Disminución de Efectos Torsionales de Estructuras Sismorresistentes con el Uso de Múltiples Amortiguadores de Masa Sintonizados

Abstract

Una de las soluciones alternativas para los problemas de seguridad estructural e incomodidad ante las vibraciones en edificios altos, es la utilización del concepto de control pasivo de vibraciones (sin energía externa), en particular los amortiguadores de masa sintonizados (AMS).
En edificios asimétricos en los cuales el centro de masa no coincide con el centro de torsión, se produce un acoplamiento entre las vibraciones flexionales y torsionales que puede llevar a un incremento de solicitaciones en secciones críticas conduciendo al colapso estructural. En este caso, la instalación de Amortiguadores de Masa Sintonizados en posiciones apropiadas tiene un doble beneficio: Por un lado disipa la energía ingresada por el sismo a la estructura y por otro disminuye los esfuerzos torsionales al aplicar un momento torsor fuera de fase con la excitación.
En este trabajo, se utiliza un modelo físico de la estructura basado en un modelo general de vigas. La formulación inicial, basada en las hipótesis de Vlasov, fue modificada permitiendo la inclusión de deformaciones angulares inducidas por el esfuerzo de corte, sección variable en la dirección longitudinal e inercias rotacionales en las ecuaciones de movimiento. Se utiliza un método de integración numérica conjuntamente con el algoritmo de la transformada rápida de Fourier (FFT) para trabajar en el dominio de la frecuencia.
En trabajos anteriores se presentó la formulación acoplada, se realizó la validación de la herramienta numérica y se realizaron ejemplos numéricos con edificios asimétricos para tener una cuantificación preliminar de la importancia de la reducción alcanzada, utilizando un solo dispositivo AMS. En este trabajo se incorpora la influencia del giro torsional en la cinemática del modelo y se realiza un estudio numérico de la eficiencia de utilización de varios AMS en la disminución de esfuerzos torsionales en edificios asimétricos, solicitados por la acción de sismos en la base.
Se determinó que cuando se utilizan varios AMS al adoptar la disposición más distribuida se obtienen los mejores resultados en la disminución de los valores del momento torsor en la base, por la participación en la respuesta de los dispositivos orientados según las dos direcciones.