Ing. Ivn Molina Porcel

Ing. Ivn Molina Porcel

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCOFACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

ingenieria sismica

Docente: Ing. Ivn Molina PorcelGrupo : BTema : Amortiguamiento en EstructurasAlumno: Jean Carlos Mamani Chuco

CUSCO PERUMAYO 2015

AMORTIGUAMIENTO EN ESTRUCTURAS

AMORTIGUAMIENTOEl amortiguamiento se define como la capacidad de un sistema o cuerpo para disipar energa cintica en energa trmica o plstica (atenuador de impactos). El amortiguamiento es un parmetro fundamental en el campo de las Vibraciones, en desarrollo de modelos matemticos que permite el estudio y anlisis de sistemas vibratorios, como lo son: estructuras metlicas, motores, maquinaria rotativa, turbinas, automviles, etc. En un sistema mecnico que posea masa y elasticidad tendr una frecuencia natural y adems la particularidad de llegar a vibrar; s se le proporciona energa al sistema este tender a vibrar, o si una fuerza externa acta en el sistema con cierta frecuencia, el sistema podra entrar en un estado de resonancia y esto a su vez significara una condicin de alta vibracin y el sistema se vuelve inestable y dispuesto a fallar.

TIPOS DE AMORTIGUAMIENTO

Asimismo, existen diferentes mecanismos o tipos de amortiguamiento, segn sea su naturaleza: Amortiguamiento fluido: Se produce por la resistencia de un fluido al movimiento de un slido, siendo este viscoso o turbulento. Amortiguamiento por histresis: Se ocasiona por la friccin interna molecular o histresis, cuando se deforma un cuerpo slido. Amortiguamiento por friccin seca. Es causado por la friccin cintica entre superficies deslizantes secas (F = N).

AMORTIGUAMIENTO EN ESTRUCTURASLos amortiguamientos son generalmente valores numricos para las relaciones de amortiguamiento modal y suficiente para anlisis lineal. Por lo tanto, determinar los coeficientes de la matriz de amortiguamiento; es necesario para armar la ecuacin de equilibrio dinmico y realizar el anlisis lineal.

EDIFICIO CONVENCIONALLos edificios estn constituidos usualmente por estructuras a porticadas, es decir por vigas, losas y fundaciones. Estas estructuras estn sometidas a cargas verticales tales como el peso de sus propios elementos y las sobrecargas, adems existen fuerzas horizontales como las del viento y el sismo, estas son muy importantes a considerar en el diseo de una estructura. CLASIFICACIN DE LAS TCNICAS DE CONTROL DE RESPUESTA SSMICADe acuerdo con el mecanismo de funcionamiento se clasifican en cuatro categoras: Sistemas aislados en la base. Sistemas de absorcin de energa. Sistemas de efecto de masa. Sistemas de control activo

SISTEMAS DE AISLAMIENTO SSMICOEn el sistema de aislamiento ssmico en la base se instalan dispositivos, generalmente en el nivel ms bajo del edificio, con el fin de que absorban, de forma parcial, la energa impuesta por el sismo antes de que sea transmitida a la superestructura (figura 3). Entre los dispositivos empleados en la tcnica de aislamiento ssmico en la base se cuenta con los aisladores flexibles y los aisladores de friccin deslizantes o basculantes, combinados con amortiguadores.El trabajo de esta combinacin de los aisladores como elementos flexibles que trabajan en el rango elstico y los amortiguadores como elementos rgidos con comportamiento elasto-plstico hace que la energa ssmica se atene, de forma parcial, antes de ser transmitida a la superestructura, trmino haciendo que la energa total para balancear por amortiguamiento propio del sistema, energa elstica y energa cintica sea menor.

Tcnica de aislamiento ssmico en la base

SISTEMAS DE EFECTO DE MASALa tcnica de efecto de masa consiste en adicionar una masa al edificio para que vibre con la misma frecuencia natural de vibracin de la estructura. Si la frecuencia del absorbedor adherido a la estructura coincide con la frecuencia de excitacin, entonces la masa del sistema principal permanece quieta, y el absorbedor genera en todo instante sobre la estructura fuerzas iguales y contrarias a la excitacinEn los disipadores de masa sincronizada, la masa se adhiere a la estructura por medio de resortes y amortiguadores que inducen fuerzas contrarias a la excitacin, reduciendo los movimientos y desplazamientos impuestos por el sismo (figura 7). En el Japn se han dotado varias edificaciones con esta tcnica; la torre Landmark de Yokohama (75 pisos) posee en su ltimo piso un amortiguador de masa sincronizada (tunned mass damper), para controlar las vibraciones debidas al viento y al sismo, evitar problemas estructurales y otorgar comodidad a los usuarios de la edificacin.Dentro de estos amortiguadores de masa sincronizada tambin se pueden considerar los de lquido sincronizado (tunned liquid damper). Estos son amortiguadores que aprovechan la frecuencia de vibracin del oleaje de un lquido contenido en tanques u otros depsitos que se sitan, generalmente, en el ltimo piso de la estructura. El oleaje dentro del tanque produce una serie de frecuencias de vibracin que reduce la respuesta de la estructura ante la excitacin. Una variante de este tipo de amortiguadores es el amortiguador de columna de lquido sincronizado (tunned liquid column damper), que imparte amortiguamiento adicional al disipar energa mediante el paso del agua por unos orificios acompaado de una prdida de cabeza, para mejorar el desempeo estructural de la edificacin.

Tcnica de masa adicional

SISTEMAS DE CONTROL PASIVO CON DISIPACIN DE ENERGALos sistemas de control pasivo con disipacin de energa se clasifican en cuatro categoras: histerticos, de fluidos, visco elsticos y de friccin (figura 8) [9]. Por lo general, se instalan en riostras diagonales dentro de los prticos de la estructura o como complemento al sistema de aislamiento ssmico en la base, entre la fundacin y la plataforma de aislamiento, como se mostr en la figura 3.Entre los principales dispositivos para el control pasivo se resaltan por su economa y funcionalidad los disipadores metlicos, histerticos, basados en deformacin plstica; especialmente los de acero que, debido a su homogeneidad, se convierten en un tipo de disipador de fcil caracterizacin mecnica. Algunos de los disipadores metlicos de acero usados en el mundo son las placas a flexin, los amortiguadores torsionales de barras, los anillos amortiguadores de fluencia y las riostras metlicas.

Tcnica de control pasivo con disipadores de energa

SISTEMA DE CONTROL ACTIVO E HBRIDOEn los sistemas de control activo (figura 14), se utilizan dispositivos que responden segn las solicitaciones impuestas por el sismo, activndose por medio de una fuente externa de energa. Entre los dispositivos utilizados en esta tcnica se cuenta con sistemas de efecto de masa y sistemas de control pasivo de disipacin de energa.

Tcnica de control activo

BIBLIOGRAFIA: Anlisis Ssmico en estructuras- JM Goicolea Introduccin a la Dinmica de Estructuras y al Diseo Sismo resistente Diseo Simplificado de Edificios- Ambrose Vergun

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