Diseño Con Disipadores sísmicos a Fricción

Análisis Estructural con el Disipador a Tensión – Compresión

El contraviento equipado con disipador es modelado como un elemento “link” en la mayoría de los softwares. En otras palabras, es modelado como un contraviento, riostra o diagonal ficticia. Debido a que el disipador a fricción puede ser tratado como un elemento elástico-plástico la aplicación del modelo de Wen es posible. Aunque es una simplificación del comportamiento del Disipador, su precisión vuelve el análisis estructural mucho menos complejo.

Un contraviento común se deformaría plásticamente para permitir al edificio disipar la energía del sismo. Sin embargo, el contraviento tendría que ser reemplazado después del sismo generando interrupciones y costos de mantenimiento.

En contraste, el disipador se acciona antes que el contraviento alcance su límite elástico de manera que evitando que este se deforme plásticamente pero simulando una curva histerética de las mismas características. Esta curva histerética es rectangular, mucho mayor en área y confiable para muchísimos ciclos, en contraste a la pobre curva que ofrecería un contraviento, riostra o diagonal común.

La curva histerética del disipador a fricción le permite ser modelado como un elemento “link” en un análisis estático, dinámico o no linear. La única información que se necesita son las propiedades del link que en este caso representa un contraviento ficticio con sus propias características lineares y no lineares. Esto puede ser modelado en la mayoría de softwares en el mercado usando los siguientes parámetros. ETABS o SAP2000 son unos de los mas comunes.

*La fuerza de accionamiento debe ser revisada a ser igual o menor al 75% del límite elástico del brazo sus conexiones. También debe ser 130% de las cargas de servicio (ej. verticales, viento regular etc.). Su masa variará de acuerdo a el desplazamiento y fuerza de accionamiento requeridas.

Esta tecnología permite encontrar nuevas formas de responder a desafíos arquitectónicos y a requerimientos específicos de usuarios finales. Te invitamos a contactarnos en cualquier momento con cualquier pregunta que puedas tener acerca de tu proyecto.

Curva Histerética

 

Algunos softwares permiten o requieren la introducción de la curva histerética completa. En ese caso, el ingeniero puede realizar el análisis estructural usando la curva cuasi-rectangular completa.

El disipador se acciona aproximadamente a una fuerza constante y después el radio de deformación post-elástica puede ser estimada cercana a cero, 0.0001.

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¿Cómo encontrar la fuerza de accionamiento ideal?

La fuerza optima es la que  garantiza la mayor cantidad de energía absorbida por el disipador para una misma configuración de pórtico y para una misma fuerza sísmica. Se ha encontrado que esta fuerza es siempre menor al 50% del cortante sísmico del piso, pero variará de acuerdo a las restricciones que el diseñador encuentre en su proyecto y a otros criterios de desempeño que este desee cumplir.

Una vez encontrada, la fuerza de accionamiento optima, variaciones en su magnitud de hasta  +/- 20% no causan cambios significativos en la respuesta de la estructura.

No dudes en comunicarte con nuestro departamento de ingeniería por consejos para obtenerla en tu proyecto. Para cálculo rápido usa 1/3 de la fuerza cortante del piso asegurando que la relación entre la rigidez lateral de los brazos y la rigidez lateral total del piso (portico + brazos) sea superior a 0,5  y aproximadamente constante en toda la altura del edificio.

Conexión y Instalación

El disipador puede ser instalado en:

  • Pórticos en Acero Estructural
  • Pórticos en Concreto Reforzado
  • Muros estructurales en concreto reforzado o acero estructural
  • Estructuras de Madera

En realidad puede ser usado como reemplazo o complemento de cualquier sistema de resistencia de fuerzas laterales.

Aunque hay muchas maneras de usar los disipadores el de diagonal o contraviento Tension-Compersion es el más común por su practicidad y facilidad en el diseño.

Los disipadores a fricción pueden ser manufacturados a medida para virtualmente cualquier edificio bajo pedido. El link abajo contiene el catálogo con tamaños comúnmente usados.

Catálogo de Disipadores a Fricción

El catalogo te da ejemplos de los tipos de disipadores más comunes, sus dimensiones y sus masas. Estas puedes usarlas como referencias para tu análisis estructural. Sin embargo otras fuerzas y desplazamientos pueden ser manufacturados por pedido.

Para otras fuerzas y desplazamientos, dinos las fueras y desplazamientos al final de tu diseño estructural y nosotros los haremos a la medida de tu proyecto.

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