Estudio numérico para evaluar la efectividad de disipadores energéticos para la protección de edificios patrimoniales religiosos ante una solicitación sísmica

Abstract

Resumen En este trabajo se desarrollaron varios análisis de un edificio religioso de tipo colonial, con el fin de medir la eficacia de los mecanismos de disipación energética aplicados a este tipo de estructuras, principalmente los mecanismos de fluido viscoso. En primera estancia se opto por darle un seguimiento a un templo colonial definido por el Instituto de Ingeniería de la UNAM con las características típicas de un edificio de este tipo. Haciendo uso de este mismo templo se desarrollaron varios análisis, en cada uno de estos análisis se aplicaron mecanismos de disipación energética, incluyendo configuraciones que amplifican la eficacia de los mecanismos. Como resultados de midieron las respuestas dinámicas, la variación de efectos, el amortiguamiento adicional, solicitud de los mecanismos y por último la efectividad de los mecanismos de acuerdo a la reducción de esfuerzos. Para cada uno de los análisis, se utilizo el programa SAP2000, ya que este programa tiene las mejores herramientas para la aplicación de los mecanismos de disipación energética de software conocidos en el mercado, además se aplico para cada análisis dinámico la función del acelerograma del sismo del 19 de septiembre de 1985, con el registro en roca más cercano al epicentro. Los resultados mostraron que la parte superior de las torres de los campanarios, son las áreas que más se pueden beneficiar con el uso de estos mecanismos, la configuración conocida como excéntrica con palanca demostró su alta eficiencia para proteger los campanarios de daños estructuras y los valores intrínsecos de un edificio religioso patrimonial.

Abstract In this work, some analysis of a typical colonial church building were developed in order to test the efficacy of energy dissipation devices applied to this kind of structures, mainly the viscous fluid devices. As fist option it has been decided to give a continuation to a previous work of a colonial church defined by the Instituto de Ingenieria de la UNAM, included the typical characteristics of this kind of building. Working with this same building some analysis have been developed, then for every analysis has been applied the energy dissipation devices including those configurations that amplify the efficiency of these devices. As a results, the dynamic responses, effect variation, the additional damping and device solicitation have been gotten, also the device efficiency as function of the reduction of stresses were included. For every analysis, it has been used the structural software SAP2000, 12 because this software has the best tools to apply the energy dissipation devices, among the commercial software known, also it has been apply for every dynamic analysis the accelerogram function of the September 19, 1985 earthquake, using the rock record near to epicenter. The results showed, that the top of bell tower are the most profited area because the use of these devices. Configuration known as toggle brace-damper showed its high efficiency to protect the bell tower of structural damage and intrinsic values of the church building.