Smart structures

Universidad Austral de Chile
Facultad de Ciencias de la Ingeniería

INFORME Nº2:
USO DE HERRAMIENTAS BIBLIOGRAFICAS
“Estructuras Inteligentes”

Alumno: Juan Mutizabal Santana
Profesor: Sr. Carlos Vergara
Asignatura: Métodos y Técnicas de la Investigación
Fecha entrega: Viernes 29 abril, 2011

INTRODUCCION

Teniendo como fuente la base de datos EngNetBase, el autorrealiza una monografía basada en el estudio del libro de texto completo “Smart Structures Innovative Systems for Seismic Response Control”, del cual se eligió un tema de preselección a partir del capítulo uno “Basic Concept of Smart Structure Systems” que hace referencia a las llamadas estructuras inteligentes. Además de manera complementaria se seleccionaron tres artículos de la base de datosen la que se está trabajando relacionados con el tema, estos son: “Desirable strength distribution for asymmetric structures with strength-stiffness dependent elements”, “Algorithms for Optimal Design of Smart Structural Systems” y “Optimal control of adaptative/smart multistory building structures”, a continuación se realizará una descripción buscando establecer un lineamiento general del temapreseleccionado.

ESTRUCTURAS INTELIGENTES
Cheng et al. (2008) nos dice que una estructura es un sistema que transporta y/o transmite las cargas. Se diseña para llevar a cabo esas funciones sin sufrir daños irreparables durante su vida de servicio. Por estructuras entendemos a un arreglo o ensamble de elementos que cumplen un propósito determinado, en ingeniería pueden ser variadas como:edificios, puentes, barcos, aviones, escuelas, etc. Las cargas en una estructura pueden ser estáticas como la gravedad, o dinámicas, como terremotos. Los componentes estructurales, como columnas, vigas, placas, etc., son cargas y sistemas de estructuras a al vez. El comportamiento de una estructura y sus componentes, como la deformación bajo cargas simples o estáticas y las vibraciones bajo cargasdinámicas, se llama respuesta estructural. Diseñar una estructura se refiere simplemente a la determinación de su perfil y configuración en el espacio tridimensional, el material, el tamaño de sus componentes y las conexiones entre sus componentes, de modo que la respuesta estructural pueda cumplir los criterios establecidos. Una estructura típica de diseño estructural garantiza la seguridad(resistencia y estabilidad) y servicio (rigidez) de la estructura y su componentes bajo las cargas estimadas.
El enfoque tradicional es el diseño de estructuras con la suficiente fuerza para resistir cargas y con la capacidad para deformarse de manera dúctil. Este método para diseñar estructuras tiene una capacidad limitada debido a tres factores. En primer lugar, estas estructuras se basanintrínsecamente en la baja capacidad de amortiguación del material para disipar la energía dinámica, no siendo posible aumentar el factor de amortiguamiento de la estructura modificando los materiales, tales como hormigón armado o el acero. En segundo lugar, estas estructuras tienen una capacidad fija de resistencia a la carga y disipación de energía. Por lo tanto, no pueden adaptarse siempre a lascambiantes condiciones del medio ambiente, tales como el viento y los terremotos y en tercer lugar, estas estructuras dependen totalmente de su rigidez para resistir cargas.
Debido a las limitaciones en el enfoque tradicional de diseño de la estructura, a generado la motivación por parte de los investigadores a explorar alternativas.
Avanzadas investigaciones han descubierto materialesnaturales e inventados por el hombre, con propiedades inusuales, llamados “materiales inteligentes” y sistemas que pueden automáticamente ajustarse a los cambios ambientales, llamados sistemas adaptativos. Estos descubrimientos han llevado a la idea innovadora de las “estructuras inteligentes” (Cheng et al., 2008). Con la adaptación de sistemas y/o materiales inteligentes y dispositivos añadidos a...