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DIISSIIPPAACCIIOON N DDE E EENNEERRGGIIAA
Los disipadores de energía permiten construir estructuras en altura más económicas y con altos niveles de Los disipadores de energía permiten construir estructuras en altura más económicas y con altos niveles de seguridad durante sismos severos.
seguridad durante sismos severos.
ConceptoConcepto VentajasVentajas TeoríaTeoría DispositivoDispositivo
- Disipadores metálicos- Disipadores metálicos
- Disipadores friccionales- Disipadores friccionales
- Disipadores viscosos- Disipadores viscosos
- Disipadores viscoelásticos- Disipadores viscoelásticos
Ejemplos de usoEjemplos de uso
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CONCEPTO
CONCEPTO
La disipación de energía se logra mediante la introducción de dispositivos especiales en una estructura con el La disipación de energía se logra mediante la introducción de dispositivos especiales en una estructura con el fin de reducir las deformaciones y esfuer!os so"re ella.
fin de reducir las deformaciones y esfuer!os so"re ella. Estos dispositi
Estos dispositivos reducen la vos reducen la demandemanda de da de defordeformación y mación y esfueesfuer!os producidr!os producidos os por el por el sismo mediantsismo mediante e elel aumento del amortiguamiento estructural. Como resultado los esfuer!os inducidos por el sismo en la estructura aumento del amortiguamiento estructural. Como resultado los esfuer!os inducidos por el sismo en la estructura puede
pueden n ser #asta un ser #asta un $%& menores 'ue los $%& menores 'ue los corrcorresponespondientedientes s a a la la estrestructura sin disipadoreuctura sin disipadores s redureduciendociendo sustancialmente las incursiones inelásticas (da)o* de la estructura.
sustancialmente las incursiones inelásticas (da)o* de la estructura.
Ed
Edifificicio io sisin Dn Disisipipaadodorrees ds de Ee Ennerergígíaa EdEdifificicio io cocon Dn Disisipipaadodorrees ds de Ee Enenerrgígíaa La estructur
La estructura a sin disipadoresin disipadores s de energía so"revive el de energía so"revive el sismo severo disipando energsismo severo disipando energía ía en en sus elementossus elementos principales los 'ue sufren da)o.
principales los 'ue sufren da)o.
En la estructura con disipadores la energía es a"sor"ida por estos dispositivos reduciendo significativamente En la estructura con disipadores la energía es a"sor"ida por estos dispositivos reduciendo significativamente las deformaciones y el da)o estructural.
las deformaciones y el da)o estructural. ...
VE+T,,
La seguridad estructural es entre un $% y un /%%& mayor 'ue un edificio convencional
e protegen los contenidos
e evita la parali!ación post-sismo
e puede utili!ar tanto en edificios como en e'uipos industriales para el control de vi"raciones
, modo de ejemplo en los terremotos de +ort#ridge 0, (/112* y 3o"e apón (/11$* se pudo compro"ar con 45ito las ventajas 'ue poseen las estructuras provistas de sistemas de disipación de energía al o"servar el e5celente comportamiento de este tipo de edificios frente a los convencionales.
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TEORIA
Los disipadores de energía modifican la propiedad dinámica de amortiguamiento del sistema estructural de modo 'ue las vi"raciones inducidas por la e5citación son a"sor"idas por estos dispositivos. u utili!ación es especialmente adecuada en edificios fle5i"les fundados so"re cual'uier tipo de suelo.
Espectro de desplazamiento para el registro de Lllolleo (1985) con amortiguamientos de 5, 10 y 15%
La disipación de energía se reali!a a trav4s del comportamiento plástico de metales d6ctiles la e5trusión del plomo la deformación de corte de polímeros viscoelásticos la p4rdida de energía en fluidos viscosos circulando a trav4s de orificios la fricción seca entre superficies en contacto "ajo presión etc.
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Disipadores Metálicos
Los dispositivos metálicos se caracteri!an por tener un comportamiento #ister4tico d6ctil 'ue es en gran medida independiente de la velocidad de deformación.
Disipador ,D,
Este sistema consiste en un conjunto de placas paralelas de forma a#usada de modo 'ue la fluencia sea uniforme en la altura.
Disipador ,D, Core 7acific #opping center Tai8an
Disipador T,D,
Conjunto de placas triangulares dispuestas a fle5ión fuera de su plano. Es muy similar al ,D,.
Disipador T,D,
Este dispositivo consiste tam"i4n en placas a#usadas como el ,D, pero tra"ajando en su plano.
Disipador 9oney - Com"
:0n"onded ;races:
Consiste en una diagonal de acero 'ue fluye dentro de una sección de #ormigón 'ue la confina. u principio "ásico de funcionamiento es prevenir el pandeo de Euler cuando el elemento de acero fl uye en compresión.
:0n"onded "races: <nstalación del dispositivo tipo :un"onded "races:
Disipadores Friccionales
Los dispositivos metálicos se caracteri!an por tener un comportamiento #ist4retico 'ue se logra a trav4s de la fricción seca entre dos metales. El principio "ásico de los disipadores friccionales consiste en utili!ar la deformación relativa entre dos puntos de una estructura para disipar energía a trav4s de fricción.
Estos dispositivos van desde las más simples cone5iones con orificios ovalados (;C* #asta complejos dispositivos como el ED=. , continuación se muestran algunos de ellos.
Cone5ión ;C (lotted ;olted Connection*
Este dispositivo es el más simple de todos. Consiste en una unión de dos placas paralelas (de acero* interconectadas entre si a trav4s de láminas (p.e. de "ronce* y pernos de alta resistencia. El desli!amiento entre las placas se produce a trav4s de orificios ovalados.
Cone5ión ;C
istema 7,LL
0tili!a la deformación relativa de entrepiso y la deformación angular del paralelógramo central (ver figura* como medio de disipación.
istema 7,LL
istema ED= (Energy Dissipating =estraint*
Este disipador pertenece a una gran familia de dispositivos friccionales similares. El sistema utili!a resortes pretensados y topes para o"tener un comportamiento de gran capacidad de disipación.
Dispositivo ED= (>luor-Daniel*
En este caso la disipación s e logra por la fricción producto del giro relativo entre placas metálicas.
>ricción por golillas
Disipadores Viscosos
El principio "ásico de funcionamiento consiste en movili!ar un elemento a trav4s de un fluido viscoso. Esto genera fuer!as 'ue se oponen al movimiento del elemento de magnitud proporcional a la velocidad. Los fluidos viscosos (>V* tales como siliconas aceites etc. #an sido utili!ados con eficiencia en la generación de dispositivos disipadores de energía #ace ya varias d4cadas en l a industria militar y aeroespacial
Es'uema típico de un amortiguador viscoso
estructura.
Curva de 9ist4resis típica de un amortiguador viscoso
Disipadores Viscoelásticos
El principio "ásico de funcionamiento consiste en movili!ar un elemento a trav4s de un fluido viscoso. Esto genera fuer!as 'ue se oponen al movimiento del elemento de magnitud proporcional a la velocidad. Los fluidos viscosos (>V* tales como siliconas aceites etc. #an sido utili!ados con eficiencia en la generación de dispositivos disipadores de energía #ace ya varias d4cadas en l a industria militar y aeroespacial
,mortiguador viscoelástico
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Los ,ngeles City 9all Los ,ngeles 0,. 2$% ai sladores elastom4ricos ?% apoyos desli!antes y ?% amortiguadores viscosos
=etrofit con ;C al Edificio <. @agnin (/1A%* Baland 0,.
