Sistema de amplificaci?n para dispositivos distribuidos de disipaci?n de energ?a
- Authors
- Baquero Mosquera, Juan Sebasti?n
- Format
- MasterThesis
- Status
- publishedVersion
- Description
Lately, there have been made several analytic, experimental and real practice studies to seismic protection systems which use both active and passive energy dissipation devices, combined with other mechanisms to enhance the structural behavior against dynamic events originated by earthquakes or wind pressure. These devices take advantage of the inter-story displacements and velocities induced by the structural response to start working. Hence, it?s obvious to notice that for a relatively flexible structural configuration, these structural responses will be better used by the energy dissipation devices than those induced in a rigid one. Based on these considerations, mechanisms known as DAD (Displacement Amplification Devices ), which main purpose is to improve the efficiency of the energy dissipation devices, -especially those installed in rigid structures-have been proposed, tested and patented (Hetrick & Kota, 2003) and (Berton, 2004). This research presents and tests in an experimental and analytic manner, a novel geometric and cinematic configuration for a lever-arm type DAD. First an analysis of its cinematic behavior is exposed, demonstrating its theoretical functioning and suitable amplification factors. Then, mathematical models are generated and used to introduce the proposed DAD, evaluate its initial efficiency and compare with other mechanisms of the same type. Finally, it?s experimentally tested, coupled to two types of energy dissipation devices; one frictional (Monta?o, 2015), and the other one histeretical (Tapia Flores, 2015), with a pseudo-dynamic equipment in order to determine the real efficiency and establish possible causes of efficiency losses in a real-scenario application case. Finally, by means of this experimental evaluation, it could be successfully ratified that those analytical evaluation results and conclusions are consistent with a real case simulated scenario. Hence, the amplification mechanism here proposed is suitable to its purpose.
En las ?ltimas dos d?cadas aproximadamente, se han venido realizando estudios de car?cter anal?tico, experimental y de aplicaci?n a sistemas de protecci?n din?mica que utilizan dispositivos de disipaci?n de energ?a ya sean activos o pasivos, para mejorar el desempe?o de diversas estructuras ante eventos de tipo din?mico. Estos eventos pueden ser de origen s?smico o por efectos de presi?n de viento. Los dispositivos de disipaci?n de energ?a aprovechan generalmente los desplazamientos de entrepiso y las velocidades derivadas de estos desplazamientos para entrar en funcionamiento. Por lo tanto, ser? obvio notar que para una configuraci?n estructural relativamente flexible, estas respuestas de la estructura ser?n mejor aprovechadas por los disipadores de energ?a que las respuestas inducidas por los eventos din?micos en una estructura m?s r?gida. Las limitaciones de Normas de dise?o y construcci?n correspondientes a las deformaciones admisibles en un sistema estructural, tambi?n pueden ser consideradas como restricciones a las respuestas de las que toman ventajas los sistemas de protecci?n s?smica. En funci?n de estas consideraciones, se han propuesto, probado y patentado varios mecanismos de amplificaci?n de desplazamientos como los de (Hetrick & Kota, 2003) y (Berton, 2004). Estos mecanismos, conocidos como DAD por sus siglas en ingl?s (Displacement Amplification Devices), son ensambles de miembros idealmente r?gidos que debido a su disposici?n geom?trica y cinem?tica generan ventaja mec?nica en fuerza y desplazamiento (traducida en amplificaci?n de estos efectos) de un punto a otro de dicho ensamble. Los m?s estudiados de estos mecanismos han sido los de tipo lever-arm, que emplean la teor?a de apalancamiento para generar la amplificaci?n ya mencionada. En esta investigaci?n se presenta y pone a prueba experimental y anal?tica, un dispositivo de amplificaci?n de desplazamientos que por su disposici?n geom?trica y cinem?tica, es considerado como novedoso. En el documento se expone inicialmente un an?lisis del comportamiento del DAD propuesto, demostrando te?ricamente su funcionamiento y factores de amplificaci?n que es posible alcanzar con ?ste. Adem?s, se generan modelos estructurales matem?ticos, en los cuales se implementa el mecanismo para llegar a una primera aproximaci?n de la eficiencia de este DAD y comparaci?n con otros existentes. Finalmente, se somete a prueba experimental por medio de ensayos Pseudo ? Din?micos aplicados a una estructura de prueba a escala real con dos tipos de disipadores, uno friccional (Monta?o, 2015) y otro hister?tico auto-centrante (Tapia Flores, 2015), con el fin de determinar la eficiencia real y establecer las posibles causas de p?rdida de eficiencia que existir?a en un caso de aplicaci?n real. Finalmente, por medio de la evaluaci?n experimental, se ratifica de manera satisfactoria que lo obtenido de la evaluaci?n anal?tica es consistente con un an?lisis de caso real y que el mecanismo de amplificaci?n propuesto cumple con la funci?n para cual fue concebido.
- Publication Year
- 2015
- Language
- spa
- Topic
- INGENIER?A ESTRUCTURAL
REDUCCI?N DE VIBRACIONES
PROTECCI?N S?SMICA
DISIPACI?N DE ENERG?A
CONFIGURACI?N CINEM?TICA
FACTOR DE AMPLIFICACI?N
- Repository
- Repositorio SENESCYT
- Rights
- openAccess
- License