Disipadores
Tesis para optar al título de: Ingeniero Civil en Obras Civiles Profesor Patrocinante: Sr. Adolfo Castro Bustamante Ingeniero Civil M. Sc. Eng. Civil
JUAN PABLO PARDO VERDUGO VALDIVIA-CHILE 2007
ÍNDICE RESUMEN SUMMARY CAPÍTULOI: NTRODUCCIÓN 1
1.1Generalidades…………...…………………………………………………………….……1 1.2 Planteamiento del Problema y justificación……………..……………….………….......…2 1.3 Objetivos…………………………………..…………………………………………....….3 1.3.1 Objetivos Generales 1.3.2 Objetivos Específicos
1.4 Metodología……………………………………………..…………………..…….….........3 1.5 Estructura del Trabajo…………………………………………..…………...………..........4 1.6 Alcances y Limitaciones…………………………………..………………...…………......6CAPÍTULO II: VIBRACIONES DE UN SISTEMA DE UN GRADO DE LIBERTAD 7
2.1 Generalidades….…………………………………...……………………………................7 2.2 Oscilador de un Grado de Libertad con Vibración libre No Amortiguada……...…......…..8 2.3 Oscilador de un Grado de Libertad con Vibración libre Amortiguada…..…………..…...12 2.3.1 Amortiguamiento Viscoso 2.3.2 Tipos de Movimiento 2.3.3 Sistema Subamortiguado
2.4Oscilador de un Grado de Libertad sometido a una Excitación Armónica…….…..……..19 2.4.1 Amplificación y Atraso de la Respuesta Dinámica
2.5 Oscilador de un Grado de Libertad con Excitación Basal…..……………………………23 2.5.1 Espectro de Respuesta
CAPITULO III: BALANCE ENERGÉTICO EN ESTRUCTURAS Y SISTEMAS DE PROTECCIÓN SÍSMICA
27
3.1 Generalidades….…………………………………………………………………….....27 3.2 BalanceEnergético de Estructuras…………..…………………………………..…..…28 3.3 Sistemas de Protección Sísmica………………………………………………………..31 3.3.1 Introducción 3.3.2 Sistemas de Control Pasivo
3.3.2.1 Control Pasivo con Aislamiento de Base 3.3.2.2 Control Pasivo con Disipadores de Energía 3.3.2.2.1 3.3.2.2.2 Disipadores Histeréticos Disipadores Viscoelásticos
3.3.2.2.3 Disipadores de Fluido Viscoso 3.3.2.3 Control Pasivocon Sistemas Inerciales Acoplados
3.3.3 Sistemas de Control Activo 3.3.4 Sistemas de Control Híbrido 3.3.5 Sistemas de Control Semiactivo
CAPITULOIV:
DISIPADORES VISCOSO
DE
ENERGÍA
DE
FLUIDO 49
4.1 Generalidades.……………………………………………………………...………...…..49 4.2 Descripción del Disipador de Energía de Fluido Viscoso…………..……...………..…..50 4.3 Respuesta del Disipador de Energía deFluido Viscoso………………………………....54 4.4 Efecto del Disipador de Energía de Fluido Viscoso sobre el Espectro de Respuesta……61 4.5 Disipadores de Energía de Fluido Viscoso Taylor…………………………………...…..63 4.5.1 Algunas Aplicaciones de los Disipadores de Energía de Fluido Viscoso Taylor 4.5.1.1 Puente Amolanas 4.5.1.2 Torre Mayor
4.6 Sistema de un Grado de Libertad con Disipadores de Energía de FluidoViscoso……....67 4.6.1 Disipador de Energía de Fluido Viscoso Lineal 4.6.2 Disipador de Energía de Fluido Viscoso No Lineal
4.7 Sistema de “N” Grados de Libertad con Disipadores de Energía de Fluido Viscoso……70 4.8 Proceso de Diseño de los Disipadores de Fluido Viscoso…………………………..…...72 4.8.1 Generalidades 4.8.2 Determinación del Sistema Estructural 4.8.3 Determinación del Control de la Respuesta4.8.4 Determinación de la Demanda Sísmica 4.8.5 Determinación del Nivel de Amortiguamiento Suplementario 4.8.6 Determinación de los Parámetros de los Disipadores de Fluido Viscoso 4.8.6.1 Método de Hart y Wong 4.8.6.2 Método propuesto por la FEMA 273 4.8.6.2.1 Disipadores de Fluido Viscoso con comportamiento Lineal 4.8.6.2.2 Disipadores de Fluido Viscoso con comportamiento No Lineal
4.8.7Verificación de la Respuesta
CAPITULO V: MODELACIÓN DEL DISIPADOR DE ENERGÍA DE FLUIDO 83 VISCOSO EN SAP2000
5.1 Generalidades.………...………………………………………………….…..…………..83 5.2 Elementos Link……………………………………………………..………..…………..84 5.2.1 Descripción del modelo del Disipador, el Elemento Damper 5.2.2 Modelo alternativo para el Dispositivo con comportamiento Lineal
5.3 Verificación del Modelo del...
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