Simulación Numérica de Estructura Metálica con Sistema de Disipación Pasiva de Energía Sometida a Sismos de Falla Cercana y Lejana

Abstract

En las últimas décadas se han desarrollado diferentes clases de sistemas de disipación pasiva de energía, destinados a mejorar la respuesta sismorresistente de estructuras nuevas y existentes. Pero son necesarias nuevas investigaciones para conocer la eficiencia de estos sistemas frente a terremotos tipo pulso (falla cercana) y tipo vibratorio (falla lejana). Para considerar esta situación desde el punto de vista numérico, en este trabajo se estudia la respuesta en el tiempo de un pórtico metálico con/sin disipadores de energía, mediante análisis dinámico no lineal. La estructura de acero es un pórtico resistente a momento, con 4 niveles, ensayado en la mesa vibradora del Laboratorio E-Defense (Japón). Las barras de pandeo restringido (BPR) fueron seleccionadas para este estudio como el sistema disipador de energía. Diez acelerogramas correspondientes a terremotos tipo pulso y vibratorio fueron seleccionados como excitación sísmica. Estos acelerogramas fueron escalados para resultar compatibles con el espectro de diseño del Reglamento Argentino INPRES – CIRSOC 103 vigente, correspondiente a la zona sísmica más elevada de ese país, y suelo tipo normal.
El análisis estructural se realizó con el programa de elementos finitos SeismoStruct, capaz de predecir el comportamiento de pórticos espaciales bajo excitación sísmica, considerando no linealidades geométricas y del material. A los efectos de contrastar resultados, en la primera fase del estudio se compararon las respuestas en el tiempo de un pórtico de un nivel y un vano, con BPR, según los programas SeismoStruct y SAP2000. Posteriormente se compararon las respuestas en el tiempo de la estructura metálica con/sin BPR, sometida a los 10 acelerogramas seleccionados. En las conclusiones se resaltan las diferencias observadas entre las distintas respuestas consideradas.