , web page: http://fing.uncu.edu.ar/
†

Alumnos avanzados
Facultad Regional San Rafael
Universidad Tecnológica Nacional
e-mail: guadacuitino@yahoo.com.ar jrebeco22@yahoo.com.ar

Key words: Acciones sísmicas, disipación de energía, refuerzo estructural, amortiguadores de
masa sintonizados.
Resumen. La verificación analítica y experimental dela transferencia de energía de un
sistema principal excitado externamente a otro sistema secundario no excitado acoplado al
primero, dio origen a los amortiguadores de masa sintonizados (AMS). El AMS consiste en
una masa, un resorte y un amortiguador viscoso, que colocado en el sistema vibrante
principal atenúa las vibraciones no deseadas, cuando esta sintonizado con la frecuencia de laestructura principal.
En este trabajo, se realiza un estudio numérico de la eficiencia de los AMS en la respuesta
sísmica en edificios. A pesar que existen en la literatura varios trabajos con relación a la
eficiencia de AMS, la mayoría de ellos son realizados con sistemas de 1GDL y ruido blanco
como excitación. En este trabajo se modelan estructuras reales, sometidas a diferentes
acelerogramasen la base, lo que permite tener una idea preliminar de la eficiencia de AMS
en estructuras reales.

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D. Ambrosini, G. Cuiti˜
no, J. Rebeco

1

INTRODUCCION

Con motivo de desarrollarse un encuentro mundial de investigadores de Ingeniería
Sismorresistente en 1995, el alcalde de San Francisco admitía, con una gran cuota de
dramatismo, que si en dicha ciudad se producía el sismoque los especialistas estaban
pronosticando, la mitad de los edificios y puentes existentes en San Francisco iban a estar
expuestos a un riesgo gravísimo de colapso. Esto conduce a un problema que excede el marco
de la ingeniería, ya que tiene implicancias sociales y económicas muy graves y es
prácticamente imposible, desde el punto de vista económico, reemplazar las estructuras
inseguras porotras nuevas en un plazo menor que los períodos de retorno de los sismos más
severos. Por otra parte, el refuerzo efectivo de dichas estructuras inseguras además de muy
difícil de realizar y evaluar resulta también de un elevado costo.
Ante esta situación, una alternativa muy interesante y eficaz, es la disipación de la energía
que ingresa a la estructura a través de amortiguadores sísmicos quepueden ser incorporados
sin mayores inconvenientes a estructuras ya construidas. Esta alternativa se presenta como una
de las formas más eficaces y de bajo costo para el mejoramiento de la seguridad de estructuras
existentes. Esto constituye un sistema denominado de control pasivo de vibraciones. Dentro
de los disipadores de masa pasivos, existen dos sistemas principales: amortiguadores demasa
sintonizados (AMS) y amortiguadores de liquido sintonizados (ALS). Ver Figura 1. Una
variante de éstos últimos, especialmente utilizable en estructuras de puente son los
amortiguadores de columna de líquido sintonizados (ACLS).
En relación con los amortiguadores de masa sintonizados, ya está definitivamente probada
en la literatura su eficiencia en la reducción de vibraciones provenientesde acciones de viento
y su aplicación comienza a ser corriente en este tipo de problemas.
Sin embargo, todavía se encuentra en discusión la eficiencia de los AMS en relación con
acciones sísmicas. En este sentido, Villaverde and Koyoama1 demostraron que el esfuerzo de
corte en la base de un edificio de período 2 seg. analizado en forma lineal se reduce en un
40% cuando es instalado un AMS....