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Diseño óptimo de disipadores metálicos en un edificio de acero de 28 pisos
Autor
Pincheira Martinez, Emmanuel
Resumen
Proyecto de Título para optar al título de Ingeniero Civil Los edificios estructurados en base a marcos no arriostrados suelen ser muy flexibles, por lo que los sismos severos inducen grandes desplazamientos laterales en ellos. Esto hace necesario proyectar elementos muy robustos o incluir núcleos de muros para restringir este desplazamiento.
Según la NCh433, la demanda sísmica se reduce con el aumento de los períodos naturales de una estructura. En edificios de mediana altura, con período fundamental entre 1,5-2,5s, la acción sísmica todavía no es suficientemente baja. Esto hace que el control de la demanda de desplazamientos laterales, tensiones internas y corte basal sea un desafío para los ingenieros estructurales. Una manera de reducir la demanda sísmica en los elementos estructurales de un edificio es añadir disipación de energía localizada. Debido a lo anterior, se propone en esta investigación el uso de disipadores metálicos para reducir la respuesta sísmica de un edificio.
Se propone una metodología de diseño que permite realizar una distribución en planta y en altura de las capacidades relativas de los disipadores. Como ejemplo de diseño, se consideró un edificio ubicado en el centro de la ciudad de Concepción con planta trapezoidal y 28 pisos de altura. Se realizó un análisis sísmico tiempo-historia no lineal en las dos direcciones horizontales, variando la capacidad de disipación total utilizada en el edificio. La disipación requerida se determinó considerando la reducción de tres respuestas objetivo diferentes: drif de piso, aceleración absoluta de piso y corte basal.
A partir de los resultados del análisis se determinó que la adición de disipadores metálicos tiene una ligera influencia en la aceleración máxima de piso. Sin embargo, estos son eficaces en la reducción de drif máximo y corte basal. Se determinó que existe una cantidad óptima de disipación que minimiza los drif. El corte mostró una reducción casi monótona con el aumento de la cantidad de disipación añadida.