Históricamente el diseño sismorresistente de estructuras ha estado basado en una combinación de resistencia y ductilidad. Para pequeñas frecuencias sísmicas, se espera que la estructura permanezca en el rango elástico, con todos los esfuerzos bajo los niveles de fluencia. Asimismo, no es razonable esperar que una estructura tradicional responda elásticamente a un sismo muy raro. Se sabe, que el diseño utilizado por los ingenieros estructurales está basado en la ductilidad inherente de los edificios para prevenir fallas catastróficas, mientras que se acepta un determinado nivel de daño estructural y no estructural. Esta filosofía ha sido implementada en los códigos de diseño, ya sea en los métodos de diseño por fuerza lateral o diseño por espectro de respuesta. Últimamente con estas características la estructura es diseñada para resistir una carga estática equivalente, brindando resultados razonablemente satisfactorios.

Un número importante de avances para mejorar el desempeño en la respuesta sísmica y el control de daño en los edificios, puentes y otras estructuras han sido desarrolladas, y otras están por venir en el futuro cercano. Estos avances pueden estar divididos en tres grupos: sistemas pasivos, tales como aislamiento en la base y dispositivos suplementarios de disipación de energía; sistemas activos, los cuales requieren la participación activa de dispositivos mecánicos cuyas características están hechas para cambiar durante la respuesta sísmica basándose en medidas de respuesta; y sistemas híbridos, los cuales combinan los sistemas pasivos y activos en una manera tal que la seguridad del edificio no esté comprometida incluso si el sistema activo fallase.

En la actualidad, la técnica de aislamiento sísmico es ampliamente usada en el mundo. Un sistema de aislamiento sísmico es típicamente ubicado en la cimentación de la estructura. Debido a su flexibilidad y capacidad de absorción de energía, el sistema de aislamiento parcialmente absorbe la energía sísmica de entrada antes que esta energía sea transmitida a la estructura. El efecto es una reducción de la demanda de la disipación de energía en el sistema estructural, mejorando su desempeño.

Además, los sistemas de control activo y semi-activo son áreas de protección estructural, en la cual el movimiento de una estructura es controlado o modificado por la acción de un sistema de control con suministro de energía externa. Los sistemas semi-activos requieren solamente cantidades nominales de energía para ajustar sus propiedades mecánicas y a diferencia de los sistemas activos estos no pueden adicionar energía a la estructura. Una atención importante ha recibido el desarrollo de estos sistemas, especialmente en la mejora de la respuesta sísmica y de viento en los edificios. Esta tecnología actualmente, ha sido diseñada, construida e instalada en varios edificios del mundo.

Todas estas tecnologías presentan un incremento en el rol importante que juegan en el diseño estructural, es por ello, que la presente investigación está orientada a los sistemas pasivos de disipación de energía en edificios, pudiendo ampliarse para puentes y otros tipos de estructuras, ya que los principios básicos de trabajo son los mismos.

Las investigaciones y desarrollo de los dispositivos pasivos de disipación de energía para aplicaciones estructurales tienen aproximadamente 25 años de historia. La función básica de los dispositivos pasivos de disipación de energía cuando son incorporados a la superestructura de un edificio es la de absorber una parte de la energía de entrada, para de esta manera reducir la demanda de disipación de energía en los miembros primarios estructurales y minimizar el posible daño estructural. Estos dispositivos pueden ser muy efectivos contra los movimientos inducidos por los vientos, así como también aquellos inducidos por los sismos. Contrariamente a los sistemas activos, los sistemas pasivos no requieren de suministro externo de energía eléctrica.

En los últimos años, serios esfuerzos se han realizado para desarrollar el concepto de disipación de energía o amortiguamiento suplementario dentro de una tecnología trabajable, y un número de estos dispositivos han sido instalados en estructuras en varias partes del mundo.

Tabla de Contenidos
INTRODUCCION

CAPITULO 1. ESTADO ACTUAL DEL PROBLEMA DE INVESTIGACION
1.1. Diseño sismorresistente
1.2. Efecto del amortiguamiento viscoso en la respuesta dinámica
1.2.1. Movimientos del terreno impulsivo y sinusoidal
1.2.2. Movimientos sísmicos del terreno
1.3. Sistemas de control de la respuesta dinámica
1.3.1. Sistemas de control activo
1.3.2. Sistemas de control híbrido
1.3.2. Sistemas de control semiactivo
1.3.4. Sistemas de control pasivo
1.4. Dispositivos pasivos de disipación de energía
1.4.1. Disipadores histeréticos
1.4.2. Disipadores con comportamiento viscoelástico
1.5. Estructura con disipadores de energía vs. Estructura tradicional
1.5.1. Incremento significativo en el amortiguamiento
1.5.2. Amortiguamiento no proporcional
1.5.3. No-linealidades del dispositivo de disipación

CAPITULO 2. MODELAMIENTO MATEMATICO
2.1. Sistemas viscoelásticos
2.1.1. Disipadores viscoelásticos sólidos
2.1.2. Disipadores viscoelásticos de fluído
2.2. Sistemas histeréticos
2.2.1. Disipadores por plastificación de metales
2.2.2. Disipadores por fricción
2.3. Amortiguamiento y rigidez equivalente

CAPITULO 3. ANALISIS SISMICO DE EDIFICACIONES CON DISIPADORES DE ENERGIA
3.1. Objeto de investigación
3.2. Registro sísmico
3.3. Modelación del edificio por el programa SAP2000
3.4. Diseño de los dispositivos pasivos de disipación de energía
3.4.1. Disipadores viscoelásticos no-lineales
3.4.2. Disipadores viscoelásticos sólidos
3.4.3. Disipadores por fricción
3.4.4. Disipadores por plastificación de metales
3.5. Resultados de la investigación numérica

CAPITULO 4. ANALISIS COMPARATIVO Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS
4.1. Análisis comparativo
4.1.1. Comparación Modelo disipadores viscosos no-lineales / Modelo sin disipadores
4.1.2. Comparación Modelo disipadores viscoelásticos / Modelo sin disipadores
4.1.3. Comparación Modelo disipadores por fricción / Modelo sin disipadores
4.1.4. Comparación Modelo disipadores por fluencia / Modelo sin disipadores
4.2. Distribución de energía
4.3. Formas de vibración
4.4. Discusión de resultados
4.5. Costo de estructura con disipadores vs. Costo de estructura tradicional
CONCLUSIONES
BIBLIOGRAFIA

Fuente: Blog Dr. Genner Villarreal Castro
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Históricamente el diseño sismorresistente de estructuras ha estado basado en una combinación de resistencia y ductilidad. Para pequeñas frecuencias sísmicas, se espera que la estructura permanezca en el rango elástico, con todos los esfuerzos bajo los niveles de fluencia. Asimismo, no es razonable esperar que una estructura tradicional responda...