Control de vibración de estructuras excitadas sísmicamente usando un dispositivo con sistema inerter

Vibration control of seismicly excited structures using a device with inerter system

Publicado 2024-01-01

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Número
Vol. 21 Núm. 41 (2024): Tabla de contenido Revista EIA No. 41
Sección
Artículos
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Control de vibración de estructuras excitadas sísmicamente usando un dispositivo con sistema inerter. (2024). Revista EIA, 21(41), 4110 pp. 1-25. https://doi.org/10.24050/reia.v21i41.1685
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https://doi.org/10.24050/reia.v21i41.1685
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John Jairo
Universidad Nacional de Colombia - Sede Medellín
https://orcid.org/0000-0003-3229-6910
Daniel Alejandro Caicedo
University of Minho, Portugal
Luis Augusto Lara Valencia
Universidad Nacional de Colombia
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Una parte importante en el proceso de diseño estructural es disminuir el efecto
de vibración en edificios, particularmente en aquellos que pueden estar sujetos a
excitación sísmica. Aunque investigaciones en el campo del control estructural se
han venido desarrollando desde principios de 1900, la complejidad y dimensiones
de las estructuras civiles hacen que este problema sea particularmente difícil
de resolver debido a la gran demanda de esfuerzo de control y muchas otras
limitaciones asociadas. Este artículo analiza el rendimiento de un sistema de
control pasivo novedoso que puede ser utilizado para el control de vibraciones en
estructuras civiles sometidas a excitaciones en la base. Este dispositivo de control
es denominado amortiguador sintonizado inerter (Tuned Inerter Damper, TID)
el cual supera la limitación de los dispositivos pasivos clásicos que son eficientes
en una banda de frecuencia estrecha para la cual están sintonizados, situación
que resulta inconveniente debido a que los terremotos muestran un contenido
frecuencial diverso en la mayoría de ocasiones. Este estudio emplea, además,
un enfoque de optimización metaheurística basado en el método de evolución
diferencial (ED), combinado con un análisis dinámico tiempo-historia elástico,
a través del cual el control de vibración se enfoca en dos objetivos individuales:
primero, minimizar el desplazamiento máximo horizontal; y segundo, minimizar la
media cuadrática de desplazamiento (Root Mean Square, RMS). Se estudia el caso
de un edificio de 12 pisos equipado con una ubicación novedosa del TID sometido
a múltiples excitaciones sísmicas para verificar la efectividad del dispositivo y
diferente a la presentada en la literatura. Los resultados muestran una mejora
significativa en la respuesta dinámica cuando se emplea la disposición presentada
en este trabajo y considerablemente mejor que un TMD equivalente. Por lo tanto, el TID representa una alternativa potencialmente atractiva de las técnicas tradicionales de control pasivo.

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