Recientes sismos han mostrado que los edificios diseñados y construidos de acuerdo a los códigos más recientes proveen una buena respuesta, pero el costo de reparación de daños y el tiempo necesario para implementar estas reparaciones son más grandes que las anticipadas. Diversos esfuerzos en Estados Unidos, Japón y Rusia, se han centrado en desarrollar criterios de diseño sísmico y procedimientos para asegurar objetivos específicos de desempeño. El incremento en las fuerzas de diseño no mejora todos los aspectos del desempeño. Tres técnicas innovadoras han sido propuestas para usarse individualmente o en combinación, con la finalidad de mejorar el desempeño sísmico de los edificios: aislamiento sísmico, dispositivos suplementarios de disipación de energía y control estructural activo o híbrido. Esta investigación está orientada a la metodología de cálculo de edificaciones con dispositivos pasivos de fluido viscoso.

Para asegurar un adecuado comportamiento de las estructuras frente a los sismos, el diseño de estas, puede plantearse de dos maneras. La primera vendría a ser a base de un diseño convencional, el cual consiste en crear estructuras lo suficientemente rígidas pero a su vez dúctiles, es decir, que tengan la capacidad de incursionar en el rango inelástico.

Esto se puede conseguir empleando sistemas estructurales aporticados, duales, así como elementos de reforzamiento como arriostres metálicos, entre otros, de tal forma que la estructura diseñada sea capaz de resistir las diferentes solicitaciones sísmicas producidas por una excitación telúrica.

La presente investigación consta de 4 capítulos, conclusiones y bibliografía.

En el primer capítulo, se analiza el estado del arte en sistemas de protección sísmica, con énfasis en los disipadores de fluido viscoso, revisando la Norma ASCE 7-10 y detallando el proceso de cálculo de la rigidez del dispositivo, el coeficiente de amortiguamiento y exponente de velocidad.

En el segundo capítulo, se presenta la metodología de cálculo de edificaciones sin disipadores de energía, dando un enfoque completo del mismo, así como el proceso de escalamiento de acelerogramas al espectro de diseño y la determinación del sismo de diseño.

En el tercer capítulo, se detalla la metodología de cálculo de edificaciones con disipadores de energía, determinando los objetivos de diseño, propiedades del disipador y obteniendo la respuesta de la estructura con disipadores de energía de fluido viscoso.

En el cuarto capítulo se evalúan los resultados de desplazamientos, distorsiones de entrepiso, esfuerzos en los elementos de corte, aceleraciones, velocidades, modos y períodos 4 de vibración.

Luego, se agrupan los dispositivos por niveles de fuerza y eligen los tipos de disipadores viscosos. En las conclusiones se discuten los resultados, en las recomendaciones se dan los aspectos necesarios para una correcta modelación y en las líneas futuras de investigación se mencionan algunas posibles orientaciones de temas de investigación.

La presente investigación está dirigida a ingenieros civiles, postgraduandos e investigadores en el área de Mecánica Estructural.

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Autores:
Ph.D. Genner Villarreal Castro
Ing. Marco Díaz La Rosa Sánchez