Disipadores De Energia

EDIFICACIONES CON DISIPADORES DE ENERGIA
(LIBRO PREMIO NACIONAL ANR 2008)

______________________________________________

Dr. Genner Villarreal Castro
PREMIO NACIONAL ANR 2006, 2007, 2008

M.Sc. Ricardo Oviedo Sarmiento
PREMIO NACIONAL ANR 2008

Lima – Perú 2009

PROLOGO
En los últimos años los investigadores en el área de la mecánica estructural, han ido incrementando diversoscuidados, con la finalidad que los edificios sean diseñados acorde con los requerimientos mínimos de fuerza lateral de los códigos de diseño. Recientes sismos han mostrado que los edificios diseñados y construidos de acuerdo a los códigos más recientes proveen una buena respuesta, pero el costo de reparación de daños y el tiempo necesario para implementar estas reparaciones son más grandes que lasanticipadas. Diversos esfuerzos en Estados Unidos, Japón y Rusia, se han centrado en desarrollar criterios de diseño sísmico y procedimientos para asegurar objetivos específicos de desempeño. El incremento en las fuerzas de diseño no mejora todos los aspectos del desempeño. Tres técnicas innovadoras han sido propuestas para usarse individualmente o en combinación, con la finalidad de mejorar eldesempeño sísmico de los edificios: aislamiento sísmico, dispositivos suplementarios de disipación de energía y control estructural activo o híbrido. Esta investigación está orientada a la metodología de cálculo de edificaciones con dispositivos pasivos de disipación de energía. En la actualidad, dicho sistema constructivo se usa con mucha frecuencia en la práctica y se considera un campo abierto enla investigación sísmica, representando el presente trabajo un aporte importante en la actualización de los métodos de cálculo de edificaciones con dispositivos pasivos de disipación de energía. En la presente investigación se realizó el análisis dinámico no-lineal de un edificio de concreto armado de 3 pisos, siendo utilizado como soporte informático el programa SAP2000 v.10.0.1. Para obtener lasrotulas plásticas se han tomado las secciones de los elementos con sus áreas especificas de acero de refuerzo longitudinal. Las aceleraciones del registro sísmico fueron escaladas a 400 Gals. Después de realizar el análisis dinámico lineal del edificio, el diseño de los disipadores fue hecho para obtener un amortiguamiento efectivo acorde con las distorsiones de los requerimientos de la NormaPeruana de Diseño Sismorresistente E030-2006. Luego, se procedió a realizar el análisis lineal del edificio con los disipadores no-lineales para obtener la respuesta con el amortiguamiento adicionado. Como resultado, se obtuvo, que con los disipadores se puede reducir la fuerza actuante en el edificio; también los desplazamientos, velocidades y aceleraciones de los entrepisos, y, finalmente, seobtuvo la influencia de los disipadores en la energía. La presente investigación consta de una introducción, 4 capítulos, conclusiones y bibliografía. En la introducción se fundamenta la actualidad del tema, se formula el objetivo y problemas de investigación, los aportes científicos y el valor práctico de la investigación.

2

En el primer capítulo, se analiza el estado del arte en sistemasavanzados de control de la respuesta dinámica. En una primera parte se describe en forma general los distintos sistemas avanzados de control estructural ante sismos y, en una segunda parte, se presentan los dispositivos pasivos de disipación de energía realizados hasta el momento. En el segundo capítulo, se presenta una discusión más detallada del desempeño de los dispositivos pasivos y de lossistemas, con énfasis en el desarrollo de modelos matemáticos apropiados. Se presentan dos mecanismos, el primer mecanismo incorpora ambos, es decir, los dispositivos histeréticos y los dispositivos viscoelásticos. Incluidos en el primer grupo están los dispositivos que operan en los principios, tales como la fluencia de metales y los friccionantes por deslizamiento. El segundo grupo consiste de...