Observatorio de Investigación y Desarrollo Tecnológico


  • REVISTA INTERNACIONAL DE DESASTRES NATURALES, ACCIDENTES E INFRAESTRUCTURA CIVIL

    Volumen: 15, Numero: 1, Páginas: [47] p.

    EFICIENCIA DE DISIPADORES SINTONIZADOS DE MASA EN ESTRUCTURAS CON COMPORTAMIENTO ELASTO-PLASTICO SOMETIDAS A CARGAS SISMICAS

    Abstract

    The purpose of the current work is to present an analysis of the efficiency of an equivalent nonlinear tuned mass damper (ENL-TMD) attached to structures with elastoplastic behavior and subjected to seismic excitation. Seismic excitation is represented through a stationary random process of filtered white noise (Kanai-Tajimi filter) and the elasto-plastic behavior of the main structure, represented by the Bouc-Wen model. Optimal parameters for the ENL-TMD are calculated from the beha vior shown by a set of lineal tuned mass damper (L-TMD). The L-TMDs were optimized under different levels of structural plasticity and intensities of seismic excitation. The rigidity and optimum damping of each L-TMD is calculated by using the reduction of the standard deviation of the displacement of the main structure under seismic action as a criterion. The behavior displayed by the set of L-TMDs is conjugated in an expected optimal behavior of the ENL-TMD. Optimum stiffness values were adjusted to a function that results from assuming that the force of the ENL-TMD has a linear component, an additional nonlinear elastic component and a nonlinear viscous Rev. Int. de Desastres Naturales, Accidentes e Infraestructura Civil. Vol. 15(1)60dissipation. The results confirm that the ENL-TMD reduce displacements of the structure in seismic events, even when the structure yields (in a plastic regime). While the achieved reductions are not significant, they are not negligible in the case of structures subject to high seismic intensities, and they may be important for delaying the collapse of the structure.


    Keywords


    inear tuned mass damper, nonlinear tuned mass damper, equivalent linear system, stochastic linearization, stochastic structural optimization .


    Resumen

    Se presenta un análisis de la eficiencia de amortiguadores de masa sintonizada no lineal equivalente (AMS-NLE) en estructuras elasto-plásticas sometidas a cargas sísmicas. La excitación sísmica se representa a través de un proceso aleatorio estacionario de ruido blanco filtrado (filtro de Kanai-Tajimi) y el comportamiento elasto-plástico de la estructura principal se representa mediante el modelo de Bouc-Wen. Los parámetros óptimos del AMS-NLE se obtienen del comportamiento que exhiben un conjunto de AMS-L optimizados para distintos niveles de plastificación estructural dependiente de la intensidad de la excitación sísmica. La rigidez y amortiguamiento óptimo de cada AMS-L se calcula usando como criterio la reducción de la desviación estándar del desplazamiento de la estructura principal ante la acción sísmica. Los comportamientos que despliegan los AMS-L optimizados se conjugan enel comportamiento óptimo que se desea que exhiba un AMS-NLE. Para esto, los valores óptimos de rigidez se ajustaron a una función que resulta de asumir que la fuerza resistente del AMS-NLE tiene una componente lineal, otra no lineal elástica y disipación viscosa lineal. Los resultados muestran que el AMS-NLE reduce los desplazamientos de la estructura ante eventualidades sísmicas, aun cuando la estructura incursione en un régimen plástico. Si bien las reducciones logradas no resultan significativas, éstas no son despreciables y pueden ser importantes retardando el colapso de la estructura.


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