Análisis inelástico y control de la respuesta sísmica de edificios utilizando disipadores de energía

Abstract

En el mundo desde 1755 más de 14 millones de personas han muerto en eventos sísmicos. Por esta razón es muy importante un buen comportamiento de las estructuras; esta es una buena manera de reducir la pérdida de vidas humanas y materiales. En los libros hay bastante información sobre diseño elástico en comparación con la información sobre diseño inelástico con disipadores; esta es la razón porque nosotros estamos realizando la presente investigación. Esta investigación es una introducción al diseño de edificios con disipadores, cuya aplicación será particular; cada aplicación depende de varias características de la estructura y sus requerimientos para solucionar el problema específico. El reforzamiento de estructuras es una actividad muy importante, porque cada edificio está expuesto a un diferente evento sísmico en un diferente lugar del planeta. En esta investigación se realizara el análisis dinámico no lineal de un edificio de concreto armado de 109.66 m. El programa de análisis estructural SAP2000 versión no lineal 8.2.5 fue utilizado. Inicialmente este programa fue desarrollado en la Universidad de Berkeley, pero actualmente solamente es desarrollado por Computers and Structures Inc (1984-2003) (14). Para obtener las rotulas plásticas se han tomado las secciones de los elementos con sus con sus especificadas áreas de acero de refuerzo longitudinal. El registro sísmico de octubre de 1966 fue usado y la aceleración sísmica fue escalada a 400 y 600 gals. Después de realizar el análisis dinámico no lineal del edificio, el diseño de los disipadores fue hecho para obtener un amortiguamiento efectivo de 20% en la estructura. Después se procedió a realizar el análisis del edificio con los disipadores para obtener la respuesta con el amortiguamiento adicionado. Obtuvimos que con los disipadores se puede reducir la fuerza actuante en el edificio; también los desplazamientos, velocidades y aceleraciones de los entrepisos. Y finalmente, se obtiene la influencia de los disipadores en la energía del edificio. Esta investigación está dentro del programa de Segunda Especialización en Ingeniería Sismorresistente, de la Universidad Nacional de Ingeniería de Perú. La recolección de información fue hecha en el Centro de Computo del Centro Peruano Japonés de Investigaciones Sísmicas y Mitigación de Desastres - CISMID, y los análisis del modelo fueros realizados en la computadora de mi casa.

In the world since 1755 more than 14 millions of persons had died in seismic events. For this reason is so important a good behaviour of the structures; this is a good way to reduce the lost of human lives and materials. In the books there are several information about elastic design in comparison with the information about inelastic design with dampers; this is the reason because we are doing the present investigation. This investigation is an introduction of the design of buildings with dampers, which application will be particular; eve^ application depends of several characteristics of the structure and their requirements to solve the specific problem. The strengthening of structures is a very important activity, because each building is exposed to a different seismic event in a different place of the planet. In this investigation we’ll realize the dynamic nonlinear analysis of a building of reinforced concrete of 109.66 m. The structural analysis program SAP2000 Nonlinear Version 8.2.5 was used. Initially this program was developed in the university of Berkeley, but acnially only is developed by Computer and Structures Inc (1984-2003) (14). For obtain the plastic hinges we have been taken the sections of the elements with their specified areas of longitudinal reinforcing steel. The seismic record of October of 1966 was used and the seismic acceleration was'scaled to 400 and 600 gals. After of realize the dynamic nonlinear analysis of the building, the design of the dampers was made for obtain an effective damping of 20% in the structure. After we proceed to realize the analysis of the building with the dampers for obtain the response with the added doping. We obtained that with the dampers we can reduce the force acting in the building; also reduce the displacements, velocities and accelerations of the interstories. And finally, we obtain the influence of the dopers in the energy of the building. This Investigation is inside of the program of Second Specialization in Seismoresistant Engineering, of the National University of Engineering of Peru. The recollection of information was made in the Computation Center of the Japan Peru Center for Earthquake Engineering Research and Disaster Mitigation - CISMID, and the analysis of the model were realized in the computer of my house.