Disipadores De Energia Sismica

MARCO TEORICO
ANALISIS DE LOS DISIPADORES DE ENERGIA SISMICA EN ESTRUCTURAS DE CONCRETO ARMADO
INDICE:
 Concepto
 Ventajas
 Teoría
 Dispositivo
 - Disipadores metálicos
 - Disipadores friccionales
 - Disipadores viscosos
 - Disipadores viscoelásticos
1. CONCEPTO
La disipación de energía se logra mediante la introducción de dispositivos especiales en una estructura, con elfin de reducir las deformaciones y esfuerzos sobre ella.
Estos dispositivos reducen la demanda de deformación y esfuerzos producidos por el sismo mediante el aumento del amortiguamiento estructural. Como resultado los esfuerzos inducidos por el sismo en la estructura pueden ser hasta un 50% menores que los correspondientes a la estructura sin disipadores, reduciendo sustancialmente las incursionesinelásticas (daño) de la estructura.



Edificio con disipadores de Energia Edificio sin disipadores de Energia

2. VENTAJAS
 La seguridad estructural es entre un 50 y un 100% mayor que un edificio
convencional
 Se protegen los contenidos
 Se evita la paralización post-sismo
 Se puede utilizar tanto en edificios como en equipos industriales para elcontrol de vibraciones

A modo de ejemplo, en los terremotos de Northridge, USA (1994) y Kobe, Japón (1995) se pudo comprobar con éxito las ventajas que poseen las estructuras provistas de sistemas de disipación de energía, al observar el excelente comportamiento de este tipo de edificios frente a los convencionales.

3. TEORIA
Los disipadores de energía modifican la propiedad dinámica deamortiguamiento delsistema estructural de modo que las vibraciones inducidas por la excitación son absorbidas por estos dispositivos. Su utilización es especialmente adecuada en edificios flexibles fundados sobre cualquier tipo de suelo.

Espectro de desplazamiento para el registro de
Lllolleo (1985) con amortiguamientos de 5, 10
y 15%

3.1 MOVIMIENTOS SISMICOS DEL TERRENO

Las característicasde los movimientos sísmicos del terreno pueden variar de
aquellos cercanos a las entradas sinusoidales, tales como el sismo de México de 1985, o medios ciclos o ciclos completos de ondas seno, tales como el sismo de California de 1992. Su aceleración del espectro de respuesta (SA), especto de respuesta de velocidad (SV), o espectro de respuesta de desplazamiento (SD) describe estas variacionesen las características del movimiento del terreno. Estos espectros son definidos, respectivamente, como la aceleración máxima absoluta de la masa, la velocidad máxima relativa de la masa y el desplazamiento máximo relativo de la masa como función del período natural de la estructura.

Históricamente (Newmark and Hall, 1982), el máximo desplazamiento relativo entre la masa y su base fue computadodesde un movimiento de aceleración registrada del terreno para diferentes períodos estructurales para obtener el desplazamiento espectral, SD. Los correspondientes valores de seudos-SA y seudos-SV fueron calculados por factores de períodos desde SD. Estos valores de seudo-SA y seudo- SV han sido mostrados razonablemente cercanos a los valores actuales de SA y SV cuando el amortiguamiento espequeño (menos del 10%). Para amortiguamientos más grandes, esta relación matemática simple no trabaja tan bien, y el actual valor de SA siempre igualará o excederá el valor de la seudo-SA. Para ser consistente con la práctica actual, esta investigación toma la SA como el valor de la seudo-SA y SV como el valor de la seudo-SV, a menos que se indique algo diferente.

La disipación de energía se realizaa través del comportamiento plástico de metales dúctiles, la extrusión del plomo, la deformación de corte de polímeros viscoelásticos, la pérdida de energía en fluidos viscosos circulando a través de orificios, la fricción seca entre superficies en contacto bajo presión, etc.

4. TIPOS DE DISPOSITIVOS

4.1 Disipadores Metálicos

Los dispositivos metálicos se caracterizan por tener un...