Análisis y diseño estructural en edificaciones implementando disipadores de energía viscosos Taylor

Abstract

En la presente investigación se describe los sistemas de protección sísmica que en la actualidad surgen como opciones a implementar en edificaciones para modificar sus características dinámicas con el objetivo de controlar o disipar la energía sísmica que ingresa al edificio y reducir la energía que absorben los elementos estructurales de concreto armado. Se describe a los sistemas activos, híbridos y pasivos; entre los que encontramos a los disipadores de energía viscosos como uno de los más comerciales en nuestro medio por lo que se escogieron como sistema de protección sísmica a utilizar debido a sus ventajas de desempeño, instalación y costo. Se desarrolló el análisis y diseño estructural de una edificación con disipadores de energía viscosos. La edificación escogida como objeto de estudio es un edificio para uso de oficinas ubicado en la ciudad de Trujillo, La Libertad; al cual se le realizó una estructuración inicial y un análisis sísmico de acuerdo a lo indicado en la norma peruana sismorresistente. Debido a que los resultados del análisis sísmico a nuestra estructura inicial no cumplen con los requisitos normativos, las derivas en la dirección Y-Y sobrepasan el límite de 7‰, se plantearon dos opciones para solucionar los problemas encontrados. La primera alternativa planteada fue la de realizar una reestructuración convencional, mediante el incremento de elementos rigidos (placas) en la dirección flexible disminuyendo así sus desplazamientos y derivas. La segunda alternativa es la implementación de disipadores de energía viscosos en la dirección débil de la estructura inicial, absorbiendo estos un porcentaje de la energía sísmica de ingreso y minimizando los desplazamientos de la estructura a través de un amortiguamiento viscoso. Luego de realizar el análisis sísmico de ambas alternativas y verificar su correcto comportamiento, se realizó el diseño estructural de los elementos resistentes de cada una de las edificaciones; comprobando que, adicionalmente a la disminución de los desplazamientos, la inclusión de disipadores de energía también logra disminuir las fuerzas internas en los elementos estructurales por lo que se obtienen menores cantidades de acero de refuerzo. Se realizó también el metrado y presupuesto de las obras de estructuras de ambas alternativas con el fin de evaluar el impacto económico que existe con la implementación de disipadores de energía en edificaciones de este tipo, comprobando así que la inversión necesaria no genera sobrecostos considerables en la edificación.