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Amortiguadores de Masa Sintonizados

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Amortiguadores de Masa Sintonizados

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El AMS (Amortiguadores de Masa Sintonizado) consiste en unamasa, un resorte y una amortiguador viscoso, que colocado en elsistema vibrante principal atenúa las vibraciones no deseadas,cuando esta sintonizado con la frecuencia de la estructuraprincipal.

Su aplicación comienza aser corriente en la reducciónde vibraciones provenientesde acciones del viento. Estose debe a que losmovimientos generados porel viento corresponden aaquellos de 1 grado delibertad.

En caso de oscilaciones la frecuencia del amortiguados sesintoniza mediante un sistema electrónico, con la frecuencianatural del sistema principal, provocando que el amortiguadorvibre en resonancia, disipando la energía absorbida a través delos mecanismos de amortiguamiento de AMS.

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Se ha demostrado que el esfuerzo de corte en la base de un edificio analizado en forma lineal (1GDL) se reduce en un 40% cuando es instalado un AMS

Los sistemas de AMS son instalados en los pisos superiores de los edificios en cuestión haciendo coincidir el contra peso que se balancea con el centro de masa del edificio y la masa de tal contra peso es aproximadamente el 1% de la masa total del edificio

Los parámetros de diseño del AMS que se deben hallar para lograr la máxima eficiencia del mismo, son la relación de frecuencia( frecuencia del amortiguador / frecuencia de la estructura), la relación del amortiguamiento y la relación de la masa (masa AMS / masa de la estructura). Algunos criterios de optimización de los parámetros son:

• Desplazamiento mínimo de la estructura principal (seguridad estructural)• Rigidez dinámica máxima de la estructura principal• Mínima trayectoria de la masa amortiguada con respecto a la estructura

principal.• Mínima aceleración de la estructura principal( confort y funcionalidad)

Se ha demostrado que el Se ha demostrado que el esfuerzo de corte en la base

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Construido en 1978 por HughStubbins & Associates, esteedificio de 59 plantas y 279metros de altura figura entre los10 rascacielos más altos deNueva York. La torre de aluminio ycristal es fácilmente distinguibleen el perfil de Manhattan por sutejado en forma de planoinclinado de 45º. Su parte inferiordestaca por el espacio abiertocreado por los cuatro pilareslaterales de 9m de altura y lacolumna central que sustentan eledificio. Junto a uno de lospilares (sobre la esquina) seencuentra la iglesia luterana deSan Pedro

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La torre de Citicorp, diseñada con el sistema deabrazaderas diagonales; se terminó de construír en 1977por uno de los más prestigiosos ingenieros de EstadosUnidos, LeMessurier . Gracias a su innovación permitió ungran ahorro dado que el edificio era mucho más livianode lo normal. Esto, sin embargo significaba que podríabalancearse con el viento, razón por la cual se instalóuna mole de protección (tuned-mass damper) en laparte superior del edificio. La inercia de este bloque deconcreto de 400 toneladas, que flotaba en unaestructura de aceite presurizado ayudaba a disminuir elvaivén de la torre. La torre de Citicorp fué la primeraestructura que necesitó de asistencia mecánica paracontrarrestar el balanceo producido por el viento.

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Dado que cubrían solamente lo referente a vientos perpendiculares, LeMessurier no sabía cómo se comportaría su diseño ante la acción de vientos fuertes.

Aunque la mole protectora eléctrica ubicada en la parte superior del edificio jugaría un rol importante en la mantenimiento de la estabilidad del edificio y la reducción de la tensión, una falla en la electricidad podría interrumpir su funcionamiento. Para evitar este problema, instalaron generadores eléctricos de emergencia, para asegurar el funcionamiento continuo de la mole protectora (mass damper)

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Taipei 400 es un edificio de ultima generacion,de 123 pisos(10 pisos subterráneos y 101 por encima del suelo), ubicado en Taipei (Taiwan). La aguja que corona sus 509 metros de altura lo convierte en el tercer rascacielos más alto del mundo. Supera en 56 metros a las Torres Petronas de Kuala Lumpur (Malasia)

Taipei 400 es un edificio de ultima generacion,de 123 pisos(10 pisos

Además 8 supercolumnas lo sujetan por la base; construidas en hormigón armado y acero, lo abrazan hasta el piso 26, mientras otras 32 columnas suben hasta la planta 62. Los cortes en las esquinas disminuyen la fuerza del viento y una compleja malla de acero lo abraza formando un cinturón que hace un estrechamiento en la parte baja del edificio y llega hasta la planta 34. Una gigante bola de acero, de 680 toneladas se suspende de su parte alta, residiendo en el piso 92 y sirve de contrapeso mecánico contra las vibraciones, absorbiendo la energía y limitando las oscilaciones.

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Puede soportar terremotos de hasta 7 grados en la escala de Richter y vientos de más de 450km/h. La importante capacidad de absorción de esta estructura reside en un amortiguador eólico con planchas metálicas de 660 toneladas que está instalado en el piso 89, éste es el más grande y pesado a nivel mundial. Está dividido en 8 segmentos de 8 pisos, y es el único amortiguador que está a la vista del público en general.

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Como se puede apreciar en las imágenes, los sistemas AMS hanavanzado notablemente desde el primero instalado en el edificioCITICORP en NY, el cual contrarrestaba la acción lineal del viento, en unasola dirección utilizando un peso muerto y un sistema de amortiguadoresy resortes. Hasta el moderno sistema antisísmico y eólico, utilizado en latorre TAIPEI 101, el cual utiliza un sistema mucho mas avanzado, conamortiguadores que absorben el movimiento del edificio, imitando almovimiento y la frecuencia invertida pero a diferencia del primero, puedecontrarrestar movimientos sísmicos ya que es una esfera libre de moverseen cualquier dirección.