Contribution to the assessment of the efficiency of friction dissipators for seismic protection of buildings

Abstract

Esta Tesis trata de la simulación numérica y experimental de estructuras de edificios equipadas con disipadores de energía de fricción, sujetos a cargas de sismo. La Tesis pretende contribuir a la evaluación de la eficacia de los disipadores de fricción para reducir la respuesta lateral de los edificios sujetos a sismos. Así, el objetivo global es la evaluación de la utilidad de los disipadores de fricción frente a las cargas sísmicas.<br/><br/>La Tesis está organizada de tal manera que sea fácil su seguimiento. Por esta razón, los capítulos se han escrito siguiendo una secuencia lógica. Una breve descripción de los capítulos se presenta a continuación.<br/><br/>El primer capítulo trata de los aspectos generales del Control Estructural con un especial énfasis en los disipadores de fricción, los cuales se incluyen en el llamado enfoque de 'Control Pasivo'.<br/>El Capítulo 2 proporciona un repaso general al estado del conocimiento relativo a los principios de la fricción seca y a la investigación y aplicación de los dispositivos disipadores de fricción, así como a sus simulaciones numéricas.<br/><br/>Un procedimiento numérico ha sido desarrollado (programa ALMA) en los Capítulos 3 (edificios de una sola planta) y 4 (edificios de varias plantas) para llevar a cabo simulaciones numéricas de edificios equipados con disipadores de fricción y los resultados obtenidos fueron comparados a los que se obtuvieron con el programa comercial ADINA. La similitud entre los resultados de ambos programas es aceptable.<br/><br/>El Capítulo 5 describe los ensayos sobre una mesa vibratoria que se hicieron en dos modelos de edificios: uno de una sola planta y otro de dos plantas; ambos equipados con disipadores de fricción. Los resultados obtenidos se compararon a los resultados conseguidos con ALMA. Los resultados coinciden aceptablemente.<br/><br/>Luego de probar la validez del programa ALMA, éste se usó para hacer un estudio numérico preliminar para obtener la llamada 'carga óptima de deslizamiento' de los disipadores de fricción en el Capítulo 5. Las curvas que se pueden dibujar a partir de los resultados obtenidos con este estudio, pueden ser aplicadas para determinar las cargas óptimas de deslizamiento de edificios de una y varias plantas.<br/><br/>Finalmente, el Capítulo 7 contiene las conclusiones de esta Tesis y algunas propuestas para las futuras líneas de investigación.<br/><br/>Además, se han incluido cinco apéndices. El Apéndice A contiene los principios básicos del Análisis del Contacto. El Apéndice B trata de la solución numérica de las ecuaciones de movimiento para sistemas de uno y varios grados de libertada. Este apéndice está muy relacionado con el contenido de los Capítulos 3 y 4 de esta Tesis. El Apéndice C describe la solución de las ecuaciones de movimiento usando multiplicadores de Lagrange. El Apéndice D describe el equipo de laboratorio y la instrumentación usada en los ensayos. Los resultados de éstos, y la comparación entre éstos y los resultados numéricos (programa ALMA), son presentados en el Apéndice E.