Embed Size (px)
DESCRIPTION
estructuras
Citation preview
Filosofía de diseño para el refuerzo de una estructura
sismorresistente mediante disipadores de energía
1
Dr. Ing. Gustavo PALAZZO
Universidad Tecnológica Nacional
1. Planteo del problema
2
3
Hall Central FRM – UTN
(construido en 1966)
¿Es necesaria su
rehabilitación sísmica?
414:45
Objetivo general
514:45
Conceptos básicos
Rehabilitación sísmica: Mejora en el desempeño sísmico de elementos estructurales o no
estructurales de una construcción, para corregir deficiencias detectadas en una evaluación
sísmica.
Evaluación sísmica: Metodología o procedimiento para determinar deficiencias en un edificio,
según objetivos de rehabilitación.
2. Rehabilitación sísmica mediante sistemas de disipación pasiva de energía
6
7
¿Es admisible para el Hall mejorar su desempeño
sísmico mediante sistemas de disipación de energía?
8
¿Es admisible para el Hall mejorar su desempeño
sísmico mediante sistemas de disipación de energía?
9
ii hW
n
1iokkk / V . h . WF
¿Qué es un sistema de disipación pasiva de energía?
Los sistemas de disipación pasiva de energía se incorporan a la estructura principal como
dispositivos especiales.
La estructura principal es protegida, ya que se busca que la disipación de energía se
produzca principalmente en los dispositivos incorporados, los cuales pueden ser
inspeccionados y reemplazados luego de un terremoto.
Idealmente, si toda la energía se disipa en los dispositivos mencionados, la estructura
principal no sufriría daño.
¿Qué es un sistema de disipación pasiva de energía?
11Del libro: Christoloulos, C. y Filiatrault, A. (2006). Principles of passive
supplemental damping and seismic isolation. IUSS Press, Pavía, Italia
¿Qué es un sistema de disipación pasiva de energía?
12
Los dispositivos activados por desplazamiento disipan energía a través del desplazamiento
relativo que se produce entre los puntos de conexión. Son en general independientes de la
frecuencia del movimiento.
¿Qué es un sistema de disipación pasiva de energía?
13
Disipador metálico ADAS de
Bechtel Co.
Disipador de fricción de Pall
Dynamics Ltd.
Sistema de autocentrado para nudo resistente a
momento en estructura metálica, propuesto por
Christopoulos el at (2002).BPR
¿Qué es un sistema de disipación pasiva de energía?
14
Los dispositivos activados por velocidad disipan energía a través de la velocidad relativa que se
produce entre los puntos de conexión. La respuesta fuerza – desplazamiento es en general
dependiente de la frecuencia del movimiento. Además, la fuerza generada por estos dispositivos
en la estructura, y debidas al movimiento, está usualmente fuera de fase respecto de las fuerzas
internas generadas en ella. Esto conduce a menores fuerzas de diseño en la estructura y en las
fundaciones.
¿Qué es un sistema de disipación pasiva de energía?
15
Disipador de fluido viscoso
fabricado por ALGA Co.
¿Qué es un sistema de disipación pasiva de energía?
16
Los dispositivos activados por movimiento modifican el flujo de energía en la estructura a
través de la vibración de un segundo sistema. Ejemplo: amortiguadores de masa sintonizada,
que es un sistema masa – resorte relativamente pequeño que se incorpora en la estructura a los
efectos de reducir la respuesta dinámica. Este sistema es sintonizado para estar en resonancia con
la estructura principal donde se instala. Bajo una excitación dinámica el TMD vibrará con la
misma frecuencia que la estructura principal, pero fuera de fase, desviando el input de energía
desde la estructura principal a este segundo sistema. El input de energía es disipado por las
fuerzas de inercia aplicadas por el TMD sobre la estructura principal. Tienen aplicaciones
sísmicas solo en años recientes.
¿Qué es un sistema de disipación pasiva de energía?
17
TMD instalado en 1973, la
torre nacional de Canadá, en
Toronto, para reducir los
efectos del viento.
¿Qué es un sistema de disipación pasiva de energía?
18
La variación de las cantidades de energía en una estructura durante un terremoto se pueden
visualizar a través de la analogía del flujo de agua.
Del libro: Christoloulos, C. y Filiatrault, A. (2006). Principles of passive
supplemental damping and seismic isolation. IUSS Press, Pavía, Italia
¿Qué es un sistema de disipación pasiva de energía?
19
Sistemas de aislamiento:
Consiste en reducir la
apertura del techo, para
minimizar la cantidad de agua
que ingresa a la construcción.
Sistemas de disipación pasiva de energía: Consiste en minimizar o eliminar
la cantidad de agua almacenada en el recipiente de energía histerética
(directamente relacionada con el daño).
Del libro: Christoloulos, C. y Filiatrault, A. (2006). Principles of passive
supplemental damping and seismic isolation. IUSS Press, Pavía, Italia
¿Qué es un sistema de disipación pasiva de energía?
20
Se introduce un segundo recipiente
de agua para la salida del recipiente
de energía de deformación, con una
descarga a un nivel inferior que para
el recipiente de energía histerética.
Este recipiente representa la cantidad
de energía de deformación crítica que
es absorbida por la estructura cuando
se activan los disipadores de energía
activados por desplazamiento.
De esta manera se reduce el flujo de
agua al recipiente de energía
histerética.
Del libro: Christoloulos, C. y Filiatrault, A. (2006). Principles of passive
supplemental damping and seismic isolation. IUSS Press, Pavía, Italia
¿Qué es un sistema de disipación pasiva de energía?
21
La presencia de los disipadores hace
que la pérdida de flujo del agua que
circula por la bomba que conecta los
recipientes de energía cinética y
energía de deformación sea mayor. Se
reduce de esta manera el flujo de
energía total en la estructura.
Del libro: Christoloulos, C. y Filiatrault, A. (2006). Principles of passive
supplemental damping and seismic isolation. IUSS Press, Pavía, Italia
¿Qué es un sistema de disipación pasiva de energía?
22
La introducción de TMD produce una
reducción de la energía cinética desde el
recipiente del sistema principal al recipiente
correspondiente al TMD.
Si el sistema TMD fuera perfecto, toda el
agua que se acumula en el recipiente de
energía cinética del sistema principal pasaría
al recipiente del TMD, sin que hubiera flujo
que circule hacia el recipiente de energía de
deformación.
Del libro: Christoloulos, C. y Filiatrault, A. (2006). Principles of passive
supplemental damping and seismic isolation. IUSS Press, Pavía, Italia
¿Qué es un sistema de disipación pasiva de energía?
23
Energía
cinética relativa
Energía disipada por
amortiguamiento
viscoso
Energía
absorbida
Energía del
input relativa
Trabajo realizado por
las cargas estáticas
)t(f)t(xk)t(xc)t(xm
¿Qué es un sistema de disipación pasiva de energía?
24
)t(f)t(xk)t(xc)t(xm
Energía de
deformación
recuperable
Energía disipada a través a través del
amortiguamiento histerético en los
elementos estructurales
25
Energía vibracional: porción del input de
energía, que no ha sido disipada por
amortiguamiento viscoso o por el sistema de
disipación agregado a la estructura.
Debe ser mínimo
La estructura principal estará más protegida cuando Evb(t) sea mínima en todo tiempo t.
¿Qué es un sistema de disipación pasiva de energía?
26
Input de energía sísmica Suma de la energía disipada por
amortiguamiento viscoso en los
elementos de la estructura principal, y
por el sistema de disipación agregado
Para que Evb(t) sea mínimo, la diferencia entre el input de energía sísmica y la suma de
energías disipadas debe minimizarse. Por lo tanto, el solo aumento de la energía disipada por el
sistema incorporado a la estructura Esd(t) no implica necesariamente una reducción en la energía
vibracional Evb(t).
Entonces el criterio de diseño no es maximizar la cantidad de energía disipada por el sistema de
disipación que se agrega, sino minimizar la diferencia entre energía input y la energía disipada
por ese sistema.
Así, las propiedades óptimas del sistema de disipación pasiva a incorporar a la estructura
dependerán tanto de las propiedades del sistema estructural así como del movimiento del suelo.
¿Qué es un sistema de disipación pasiva de energía?
3. Normas a considerar
27
28
EEUU
14:45
2914:45
EEUU
National Earthquake Hazard Reduction Program – NEHRP (dependiente del Federal
Emergency Management Agency - FEMA), inició en 1984 un programa destinado a reducir el
riesgo sísmico en EEUU.
Primera generación de herramientas para la evaluación sísmica: ATC-14 (ATC
1987).
Procesos más refinados para la evaluación sísmica de edificios: FEMA 172 (FEMA
1992), FEMA 273 (FEMA 1997), y FEMA 310 (ASCE 1998).
Procedimientos con nuevos avances: FEMA 356 (ASCE 2000), ASCE/SEI 31-03 (ASCE
2003), y ASCE/SEI 41-06 (ASCE 2006).
30
Ecuador
31
Consideraciones en la norma ecuatoriana
2. Nuevas tecnologías para mejorar el comportamiento sísmico
32
Consideraciones en la norma ecuatoriana
3. Requerimientos normativos
33
Ecuador
4. Procedimiento de rehabilitación sísmica
34
3514:45
Etapas básicas
. Evaluación sísmica de la construcción en su estado actual: Determinación
de parámetros geométricos y mecánicos de la estructura (en base a datos relevados de planos y
ensayos in situ), definición de la demanda sísmica; selección del procedimiento de análisis
sísmico; comparación suministro vs. demanda referidas a resistencia y desplazamientos, a través
de los criterios de aceptación del código.
. Objetivos de diseño de rehabilitación y objetivos de desempeño: Los
objetivos de desempeño pueden ser: asegurar adecuada protección contra mecanismos frágiles,
asegurar adecuada capacidad de ductilidad de desplazamientos, asegurar un mecanismo de
colapso global adecuado; los cuales deben relacionarse con los objetivos de desempeño.
. Sistema de rehabilitación sísmica.
. Evaluación sísmica de la estructura reforzada: Análisis de la estructura
rehabilitada, y consideración de los criterios de aceptación.
3614:45
ASCE/SEI 41-06
37
14:45ASCE/SEI 41-06
38
Etapas en detalle
. Fase 1 - Identificación de la construcción: Geometría; propiedades de los materiales;
cargas muertas, vivas, viento y nieve; suelo y fundaciones; amortiguamiento estructural;
caracterización del modelo para la simulación numérica; criterio de falla (por ejemplo: límite en
la rotación de rótulas plásticas, en base al diagrama momento curvatura adoptado); características
dinámicas; análisis pushover (indicando formación de rótulas y de falla). Objetivos de diseño
de rehabilitación y objetivos de desempeño.
39
Etapas en detalle
. Fase 1 - Identificación de la construcción: Geometría; propiedades de los materiales;
cargas muertas, vivas, viento y nieve; suelo y fundaciones; amortiguamiento estructural;
caracterización del modelo para la simulación numérica; criterio de falla (por ejemplo: límite en
la rotación de rótulas plásticas, en base al diagrama momento curvatura adoptado); características
dinámicas; análisis pushover (indicando formación de rótulas y de falla). Objetivos de diseño
de rehabilitación y objetivos de desempeño.
40
Etapas en detalle
. Fase 2 – Caracterización del movimiento de suelo de diseño: Seleccionar los registros
a considerar como demanda sísmica (sismos de diseño y máximo esperado en el caso de la norma
americana; espectros para estado límite de operación, daño, seguridad de vida y colapso).
41
. Fase 3 – Evaluación del desempeño de la estructura original: Modelo estructural.Balance de energía; distribución de rótulas plásticas, máxima demanda de ductilidad de
curvatura, máxima demanda de rotación plástica, falla alcanzada en algún elemento estructural;
envolvente de deriva de piso pico y residual; envolvente de los valores pico de aceleraciones
absoluta de piso.
Etapas en detalle
www.seismosoft.com
www.opensees.berkeley.edu
42
. Fase 3 – Evaluación del desempeño de la estructura original: Balance de energía;
distribución de rótulas plásticas, máxima demanda de ductilidad de curvatura, máxima demanda
de rotación plástica, falla alcanzada en algún elemento estructural; envolvente de deriva de piso
pico y residual; envolvente de los valores pico de aceleraciones absoluta de piso.
Etapas en detalle
Métodos de análisis:
. Estático lineal
. Dinámico lineal
. Estático no lineal (pushover)
. Dinámico no lineal
44
. Fase 4 – Refuerzo con disipadores histeréticos: Establecimiento de una estrategia de
refuerzo (disposición general de los disipadores); diseño de los disipadores histeréticos (debiendo
determinar como parámetros: la fuerza de activación de cada disipador, la sección de cada
dispositivo); evaluación del desempeño del edificio reforzado con disipadores histeréticos
(obtener balance de energía, distribución de rótulas plásticas, envolventes de las derivas de piso
pico y residual, envolventes de los picos de aceleraciones absolutas de piso).
Etapas en detalle
45
. Fase 5 – Refuerzo con disipadores viscosos: Establecimiento de una estrategia de
refuerzo (disposición general de los disipadores); diseño de los disipadores viscosos elásticos
(debiendo determinar como parámetros: la constante de amortiguamiento para cada disipador, y
la sección de cada riostra diagonal); evaluación del desempeño del edificio reforzado con
disipadores viscosos (obtener balance de energía, distribución de rótulas plásticas, envolventes de
las derivas de piso pico y residual, envolventes de los picos de aceleraciones absolutas de piso).
Para la solución óptima determinar la fuerza axial máxima para la cual se debe diseñar cada
disipador.
46
. Fase 6 – Refuerzo con disipadores de masa sintonizada: Establecimiento de una
estrategia de refuerzo (disposición de un amortiguador de masa sintonizada en el techo del
edificio; consistente en una masa m unida a la cubierta mediante un resorte de rigidez k y un
amortiguador viscoso lineal con constante c); diseño del disipador de masa sintonizada (debiendo
determinar como parámetros: la masa óptima m, la rigidez lateral óptima k, y la constante de
amortiguamiento viscoso óptima c; y el diseño para su materialización); evaluación del
desempeño del edificio reforzado con disipadores viscosos (obtener balance de energía,
distribución de rótulas plásticas, envolventes de las derivas de piso pico y residual, envolventes
de los picos de aceleraciones absolutas de piso). Para la solución óptima determinar la fuerza
axial máxima para la cual se debe diseñar cada disipador.
Etapas en detalle
5. Análisis no lineal de estructura con/sin disipadores de energía
47
48
Fase I: Evaluación de la estructura existente
Fase II: Pre dimensionamiento de
las BPR
Análisis de la estructura sin BPR.
Disposición de las BPR y determinación de longitudes.
Cálculo de rigidez elástica.
Cálculo fuerza de fluencia
Fase III: Evaluación delos parámetros de
respuesta
Análisis de la estructura con BPR.
Comparación de suministro con valores límites de respuesta.
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
6. Prediseño basado en análisis estático
61
62
El FEMA 450 en su Capítulo 15 establece
requerimientos para estructuras con toda
clase de disipadores.
La filosofía de diseño de este documento está
basada en el diseño de sistemas resistentes a
fuerzas sísmicas (SRFS), que es independiente
del sistema de disipadores adoptado. La
presencia de los disipadores se considera
modificando las características del SRFS
(amortiguamiento y/o rigidez lateral).
Objetivo: incorporar disipadores para mejorar
el nivel de desempeño del SRFS. Para
considerar este objetivo se especifica que el
SRFS sin disipadores se diseñe para soportar un
mínimo corte basal del 75% del corte basal que
correspondería al SRFS sin disipadores.
FEMA 450
63
La modelación estructural para realizar análisis estático y dinámico es similar a lo establecido
en el FEMA 356.
EL SRFS se modela como una estructura lineal equivalente basada en la rigidez efectiva secante
para el desplazamiento de diseño, con un incremento del amortiguamiento viscoso equivalente
debido a los efectos de los disipadores incorporados.
Como métodos de análisis de estructuras con disipadores, el FEMA 450 considera: i- los
procedimientos no lineales para todo tipo de estructura (análisis dinámico no lineal de historia de
la respuesta y análisis estático no lineal); ii- los procedimiento de espectro de respuesta, para
estructuras que incorporan al menos dos disipadores por piso y si el amortiguamiento efectivo
para el modo fundamental es menor al 35%; y iii- el procedimiento de la fuerza lateral
equivalente si:
-El edificio tiene al menos 2 disipadores en cada piso,
-El amortiguamiento efectivo para el modo fundamental es menor al 35%,
-El SRFS no tiene irregularidades en planta,
-El SRFS tiene diafragmas rígidos,
-La altura del edificio en menor a los 30 m.
FEMA 450: Modelación estructural y procedimientos de análisis
64
La respuesta de la estructura debe ser modificada para considerar los efectos de los disipadores.
Coeficientes que intervienen en
los distintos procedimientos de
análisis.
FEMA 450: Modificación de la respuesta estructural según el amort. efectivo
crítc
c
65
Se muestra la reducción en el espectro de diseño para el modo fundamental (la curva de
capacidad es un dibujo del comportamiento no lineal en el modo fundamental en coordenadas del
espectro de aceleraciones / desplazamientos). La reducción por amortiguamiento es aplicada al
período efectivo del modo fundamental de vibración (basado en la rigidez secante).
FEMA 450: Modificación de la respuesta estructural según el amort. efectivo
De los comentarios
del FEMA 450.
66
Amortiguamiento efectivo
para el desplazamiento de
diseño, en el modo m.Amortiguamiento inherente: Componente del
amortiguamiento efectivo de la estructura
debido a la disipación de energía inherente a
través de los elementos de la estructura, para el
desplazamiento de fluencia efectivo del SRFS.
FEMA 450: Modificación de la respuesta estructural según el amort. efectivo
crítc
c
67
Amortiguamiento viscoso agregado: Relación
de amortiguamiento viscoso para los disipadores
respectivos.
βVm: Componente del amortiguamiento efectivo
para el modo de vibración m de la estructura,
debido a la disipación viscosa de energía en los
disipadores respectivos, para el desplazamiento
de fluencia efectivo del SRFS.
μD: Demanda de ductilidad efectiva del
SRFS debidas al terremoto de diseño.
Parámetro clave, también para el
amortiguamiento histerético, que se
determina por proceso iterativo.
FEMA 450: Modificación de la respuesta estructural según el amort. efectivo
68
Amortiguamiento histerético del
SRFS y de los disipadores .
FEMA 450: Modificación de la respuesta estructural según el amort. efectivo
69
FEMA 450: Modificación de la respuesta estructural según el amort. efectivo
)t(f)t(xk)t(xc)t(xm
La energía disipada por ciclo debida al
amortiguamiento viscoso es igual al área
de la elipse:
T
xc2E
2
0
2
v
70
FEMA 450: Modificación de la respuesta estructural según el amort. efectivo
La energía disipada por ciclo para un
modelo elastoplástico es (si x0 > xy):
y0yep xxp4E
Si se iguala la energía disipada por ciclo debida al amortiguamiento viscoso con la energía
disipada para el modelo elastoplástico:
y0y
2
0
2
epv
xxp4T
xc2
EE
Entonces el coeficiente de amortiguamiento viscoso equivalente será (si x0 > xy):
T
x
xxp
2
4c
2
0
y0
yeff
71
FEMA 450: Modificación de la respuesta estructural según el amort. efectivo
0
y
0
y0
2
0
y0
0
y
y
Hx
x1
2
x
xx2
x
xx
x
p
p2
m
T
x
xxp
2
1
T
m4
Tx
xxp
2
4
T
m4
c
c
c 2
2
0
y0
y3
2
0
y0
y2
eff
crít
effH
k
m4T 22
164.0H
2
0
y0y
2
0
y0
y
2
2
0
y0
y3Hx
xx
k
p2
k
2
x
xxp
1
m
k
m4
x
xxp
2
1
En FEMA 450:
En la fórmula del FEMA se agrega el factor qH para considerar ciclos que no sean elastoplásticos,y se hace otra corrección con bI afectando la constante 0.64.
72
La respuesta del SRFS es definida por dos modos de vibración: el modo fundamental y el modo
residual. El modo residual es una aproximación de efectos combinados para considerar los
modos más altos que pueden ser significativos en las velocidades por piso en el SRFS.
El procedimiento a aplicar es el siguiente:
1) Calcular el corte basal mínimo:
2) Desarrollar un diseño de prueba del SRFS para el Vmín
3) Establecer las propiedades del modo fundamental y del modo residual:
FEMA 450: Análisis según el método de la fuerza lateral equivalente
73
4) Seleccionar un valor objetivo del amortiguamiento a agregar en el primer modo, βv1, para
alcanzar los límites de deriva recomendados por el FEMA, considerando una respuesta
elástica del SRFS.
5) Asumir un valor de prueba de μD (en un rango de 1.5 a 2) y calcular:
6) Calcular B1D, CS1, y V1.
FEMA 450: Análisis según el método de la fuerza lateral equivalente
74
7) Si V1 es aprox. igual a Vmín, ir al paso 8; caso contrario revisar el valor de μD en el paso 5.
8) Calcular Dy, D1D y μD.
9) Calcular BR, CSR y VR
3. Requerimientos normativos
FEMA 450: Análisis según el método de la fuerza lateral equivalente
75
10) Calcular el corte basal de diseño V y las fuerzas laterales de diseño Fi:
11) Diseñar los disipadores para las derivas de piso de diseño y las velocidades de acuerdo a:
12) Verificar las componentes del SRFS bajo las máximas fuerzas generadas por el sistema de
disipación, según las 3 estrategias de respuesta sísmica.
FEMA 450: Análisis según el método de la fuerza lateral equivalente
76
Las propiedades de amortiguamiento y de fuerza-velocidad-desplazamiento usadas para el diseño
del sistema de disipadores debe basarse en ensayo de prototipos (con igual calidad y
procedimiento de fabricación que los disipadores destinados a la obra).
Se deben hacer los siguientes ensayos sobre 2 disipadores a escala real, por cada clase y tamaño
de dispositivo a emplear en obra: i- cada disipador se someterá a 2000 ciclos alternados, para la
amplitud esperada en la tormenta de viento de diseño, con una frecuencia igual a la inversa del
periodo fundamental del edificio; ii- cada disipador debe ser sometido a 5 ciclos sinusoidales,
según el desplazamiento en el disipador para el máximo terremoto, a una frecuencia igual a
1/T1M.
Antes de la instalación en una construcción, los disipadores deben ser ensayados para asegurar
que las características fuerza-velocidad-desplazamiento están en los límites indicados por el
profesional responsable.
FEMA 450: Ensayos de prototipos
FEMA 450: Ensayos de producción
77
El FEMA 356 permite el empleo de procedimientos de análisis lineal (método de análisis
estático lineal y dinámico lineal) si se cumple:
-Los elementos de la estructura principal se mantienen elásticos (se excluyen los disipadores)
para el nivel de peligrosidad de diseño.
-El amortiguamiento efectivo para el primer modo provisto por los disipadores a la estructura no
excede 30% del crítico.
-Se incluye en el modelo de la estructura con disipadores la rigidez secante de cada disipador
para su desplazamiento máximo calculado.
-Los disipadores se incluyen en el modelo cuando se evalúa su regularidad.
FEMA 356: Procedimientos de análisis lineales
78
Para disipadores activados por desplazamiento se permite el empleo del método de análisis
estático lineal, si se cumple además:
-Se considera para cada dirección de análisis la relación entre la resistencia máxima en cada piso
y la demanda de corte de piso usando el método elástico lineal. El valor máximo de esta relación
entre el 80 y el 120% del valor promedio de todos los pisos.
-Se considera para cada dirección de análisis la fuerza máxima inducida en todos los disipadores
en un piso, calculada en base al desplazamiento esperado para el BSE-2. Este valor no debe
exceder del 50% de la resistencia provista por los otros elementos estructurales del nivel.
Para disipadores activados por velocidad se permite el empleo del método de análisis estático
lineal, si se cumple además la segunda de las condiciones anteriores.
FEMA 356: Procedimientos de análisis lineales estático lineal
79
Según 3.3.1.3.1.: la pseudo carga lateral para diseñar el sistema resistente a cargas verticales (sin
disipadores de energía) es:
Pero este valor debe reducirse por los factores de reducción de amortiguamiento para
considerar la energía disipada por los dispositivos incorporados.
FEMA 356: Demanda de corte
80
La reducción de Sa se hace a través de los factores de reducción por amortiguamiento Bs y B1
(que tienen en cuenta los disipadores a través del beff):
3. Requerimientos normativos
FEMA 356: Demanda de corte
81
El valor de βeff para estructuras con disipadores a considerar en la Tabla anterior es:
Amortiguamiento en la
estructura principal (5%
en general)
3. Requerimientos normativos
FEMA 356: Demanda de corte
Trabajo realizado por el
dispositivo j en un ciclo
completo correspondiente
(suma extendida a todos los
disipadores j)
Energía de deformación
máxima en la estructura:
82
El valor de βeff para estructuras con disipadores a considerar en la Tabla anterior es:
FEMA 356: Demanda de corte
Para dispositivos
dependientes del
desplazamiento, con
comportamiento elasto
plástico, por ej.:
y0yj p4W
Para dispositivos
dependientes de la velocidad
(área de la elipse):
83
1er Estado: Corresponde al tiempo para el cuál la estructura está en su máximo
desplazamiento. Este estado será crítico para estructuras con disipadores activados por
desplazamiento.
Para este caso la fuerza lateral a aplicar en cada piso es:
donde V es el corte basal modificado por el amortiguamiento efectivo
3. Requerimientos normativos
FEMA 356: Acciones de diseño
84
2do Estado: Corresponde al tiempo para el cuál la estructura está en su máxima velocidad y
desplazamiento nulo. Este estado será crítico para estructuras con disipadores activados por
velocidad.
Se indican en el FEMA las ecuaciones correspondientes a las fuerzas a aplicar al modelo para
este estado.
3er Estado: Corresponde al tiempo para el cuál la estructura experimenta sus aceleraciones
máximas, que corresponde a las cargas de inercia máximas aplicadas en la estructura en conjunto
con las fuerzas correspondientes en los disipadores.
Se indican en el FEMA las ecuaciones correspondientes a las fuerzas a aplicar al modelo para
este estado.
3. Requerimientos normativos
FEMA 356: Acciones de diseño
85
Las relaciones fuerza – desplazamiento y los valores de amortiguamiento asumidos en el diseño
de la estructura con disipadores debe ser confirmada por ensayos. Además los estudios
experimentales deben demostrar la robuztes de los dispositivos para demandas sísmicas
importantes.
Se consideran ensayos de prototipos sobre 2 dispositivos a escala real por cada clase y tamaño
empleado en el diseño.
Se consideran: i- 2000 ciclos según tormentas de vientos esperadas; ii- 20 ciclos para el
desplazamiento esperado en el disipador para el BSE-2, en una frecuencia igual a la inversa del
período fundamental de la estructura rehabilitada.
El procedimiento de análisis y diseño de la construcción con disipadores debe ser revisado por un
ingeniero independiente.
FEMA 356: Ensayos de prototipos
FEMA 356: Requerimientos de control
86Muchas gracias por su atención!!14:45
