Control de vibraciones torcionales

Editorial de la Universidad
Tecnológica Nacional

CONTROL DE VIBRACIONES TORSIONALES EN
ESTRUCTURAS SISMORRESISTENTES

Mg. Ing. Ricardo Daniel Bassotti
Director del Departamento Ingeniería Civil
Facultad Regional San Rafael
Universidad Tecnológica Nacional

Tesis presentada para acceder al grado académico de
“MAGÍSTER EN INGENIERÍA ESTRUCTURAL” de la Universidad
Nacional de Tucumán.Instituto de Estructuras
Facultad de Ciencias Exactas y Tecnología
San Miguel de Tucumán

http://www.edutecne.utn.edu.ar

UNIVERSIDAD NACIONAL DE TUCUMÁN

CONTROL DE VIBRACIONES TORSIONALES EN
ESTRUCTURAS SISMORRESISTENTES

TESIS DE MAGISTER EN INGENIERÍA ESTRUCTURAL

Ricardo Daniel BASSOTTI

CONTROL DE VIBRACIONES TORSIONALES EN ESTRUCTURAS
SISMORRESISTENTES

por

RICARDODANIEL BASSOTTI
Ingeniero Civil

Tesis presentada como requerimiento parcial
Para acceder al grado académico de
“MAGÍSTER EN INGENIERÍA ESTRUCTURAL”
de la Universidad Nacional de Tucumán

Instituto de Estructuras
Facultad de ciencias Exactas y Tecnología
San Miguel de Tucumán

a Claudia, mi esposa
a Ñata y Octorino, Padres ejemplares
a Antonella, Florencia y Constanza, mis locasbajitas

Bassotti, R.D., Tesis Magíster en Ingeniería Estructural, Universidad Nacional de Tucumán

ÍNDICE

i
iii
iv
v
vi
viii
ix

INDICE
RESUMEN
ABSTRACT
AGRADECIMIENTOS
LISTA DE FIGURAS
LISTA DE TABLAS
NOTACION

CAPÍTULO 1: INTRODUCCIÓN
1.1. IDENTIFICACIÓN DEL PROBLEMA

1

1.2. OBJETIVOS BÁSICOS

3

1.3. HIPÓTESIS PRINCIPALES

4

1.4. CONTENIDO DE LA TESIS

41.5. NOTACIÓN

5

CAPÍTULO 2: ESTADO DEL ARTE
2.1. INTRODUCCIÓN

6

2.2. SISTEMAS DE AISLACIÓN DE BASE

7

2.3. SISTEMAS PASIVOS

10

2.4. SISTEMAS ACTIVOS – SEMIACTIVOS E HÍBRIDOS

15

2.5. AMORTIGUADORES DE MASA PASIVOS – ALS Y AMS

19

CAPÍTULO 3: MODELOS DESARROLLADOS
3.1. MODELO DE ESTRUCTURA

26

3.2. MODELO DE AMS

32

3.2.1. AMS ORIENTADO EN DIRECCIÓN X32

3.2.2. AMS ORIENTADO EN DIRECCIÓN Y

37

3.2.3. ECUACIONES DE INTERACCIÓN

38

3.2.4. DEFINICIÓN DE LOS PARÁMETROS DEL AMS

40

i

Bassotti, R.D., Tesis Magíster en Ingeniería Estructural, Universidad Nacional de Tucumán
CAPÍTULO 4: HERRAMIENTA COMPUTACIONAL
4.1. INTRODUCCIÓN

43

4.2. DESCRIPCIÓN DEL PROGRAMA

44

4.3. CONTRASTE Y VERIFICACIÓN DEL PROGRAMA

52CAPÍTULO 5: RESULTADOS
5.1. INTRODUCCIÓN

61

5.1. EDIFICIO CON NÚCLEO Y TABIQUES

61

5.2. EDIFICIO CON NÚCLEO CENTRAL

67

CAPÍTULO 6: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
6.1. INTRODUCCIÓN

76

6.2. DISCUSIÓN Y CONCLUSIONES

77

6.3. RECOMENDACIONES PARA TRABAJOS FUTUROS

79

APÉNDICE A: LISTADO DE LA SUBRUTINA AMS

81

REFERENCIAS

84

ii

Bassotti, R.D., TesisMagíster en Ingeniería Estructural, Universidad Nacional de Tucumán

RESUMEN
Una de las soluciones alternativas para los problemas de inseguridad estructural e
incomodidad ante las vibraciones en edificios altos, es la utilización del concepto de control
pasivo de vibraciones, sin uso de energía externa, mediante el cual se puede reducir
significativamente la magnitud de las vibraciones enestructuras. Esta alternativa se presenta
como una de las formas más eficaces y de bajo costo para el mejoramiento de la seguridad
de estructuras existentes. Dentro de los amortiguadores pasivos de masa, existen dos
sistemas principales: los amortiguadores de masa sintonizados (AMS) y los amortiguadores
de líquido sintonizados (ALS).
El objetivo fundamental de este trabajo es la determinaciónde la eficiencia de
amortiguadores de masa sintonizados en la disminución de los efectos torsionales en
edificios asimétricos sometidos a acciones sísmicas.
En primer lugar se analiza el comportamiento dinámico de los sistemas de control
pasivo de vibraciones y se realiza un análisis crítico y comparación de los principales
modelos de sistemas de control de vibraciones pasivos existentes....