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

Abstract

Una parte importante en el proceso de diseño estructural es disminuir el efectode vibración en edificios, particularmente en aquellos que pueden estar sujetos aexcitación sísmica. Aunque investigaciones en el campo del control estructural sehan venido desarrollando desde principios de 1900, la complejidad y dimensionesde las estructuras civiles hacen que este problema sea particularmente difícilde resolver debido a la gran demanda de esfuerzo de control y muchas otraslimitaciones asociadas. Este artículo analiza el rendimiento de un sistema decontrol pasivo novedoso que puede ser utilizado para el control de vibraciones enestructuras civiles sometidas a excitaciones en la base. Este dispositivo de controles denominado amortiguador sintonizado inerter (Tuned Inerter Damper, TID)el cual supera la limitación de los dispositivos pasivos clásicos que son eficientesen una banda de frecuencia estrecha para la cual están sintonizados, situaciónque resulta inconveniente debido a que los terremotos muestran un contenidofrecuencial diverso en la mayoría de ocasiones. Este estudio emplea, además,un enfoque de optimización metaheurística basado en el método de evolucióndiferencial (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 lamedia cuadrática de desplazamiento (Root Mean Square, RMS). Se estudia el casode un edificio de 12 pisos equipado con una ubicación novedosa del TID sometidoa múltiples excitaciones sísmicas para verificar la efectividad del dispositivo ydiferente a la presentada en la literatura. Los resultados muestran una mejorasignificativa en la respuesta dinámica cuando se emplea la disposición presentadaen 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.