Post on 28-Jul-2015
M. C. Tomás Amateco Reyes
http://tamateco.design.officelive.com/default.aspx
Octubre de 2011
Contribución al desarrollo local, estatal y nacional.
Edificios altos con disipadores de energía sísmica.
Garantizar la ductilidad de los elementos
estructurales.
Adicionar dispositivos disipadores de energía.
Proporcionan amortiguamiento durante el sismo.
Respuesta sísmica de estructuras con disipadores.
Representación del comportamiento histerético.
Caracterizar el comportamiento F–D no lineal de los
disipadores de energía bajo carga cíclica.
Identificar las necesidades de investigación.
Describir el estado actual de las investigaciones
sobre disipadores de energía.
Proponer un modelo para la respuesta sísmica de
estructuras con disipadores de energía.
Desarrollar o adaptar procedimientos de análisis y
de diseño simples.
Especificar el dimensionamiento de los disipadores
de energía.
Reglamentar el análisis lineal y no lineal de
estructuras con este tipo de dispositivos.
Objetivos de un reglamento de construcción.
Objetivos de un reglamento de construcción para diseño
por sismo.
Fallas de los reglamentos de construcción.
Normas de construcción.
Normas Técnicas Complementarias para Diseño por
Sismo.
Determinar el tamaño de los dispositivos para alcanzar la reducción
de la respuesta estructural deseada.
Obtener el desempeño deseado en un determinado nivel de intensidad
sísmica.
Decidir la ubicación óptima de los disipadores y el tamaño de los
mismos.
Conocer la sensibilidad de un diseño óptimo con respecto al diseño
inicial.
Determinar los parámetros del sistema y la variación de éstos en la
práctica.
Desplazam iento (m m )
Fue
rza
(kg)
-40 -24 -8 8 24 40-40,000
-32,000
-24,000
-16,000
-8,000
0
8,000
16,000
24,000
32,000
40,000
Desplazam iento (m m )
Fue
rza
(kg)
-40 -24 -8 8 24 40-40,000
-32,000
-24,000
-16,000
-8,000
0
8,000
16,000
24,000
32,000
40,000
Desplazam iento (m m )
Fue
rza
(kg)
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 400
3,000
6,000
9,000
12,000
15,000
18,000
21,000
24,000
27,000
30,000
Desplazam iento (m m )
Fue
rza
(kg)
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 400
4,000
8,000
12,000
16,000
20,000
24,000
28,000
32,000
36,000
40,000ExperimentalTeórica
Desplazamiento (mm)
Fuer
za (k
g)
-32 -24 -16 -8 0 8 16 24 32 40-32,000
-24,000
-16,000
-8,000
0
8,000
16,000
24,000
32,000
= 3.237
n = 4.621
fo = 15270.5
error = -0.026 %
n=4.49 = 0.5
Fo = 9949.8Error = 0.1 %
Propiedades para el modelado como elemento no lineal
(comportamiento histerético de Wen).
El comportamiento no lineal en la dirección traslacional
horizontal de prueba.
Constante elástica del resorte, k.
Fuerza de fluencia, fy.
Relación entre la rigidez de posfluencia y la rigidez
elástica, r.
Exponente n, para controlar la transición del estado
elástico al plástico.
k1 = 14000 kg/cm
k2 = 3714.29 kg/cm
k2 / k1=0.265
exp = 4.621
k1 = 15270.5 kg/cm
k2 = 4717.485 kg/cm
k2 / k1=0.309
exp = 4.621
s = f (α , n) z = f (β , n)
Tiempo (s)
d (
pu
lg)
600 625 650 675 700 725 750 775 800 825 850-1
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Desplazamiento (pulgadas)
Fu
erza
(k
ips
)
-1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1-1
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Tiempo (s)
s (
kip
s)
625 650 675 700 725 750 775 800 825 850 875-0.075
-0.06
-0.045
-0.03
-0.015
0
0.015
0.03
0.045
0.06
0.075
Tiempo (s)
z (
kip
s)
625 650 675 700 725 750 775 800 825 850 8750.06
0.12
0.18
0.24
0.3
0.36
0.42
0.48
0.54
0.6
0.66
n
zsf
ddf
n
zsf
ds
n
zsf
dz
d=x/xo
f=F
/Fo
-3 -1.8 -0.6 0.6 1.8 3-1.5
-1.2
-0.9
-0.6
-0.3
0
0.3
0.6
0.9
1.2
1.5
d=x/xo
f=F
/Fo
-3 -1.8 -0.6 0.6 1.8 3-1.5
-1.2
-0.9
-0.6
-0.3
0
0.3
0.6
0.9
1.2
1.5
Desplazamiento (mm)
Fu
erz
a (
kg
)
-40 -24 -8 8 24 40-40,000
-32,000
-24,000
-16,000
-8,000
0
8,000
16,000
24,000
32,000
40,000
TeóricaExperimental
Desplazamiento (mm)
Fu
erz
a (
kg
)
-40 -24 -8 8 24 40-40,000
-32,000
-24,000
-16,000
-8,000
0
8,000
16,000
24,000
32,000
40,000
ExperimentalTeórica 1Teórica 2
α = 0.1β = -.01 n=5.Fo = 1
α = 0.1β = .01 n=5.Fo = 1
= 0.5n = 4.49
Fo = 9949.8
n = 0.5= 0.0427 = 0.089
Fo = 25
Energía impartida
Capacidad de disipación de energía
PSDKI EEEEE
dxfdxxkdxxcxmdtxmx g 21
2
PSPHP EEE
prefPH k
fdtxfE
2
2I
PHDM E
EIE
gxmfkxxcxm
Registro sísmico No. de puntos Masa Constante del resorte Coeficiente de amortiguamiento Paso de integración Rigidez de prefluencia
Tiempo (seg)
a /g
0 40 80 120 160 200-0,2
-0,15
-0,1
-0,05
0
0,05
0,1
0,15
0,2
SCT-EW 85NE= 9006m= 0.2533 t-s²/cmk= 10 t/cmc= 4 t-s/cmh= 0.02 skf= 75 t
n
zsf
ddf
n
zsf
ds
n
zsf
dz
Desplazamiento (mm)
Fu
erz
a (
t)
-25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25-20
-16
-12
-8
-4
0
4
8
12
16
20SCT-EW85NE = 9006m = 0.2533 t-s²/cmk = 10 t/cmc = 4 t-s/cmh = 0.02 skf = 75 t
Desplazam iento (cm )
Fu
erz
a (
To
n)
-3.2 -2.4 -1.6 -0.8 0 0.8 1.6 2.4 3.2 4 4.8-32
-24
-16
-8
0
8
16
24
32
40
48
Desplazam iento (cm )
Fu
erz
a (
To
n)
-4 -3.2 -2.4 -1.6 -0.8 0 0.8 1.6 2.4 3.2 4-12.5
-10
-7.5
-5
-2.5
0
2.5
5
7.5
10
12.5
Desplazam iento (cm )
Fu
erz
a (
ton
)
-3.2 -2.4 -1.6 -0.8 0 0.8 1.6 2.4 3.2 4 4.8-32
-24
-16
-8
0
8
16
24
32
40
48
Tiempo (seg)
a /g
0 40 80 120 160 200-0,2
-0,15
-0,1
-0,05
0
0,05
0,1
0,15
0,2
Tiempo (seg)
a /g
0 40 80 120 160 200-0,2
-0,15
-0,1
-0,05
0
0,05
0,1
0,15
0,2
Modelo Desplazamiento (cm)
Velocidad (cm/s)
Aceleración (cm/s²)
Fuerza (t)
Convencional 3.1 8.8 56.6 31.1
Elastoplástico 3.2 8.5 51.9 7.5
Marco con disipador de
energía
2.6 7.3 55.1 26.0
Disipador 2.1 16.5
Tiempo (s)
Ene
rgía
(cm
/s)²
0 40 80 120 160 200-500
0
500
1,000
1,500
DisipadorImpartida
Tiempo (s)
Índi
ce d
e co
mpo
rtam
ient
o
-25 0 25 50 75 100 125 150 175 200 225-0.15
0
0.15
0.3
0.45
0.6
0.75
0.9
1.05
1.2
1.35
t=180.12 s
EI=1403.7 cm/s²
EPH=95.8 cm/s²
6.82 %
Desplazamiento (mm)
Fu
erz
a (
t)
-25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25-20
-16
-12
-8
-4
0
4
8
12
16
20
Desplazamiento (mm)
Fu
erz
a (
t)
-25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25-20
-16
-12
-8
-4
0
4
8
12
16
20
n =1α = -0.00059164β =.0054199Fo = 9.95
n =1α = -0.01β =.03Fo = 9.95
Tiempo (seg)
a /g
0 40 80 120 160 200-0,2
-0,15
-0,1
-0,05
0
0,05
0,1
0,15
0,2
Desplazamiento (mm)
Fu
erz
a (
t)
-25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25-20
-16
-12
-8
-4
0
4
8
12
16
20
Desplazamiento (mm)
Fu
erz
a (
t)
-25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25-20
-16
-12
-8
-4
0
4
8
12
16
20
n =5α = -0.00059164β =.0094199Fo = 9.95
n =5α = 0.5β =.03Fo = 9.95
El modelo histerético es confiable.
Es posible implantar el modelo histerético para
estudiar daño estructural.
los valores de los parámetros que rigen al
modelo se pueden obtener analíticamente.
Reduce la respuesta sísmica del modelo.
Puede emplearse en elementos estructurales.