Análisis sísmico de estructuras con disipadores de energía ADAS o TADAS

Abstract

Existe abundante bibliografía sobre disipadores de energía sísmicos, ya que con estos dispositivos se puede reforzar estructuras o contemplarles en el diseño para controlar los desplazamientos y fuerzas debidos a un sismo severo.

Pero la mayor parte de esta bibliografía está dirigida a investigadores o profesionales que vienen trabajando en el tema, de tal manera que para un estudiante de pre grado o post grado, que se inicia en esta temática le va a ser bastante difícil entender a ciencia cierta la forma de análisis y diseño sísmico de estructuras con disipadores de energía.

Por este motivo se ha escrito esta publicación que trata fundamentalmente sobre el análisis sísmico espacial, de estructuras con disipadores de energía ADAS (Added damping and stiffnes) y TADAS (Triangular plate added damping and stiffness). Se ha desarrollado el estudio para el caso de que estos disipadores se encuentren sobre un contraviento Chevrón, el mismo que ha sido modelado de dos formas, la primera la simplificada como una diagonal equivalente y la segunda como se verá en el apartado 7 modelando al disipador como un elemento más de la estructura.

Se considera un modelo de losa rígida para el análisis sísmico, considerando tres grados de libertad por planta y en el apartado 6 se presenta el método de superposición lineal. Sin embargo y pensando en la aplicación del método del espectro de capacidad en el apartado 7 se presentan dos formas de cálculo de la matriz de rigidez del elemento aislador, la primera en forma analítica exacta y la segunda mediante el método de las dovelas; luego se presentan dos modelos para el análisis sísmico de la estructura con disipadores que difieren en la forma de numeración de los grados de libertad.

Finalmente, en el apartado 8 se analiza el conjunto diagonales-disipador; conformado por tres elementos para lo cual al disipador se lo considera como un elemento corto cuya matriz de rigidez en coordenadas globales se halla a partir del análisis de una viga de sección variable de forma en X, para los disipadores ADAS y triangular para los TADAS.

El marco teórico, que se presenta en los diferentes apartados, está complementado con el análisis sísmico de una estructura de cuatro pisos de hormigón armado, simétrica, que presenta derivas de piso, superiores a las permitidas por las normativas sísmicas, por lo que ha sido reforzada con disipadores de energía ADAS/TADAS. En los anexos se detalla el procedimiento de cálculo de la estructura con disipadores.

Para facilitar el análisis sísmico de estructuras con disipadores de energía ADAS/TADAS se presentan programas del sistema de computación CEINCI-LAB que ayudan notablemente al cálculo y el aprendizaje con la lectura detenida de los mismos.