Bachiller En Ciencias

PROPIEDADES DINÁMICAS DE LOS SISTEMAS
Una apropiada y realista determinación de las propiedades dinámicas de una edificación es importante para el análisis y diseño de la misma. Tradicionalmente, las oficinas de cálculo han utilizado expresiones aproximadas presentes en la normatividad sísmica para la determinación del periodo fundamental de vibración y de los amortiguamientos efectivos delsistema cuando se presenta interacción suelo-estructura.

Los nuevos criterios de diseño sísmico han centrado su interés en los desplazamientos de las estructuras como indicativos de daños, por lo que los analistas se han visto en la necesidad de realizar modelos cada vez más elaborados para la determinación, no sólo de los periodos estructurales, sino también de las formas modales y de losfactores de participación, para determinar con más precisión los esfuerzos internos y las deformaciones.

Dentro del ámbito de la dinámica estructural, el movimiento de una estructura se caracteriza por medio del desplazamiento, velocidad y aceleración que sufre su masa. Estos parámetros de respuesta, así como la descripción analítica de la carga dinámica que actúa sobre dicha masa, constituyen labase a partir de la cual se plantea una ecuación de movimiento. Dicha ecuación se utiliza para predecir y caracterizar el estado de movimiento de la estructura y de las fuerzas internas que se generan en sus componentes estructurales.

Desplazamiento u
Velocidad du / dt = u
Aceleración d2u / dt2 = u

Sistema de un grado de libertad
Un sistema de un grado de libertad (S1GL) es el modeloestructural más simple con que se puede modelar una estructura. Toda estructura que pueda modelarse a través de un S1GL debe satisfacer dos tipos de condiciones:
A) Físicas y B) De comportamiento.

Una vez que se ha decidido que una estructura puede modelarse a través de un S1GL, es necesario plantear una ecuación de movimiento, cuya solución nos permitirá describir como responde la estructuraante una excitación dinámica dada.

En cuanto a las condiciones físicas, una estructura puede modelarse razonablemente a través de un S1GL si su masa puede idealizarse como concentrada en un solo punto. Además de la masa, un S1GL posee elementos estructurales que aportan rigidez al sistema y unen la masa a una serie de apoyos (soportes), y un amortiguador viscoso que disipa la energía devibración de la estructura.

El número de desplazamientos independientes que se requieren para definir la posición desplazada de una estructura en relación a su posición original se conoce como número de grados de libertad. En cuanto a las condiciones de comportamiento, un sistema de un grado de libertad se caracteriza porque solo se requiere un grado de libertad o desplazamiento independientepara definir la configuración deformada del sistema. En el caso de la dinámica estructural, el grado de libertad esta asociado al desplazamiento, velocidad y aceleración de la masa concentrada.

ECUACIÓN DE MOVIMIENTO
La ecuación de movimiento es en realidad una ecuación de equilibrio dinámico que involucra las fuerzas que se generan en los diferentes componentes de un S1GL (representado por unsistema masa-resorte-amortiguador). En particular, establece dicho equilibrio entre la fuerza dinámica externa, y las fuerzas internas que se generan en el sistema como consecuencia de su movimiento:
A) Fuerzas de inercia generadas en la masa;
B) Fuerzas viscosas generadas en el amortiguador; y
C) Fuerzas de deformación generadas en el resorte.

Las fuerzas internas que se generan en el S1GLmasa-resorte- amortiguador dependen de los distintos parámetros de movimiento de la masa, de tal manera que:
1) La fuerza de inercia es proporcional a la aceleración de su masa;
2) La fuerza de amortiguamiento proporcional a la velocidad de la masa; y
3) La fuerza de deformación proporcional al desplazamiento de la masa.

A través de las fuerzas internas, los diferentes parámetros de...