Eficiencia de Disipadores Sísmicos de Pared Basados en Amortiguadores Viscosos - Viscous Wall Damper

Abstract

Los disipadores sísmicos son una alternativa eficiente del aislamiento sismoresistente, ya que su inclusión no necesita de técnicas constructivas especiales, su efectividad es relativamente alta y su costo relativamente bajo. Estos dispositivos incluidos en puntos estratégicos de la estructura disipan energía en función de los desplazamientos relativos entre sus extremos. La capacidad de reducir las fuerzas
sísmicas depende fuertemente del diseño y del tipo; es por ejemplo necesaria una gran cantidad de disipadores
viscoelásticos tradicionales para aumentar significativamente el amortiguamiento estructural de un edificio, por lo que se asocia el uso de este tipo de disipadores al caso de vibraciones inducidas por viento. Los Viscous Wall Damper (VWD) son verdaderos amortiguadores viscosos especialmente adaptados en su forma constructiva a una forma plana y de manera de poder ser conectados entre los
pisos de los edificios mediante diagonales y contradiagonales. Los módulos internos de los disipadores basan su accionar en la fuerzas viscosas generadas por placas planas paralelas y proveen una fuerza viscosa horizontal según una relación constitutiva fuerza-velocidad no lineal. La construcción es simple, no contando con piezas mecánicas sofisticadas. El sistema resulta confiable en base a la sencillez, no hay mecanismos sofisticados, válvulas o sellos. La disipación viscosa no genera abrasión, rozamiento o desgaste. A diferencia de los disipadores basados en materiales con comportamiento viscoelástico, la capacidad de disipación resulta alta y comparable con otros sistemas de disipación. Las fuerzas viscosas se incrementan continuamente con la demanda (velocidad). La efectividad de los disipadores VWD es probada en un edificio de 52 plantas y período natural de
5.8 segundos. El diseño sísmico del edificio contempla como nuevas variables la cantidad, disposición y capacidad de los disipadores VWD. Mientras que en el diseño tradicional la disipación de energía ocurre sólo en regiones críticas de la estructura, esta tarea es adicionalmente abordada en este diseño por los VWD que proveen una disipación estable, confiable y verificada en su magnitud. El estudio numérico del edificio sujeto a análisis contempla distintas señales sísmicas en el dominio del tiempo, considerando el amortiguamiento no proporcional y no lineal introducido por los disipadores. Magnitudes como “drift ” de entrepiso, fuerzas de corte de entrepiso y aceleraciones en el edificio son tomadas como variables de diseño para verificar la conveniencia del sistema provisto de disipadores VWD respecto del comportamiento dinámico del sistema original.