mica dinamica estructural ing salinas

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  • 8/7/2019 mica Dinamica Estructural Ing Salinas

    1/33

    UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAUNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

    FACULTAD DE INGENIERIA CIVILFACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

    IngenierIngeniera Antisa Antissmicasmica

    IntroducciIntroduccin a lan a laDinDinmica Estructuralmica Estructural

    Ing. Rafael Salinas BasualdoIng. Rafael Salinas Basualdo

    DINAMICA ESTRUCTURALDINAMICA ESTRUCTURAL

    EstudioEstudio dede laslas caractercaractersticassticas yy

    comportamientocomportamiento dede laslas estructurasestructuras debidodebido aacargascargas dindinmicasmicas ((varvaranan en elen el tiempotiempo).).-- SismosSismos--VientoViento-- CimentaciCimentacinn dede mmquinasquinas--VibracionesVibraciones-- PropagaciPropagacinn dede ondasondas

    -- EnsayosEnsayos nono destructivosdestructivos

  • 8/7/2019 mica Dinamica Estructural Ing Salinas

    2/33

    SISTEMAS DE UN GRADOSISTEMAS DE UN GRADODE LIBERTADDE LIBERTAD

    Fuente: urban.arq.virginia.edu

    DEFINICIONDEFINICION UnUn sistemasistema de unde un gradogrado dede libertadlibertad (1 GDL) se(1 GDL) se

    definedefine comocomo aquelaquel queque solosolo eses posibleposible unun tipotipo dedemovimientomovimiento,, eses decirdecir, la, la posiciposicinn deldel sistemasistema enencualquiercualquier instanteinstante puedepuede serser definidadefinida porpor la dela deunauna solasola coordenadacoordenada..

    K(rigidez)

    M(masa)

    U (desp.)

  • 8/7/2019 mica Dinamica Estructural Ing Salinas

    3/33

    RIGIDEZRIGIDEZ CuandoCuando sese aplicaaplica unauna fuerzafuerza aa unauna estructuraestructura,, estaesta

    sese desplazardesplazar en laen la direccidireccinn de lade la fuerzafuerza. La. La rigidezrigidezse definese define comocomo elel cocientecociente entreentre lala fuerzafuerza aplicadaaplicaday ely el desplazamientodesplazamiento producidoproducido..

    SistemasSistemas rrgidosgidos tienentienen deformacionesdeformaciones pequepequeasas((grangran rigidezrigidez), y), y sistemassistemas flexiblesflexibles tienentienendeformacionesdeformaciones grandesgrandes ((pocapoca rigidezrigidez).).

    RIGIDEZRIGIDEZ (LINEAL(LINEAL--ELASTICO)ELASTICO)

    K

    U

    1

    P

    P = K U

  • 8/7/2019 mica Dinamica Estructural Ing Salinas

    4/33

    La rigidez elstica es determinada con frmulas de la Mecnica de Materiales:

    RIGIDEZRIGIDEZ

    K

    U

    1

    P

    Fluencia

    InelsticoElstico

    Carga

    Descar

    ga

    Uy Um

    Ductilidad

    y

    m

    U

    U=

  • 8/7/2019 mica Dinamica Estructural Ing Salinas

    5/33

    Solamente un GDL

    queda si el prtico se

    supone como un piso

    (viga) rgido apoyado

    por columnas conmasa relativamente

    pequea.

    1

    26

    5

    4

    3

    1

    23

    Algunas estructuras pueden ser idealizadas como sistemas de 1 GDL,

    como el prtico de una cruja bajo la accin de una carga lateral:

    En esttica, el

    prtico tiene 6

    GDL activos.

    Considerandodeformaciones

    axiales nulas, 3

    GDL

    desaparecen.

    La masa de este sistema de

    1 GDL es M, la masa delpiso o techo.

    1 mrigid beam

    massless

    M

    1=u

    k

    1

    3

    12

    L

    EI

    2

    6

    L

    EI

    3

    12

    L

    EI

    2

    6

    L

    EI

    La rigidez es determinada con frmulas de la Mecnica de Materiales:

    3

    24

    L

    EIK =

    Considerando la flexibilidad de la

    viga, la rigidez lateral ser:

    M

    1 mrigid beam

    massless

    cvc

    prtico kkh

    EI

    K /64

    61243 =

    ++

    =

    +

    =

    lh

    lh

    tEkmuro

    343

    v

    vv

    L

    Ik =

    c

    cc

    L

    Ik =

    La rigidez lateral de un muro es,

    considerando deflexiones por flexin y

    corte:

    hh

    ttll

  • 8/7/2019 mica Dinamica Estructural Ing Salinas

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    SistemasSistemas dede MasaMasa DiscretaDiscreta y dey de MasaMasa DistribuidaDistribuida

    SistemasSistemas DiscretosDiscretos

    SistemasSistemas DistribuidosDistribuidos

    NNmeromero dede

    frecuenciasfrecuencias

    naturalesnaturales igualigual

    alal nnmeromero dede

    GDLGDL

    NNmeromero infinitoinfinito

    dede frecuenciasfrecuencias

    naturalesnaturales

    Forma deForma de modomodo = vector= vector

    =

    31

    21

    11

    1

    Forma deForma de modomodo == funcifuncinn

    =L

    xx

    sinA)(1

    LasLas formasformas dede

    modomodo quedanquedan

    definidasdefinidas concon

    un factorun factor

    multiplicativomultiplicativo..

    ConvenciConvencinn::

    ConvenciConvencinn::

    111 =

    1=A

    SISTEMAS EQUIVALENTES (SISTEMAS EQUIVALENTES (SerieSerie))

    K1

    U1

    K2

    U2

    P Equilibrio P=F1=F2

    Compatibilidad U=U1+U2

    Constitutivas F1=K1 U1F2=K2 U2

    SistemaEquivalente

    P=Ke U

    21

    111

    KKKe+=

  • 8/7/2019 mica Dinamica Estructural Ing Salinas

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    SISTEMAS EQUIVALENTES (SISTEMAS EQUIVALENTES (ParaleloParalelo))

    K1

    U1

    K2

    U2

    PEquilibrio P=F1+F2

    Compatibilidad U=U1=U2

    Constitutivas F1=K1 U1F2=K2 U2

    Sistema

    Equivalente P=Ke U

    21 KKKe +=

    MODELOSMODELOS

    K

    M U

    K MU

  • 8/7/2019 mica Dinamica Estructural Ing Salinas

    8/33

    ECUACION DE MOVIMIENTOECUACION DE MOVIMIENTO

    NewtonNewton

    DDAlembertAlembert

    K M U

    UMMaF &&==

    0=F

    F=Fo f(t)

    DIAGRAMA DE CUERPO LIBREDIAGRAMA DE CUERPO LIBRE

    KUMU U

    )(tFofFKUUM ==+&&

    F=Fo f(t)

    ..

    Ecuacion diferencial de movimiento (equilibrio dinmico)

  • 8/7/2019 mica Dinamica Estructural Ing Salinas

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    VIBRACION LIBREVIBRACION LIBRE

    0=+ KUUM &&

    Solucin de la ecuacion diferencial de movimiento

    K M U

    U = UGU = UG = A sen(t) + B cos (t)

    = - 2 [A sen(t) + B cos (t)](- M 2 + ) (A sen(t) + B cos (t) ) = 0

    PROPIEDADES DINAMICASPROPIEDADES DINAMICAS

    M

    K=Frecuencia circular de vibracin

    K M U

    K

    MT

    2

    2==Periodo natural de vibracin

    Tf

    1=Frecuencia natural de vibracin (Hertz, Hz, 1/seg)

    (seg)

    (rad/seg)

  • 8/7/2019 mica Dinamica Estructural Ing Salinas

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    PROPIEDADES DINAMICASPROPIEDADES DINAMICAS

    Estructura RgidaPeriodo CortoFrecuencia Alta

    Estructura FlexiblePeriodo LargoFrecuencia Baja

    Fuente: urban.arq.virginia.edu

    VIBRACION LIBREVIBRACION LIBRE

    0=+ KUUM &&

    K M U

    U = A sen(t) + B cos (t)M

    K=

    Condiciones iniciales:

    t=0, desplazamiento inicial U(0) = Uo yvelocidad inicial U(0) = Uo

    . .

    U = Uo/ sen(t) + Uo cos (t)

    .

  • 8/7/2019 mica Dinamica Estructural Ing Salinas

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    VIBRACION LIBREVIBRACION LIBRE

    .

    t=0, U(0) = Uo y U(0) = Uo.

    t=0, U(0) = Uo y U(0) = 0.

    t=0, U(0) = 0 y U(0) = Uo.

    Tiempo/T

    Despl./Amplitud

    Tiempo/T

    Despl./Amplitud

    Tiempo/T

    Despl./Amplitud

    VIBRACION LIBREVIBRACION LIBREU = A sen(t) + B cos (t)

    M

    K=

    U = Uo/ sen(t) + Uo cos (t).

    U = C sen(t+)

    C es la amplitud es el ngulo de fase

    2

    2.

    oo U

    UC +

    =

    /tan

    0

    .0

    U

    U=

    Tiempo

    Desplazamiento

  • 8/7/2019 mica Dinamica Estructural Ing Salinas

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    VIBRACION FORZADAVIBRACION FORZADAK M U

    F=Fo f(t)

    Solucin de la ecuacion diferencial de movimiento

    U = UG + UP

    )(tFofFKUUM ==+&&

    CARGA SUBITACARGA SUBITA

    UP = Fo/K

    FoKUUM =+&&t

    F=Fo

    U = A sen(t) + B cos (t) + Fo/K

    t=0, U(0) = 0, B=-Fo/K.

    Si el sistema parte del reposo

    t=0, U(0) = 0, A=0

    U = Fo/K (1- cos (t) ) = Uest (1- cos (t) )

  • 8/7/2019 mica Dinamica Estructural Ing Salinas

    13/33

    CARGA SUBITACARGA SUBITA

    U = Fo/K (1- cos (t) ) = Uest (1- cos (t) )

    Respuesta a carga subita

    0

    0.5

    1

    1.5

    2

    2.5

    0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4

    Tiempo/T

    U/Uest

    U = Uest FADFAD = (1- cos (t) )

    FAD, Factor de Amplificacin Dinmica

    CARGA PULSOCARGA PULSO

    0 < t

  • 8/7/2019 mica Dinamica Estructural Ing Salinas

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    CARGA PULSOCARGA PULSO

    FAD = cos ((t-td)) - cos (t)

    Tramo 2,

    t= td, U(td) = Fo/K (1- cos (td) ).t= td, U(td) = Fo/K ( sen (td) )

    U = A2 sen((t -td)) + B2cos ( (t -td))

    U = Fo/K (sen(td) sen((t -td)) + (1- cos(td)) cos((t -td)) )

    U = Fo/K (cos((t -td)) - cos(t) )

    CARGA PULSOCARGA PULSORespuesta a carga pulso

    -2

    -1

    0

    1

    2

    3

    0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4

    Tiempo/td

    FAD

    td/T=1/6td/T=5/4

  • 8/7/2019 mica Dinamica Estructural Ing Salinas

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    CARGA RAMPACARGA RAMPA

    0 < t

  • 8/7/2019 mica Dinamica Estructural Ing Salinas

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    CARGA RAMPACARGA RAMPARespuesta a carga rampa

    0

    0.5

    1

    1.5

    2

    0 1 2 3 4

    Tiempo/td

    FAD

    td/T=1/4td/T=10/3

    Respuesta a carga rampa

    0

    0.5

    1

    1.5

    2

    2.5

    0 1 2 3 4td/T

    F

    AD

    EXCITACION ARBITRARIAEXCITACION ARBITRARIA

    ,t

    F()

    Cuando to=

    Solucin para duo=0 y duo0

    d

    F()

    d

    udm

    d

    dvmumamF 00)(

    &&& ====

    m

    dFud

    )(0 =&Velocidad inicial

    .

    ttsen

    m

    dF)(

    )(

  • 8/7/2019 mica Dinamica Estructural Ing Salinas

    17/33

    EXCITACION ARBITRARIAEXCITACION ARBITRARIALa respuesta total es la suma de la respuesta a cada impulso:

    =t

    dtsenFm

    tU0

    )()(1

    )(

    Es la llamada Integral de Duhamel, cuya solucin completa es:

    ++=t

    dtsenF

    m

    tUtsen

    w

    UtU

    000 )()(

    1)cos()()(

    &

    EXCITACION SISMICAEXCITACION SISMICA

    K

    M Y

    G

    UGUG, desplazamiento de la base( terreno)

    G, aceleracin de la base( terreno)

    Y, desplazamiento relativo de lamasa con respecto a la base

    =+G

    U=Y+UG

    , aceleracin relativa de lamasa con respecto a la base

    U, desplazamiento absoluto

    , aceleracin absoluta

    MOVIMIENTO DE LA BASEMOVIMIENTO DE LA BASE

  • 8/7/2019 mica Dinamica Estructural Ing Salinas

    18/33

    MOVIMIENTO DE LA BASEMOVIMIENTO DE LA BASE

    Y

    KY

    M

    0=+ KYUM &&

    GUMKYYM&&&& =+

    GKUKUUM =+&&

    )(02 tfUUYY GG

    &&&&&& ==+

    AmortiguamientoAmortiguamiento ElEl amortiguamientoamortiguamiento estructuralestructural nono eses viscosoviscoso.. ElEl amortiguamientoamortiguamiento sese debedebe a:a:

    AmortiguamientoAmortiguamiento

    enen

    elementoselementos

    estructuralesestructurales

    y juntas.y juntas.

    AmortiguamientoAmortiguamiento histerhisterticotico porpor laslas caractercaractersticassticas dedelala fuerzafuerza restauradorarestauradora elastoelasto--plplsticastica..

    EnEn elementoselementos nono estructuralesestructurales.. PorPor disipacidisipacinn dede energenergaa en elen el terrenoterreno..

    LosLos mecanismosmecanismos nono estestnn bienbien entendidosentendidos.. DificultadDificultad parapara incluirloincluirlo exactamenteexactamente enen laslas

    ecuacionesecuaciones dede movimientomovimiento.. DificultadDificultad computacionalcomputacional en laen la solucisolucinn.. SusSus efectosefectos usualmenteusualmente sonson aproximadosaproximados

    mediantemediante unun amortiguadoramortiguador viscosoviscoso..

  • 8/7/2019 mica Dinamica Estructural Ing Salinas

    19/33

    ModelosModelos dedeAmortiguamientoAmortiguamiento

    MMtodostodos fenomenolfenomenolgicosgicos ((modelamodela loslosmecanismosmecanismos realesreales dede disipacidisipacinn))HistHistresisresis ElastoElasto--PlPlsticostico..FricciFriccinn enen laslas unionesuniones estructuralesestructurales..MicrofisurasMicrofisuras en el material.en el material.

    MMtodostodos simplificadossimplificadosIntroducciIntroduccinn dede amortiguadoramortiguador viscosoviscoso..SeSe cuentacuenta concon unauna fraccifraccinn deldel

    amortiguamientoamortiguamiento crcrticotico..

    ElEl amortiguamientoamortiguamiento crcrticotico marcamarca lala transicitransicinnentreentre unauna respuestarespuesta oscilatoriaoscilatoria yy unauna respuestarespuestanono oscilatoriaoscilatoria dede unauna estructuraestructura..

    AmortiguamientoAmortiguamiento CrCrticotico

    == FracciFraccinn dede amortiguamientoamortiguamiento crcrticotico..

    = 1= 1 amortiguamientoamortiguamiento crcrticotico..

  • 8/7/2019 mica Dinamica Estructural Ing Salinas

    20/33

    ValoresValores UsualesUsuales dede

    El valor real aEl valor real a adoptaradoptar dependedepende deldel nivelnivel dede esfuerzosesfuerzos

    Nivel de esfuerzo Tipo y condiciones de la estructuraPorcentaje de

    amortiguamiento

    crtico

    Tuberas vitales 1 a 2

    Acero soldado, concreto pretensado,concreto armado levemente fisurado 2 a 3

    Concreto armado altamente agrietado3 a 5

    Esfuerzo de trabajo,no mayor de lamitad del punto defluencia,aproximadamente. Acero remachado o empernado,

    estructuras de madera clavadas oempernadas

    5 a 7

    Tubera de servicio pblico 2 a 3Acero soldado, concreto pretensado conprdida parcial del pretensado 5 a 7Concreto pretensado con prdidacompleta del pretensado 7 a 10

    Concreto armado 7 a 10

    Acero remachado y empernado,estructuras de madera empernadas 10 a 15

    Justamente debajo oen el punto defluencia.

    Estructuras de madera clavadas 15 a 20

    VIBRACION AMORTIGUADAVIBRACION AMORTIGUADAK M U

    Solucion de la ecuacion diferencial de movimientocon amortiguamiento viscoso

    0.

    =++ KUUCUM &&

    C

    U = e(-t) (A sen(Dt) + B cos (Dt))

    M

    K= 21 = wD

    KM

    C

    2

    1=

  • 8/7/2019 mica Dinamica Estructural Ing Salinas

    21/33

    AMORTIGUAMIENTO VISCOSOAMORTIGUAMIENTO VISCOSOK M U

    Cuando >1, sistema sobreamortiguado, no hay vibracion

    C

    U = e(-t) (A senh(Dt) + B cosh(Dt))

    12 = wD

    Cuando =1, sistema con amortiguamiento critico, no hay vibracion

    U = e(-t) (A + B t)

    AMORTIGUAMIENTO VISCOSOAMORTIGUAMIENTO VISCOSOK M U

    Cuando

  • 8/7/2019 mica Dinamica Estructural Ing Salinas

    22/33

    DECREMENTO LOGARITMICO (DL)DECREMENTO LOGARITMICO (DL)Logaritmo neperiano de la relacin entre

    dos amplitudes (desplazamientos

    mximos) sucesivas

    K M U

    C

    Y e(-t)

    Y

    TDAiAi+1

    U

    t

    =

    +1i

    i

    A

    AlnDL

    DT)Tt(

    t

    Telne

    elnDL DD ==

    = +

    21

    2DL

    =

    2D

    D1

    22Tcomo

    =

    =

    =

  • 8/7/2019 mica Dinamica Estructural Ing Salinas

    23/33

    VIBRACIONES ARMONICASVIBRACIONES ARMONICAS

    2

    22

    2

    2

    2

    2

    2

    41

    )cos(2)(1

    )(

    +

    =

    ttsen

    K

    FotUp

    Ug = e(-t) (A sen(Dt) + B cos (Dt))

    Respuesta transitoria

    Respuesta permanente, parte forzada

    2

    22

    2

    2

    2MAX

    41

    1

    FAD

    +

    =

    Cuando = , fenmeno de resonancia

    Factor de Amplificacin Dinmica Mxima, respuesta permanente:

    RESONANCIARESONANCIA

    FAD

    FAD

  • 8/7/2019 mica Dinamica Estructural Ing Salinas

    24/33

    FADFAD mmximoximo vs.vs. relacirelacinn dede frecuenciasfrecuencias

    FAD

    /rigido flexible

    RESONANCIARESONANCIA

    FAD en resonancia

    Amortiguamientocritico,

  • 8/7/2019 mica Dinamica Estructural Ing Salinas

    25/33

    EXCITACION SISMICAEXCITACION SISMICAMOVIMIENTO DE LA BASEMOVIMIENTO DE LA BASE

    K

    M Y

    GUG

    C

    UG, desplazamiento de la base( terreno)

    G, aceleracion de la base( terreno)

    Y, desplazamiento relativo de lamasa con respecto a la base

    =+G

    U=Y+UG

    , aceleracion relativa de lamasa con respecto a la base

    U, desplazamiento absoluto

    , aceleracion absoluta

    MOVIMIENTO DE LA BASEMOVIMIENTO DE LA BASE

    YKY

    MU

    0=++ KYYCUM &&&

    CY.

    GUMKYYCYM&&&&& =++

    GG UCKUKUUCUM&&&& +=++

    )(2 02

    tfUUYYY GG&&&&&&&

    ==++

  • 8/7/2019 mica Dinamica Estructural Ing Salinas

    26/33

    ESPECTRO DE RESPUESTAESPECTRO DE RESPUESTA)(2 0

    2 tfUUYYY GG&&&&&&& ==++

    Si, =0, sin amortiguamiento + 2Y = -G + G = 2Y

    = 2YAceleracion absoluta es proporcional al desplazamientorelativo (por el cuadrado de la frecuencia circular)

    Definiendo:Sd = max |Y| (,) Espectro de desplazamientos relativos

    Sa = max || (,) Espectro de aceleraciones absolutasSa = 2 Sd

    Sv= Sd Espectro de pseudovelocidades

    ESPECTRO DE RESPUESTAESPECTRO DE RESPUESTA

    )(2 02 tfUUYYY GG

    &&&&&&& ==++ con amortiguamiento

    + 2Y + 2Y = -G + G = 2Y - 2 Y

    = 2Y - 2 Y

    Sigue siendo vlida esta expresin en sistemas amortiguados?

    Sa = max || (,) Espectro de pseudoaceleraciones absolutas

    Sa = 2 Sd

    .

    ..

    En la literatura se menciona que ya no es vlida y se cambia la definicin a:

    Sin embargo, la expresion sigue siendo vlida, ya que para valores mximos del

    desplazamiento la velocidad es cero, entonces no se debera cambiar la definicin.

  • 8/7/2019 mica Dinamica Estructural Ing Salinas

    27/33

    Espectro de aceleraciones absolutas

    0

    100

    200

    300

    400

    500

    600

    700

    0 0.5 1 1.5 2Periodo (seg)

    Aceleracio

    n(gals)

    -80.0

    -60.0

    -40.0

    -20.0

    0.0

    20.0

    40.0

    60.0

    80.0

    100.0

    - 5.0 10.0 15.0 20.0

    -200.0

    -150.0

    -100.0

    -50.0

    0.0

    50.0

    100.0

    150.0

    - 5.0 10.0 15.0 20.0

    -600.0

    -400.0

    -200.0

    0.0

    200.0

    400.0

    600.0

    - 5.0 10.0 15.0 20.0

    ESPECTRO DE RESPUESTAESPECTRO DE RESPUESTA

    T=0.2 seg

    T=0.8 seg

    T=1.5 seg

    Sa=-592 gals

    Sa=-151 gals

    Sa=74 gals

    -300.0

    -200.0

    -100.0

    0.0

    100.0

    200.0

    300.0

    - 5.0 10.0 15.0 20.0

    Tiempo (seg)

    Aceleracion(gals)

    ESPECTRO DE RESPUESTAESPECTRO DE RESPUESTAEspectrosEspectros dede aceleracionesaceleraciones absolutasabsolutas

    Espectro de Respuesta Sismo Lima Oct 66 N08E

    0.00

    0.20

    0.40

    0.60

    0.80

    1.00

    0.00 0.50 1.00 1.50 2.00Periodo (seg)

    Aceleracion(g)

    b=5%

    b=10%

  • 8/7/2019 mica Dinamica Estructural Ing Salinas

    28/33

    ESPECTRO DE RESPUESTAESPECTRO DE RESPUESTAEspectrosEspectros dede desplazamientosdesplazamientos relativosrelativos

    Espectro de Respuesta Sismo Lima Oct 66 N08E

    0.00

    2.00

    4.00

    6.00

    8.00

    10.00

    12.00

    14.00

    0.00 1.00 2.00 3.00Periodo (seg)

    DesplazamientoRelativo(cm)

    b=5%

    b=10%

    ESPECTRO DE RESPUESTAESPECTRO DE RESPUESTAEspectroEspectro TripartitoTripartito

    Espectro de Respuesta

    0.01

    0.1

    1

    10

    100

    0.01 0.1 1 10 100

    Periodo (seg)

    Pseudovelocidadrelativa(cm/seg)

    Aceleracion absoluta - g Desplazamiento relativo (cm)

    1.0

    0.1

    0.01

    0.001

    100.

    10

    1.0

    0.1

    0.001

    =0%

    =5%

  • 8/7/2019 mica Dinamica Estructural Ing Salinas

    29/33

    ESPECTRO DE RESPUESTAESPECTRO DE RESPUESTAEspectros, suelo firme

    0.00

    0.20

    0.40

    0.60

    0.80

    1.00

    1.20

    0.00 1.00 2.00 3.00 4.00Periodo

    Aceleracion(g)

    Espectros, suelo flexible

    0.00

    0.10

    0.20

    0.30

    0.40

    0.50

    0.60

    0.70

    0.80

    0.90

    0.00 1.00 2.00 3.00 4.00Periodo

    Aceleracion

    ESPECTRO DE RESPUESTAESPECTRO DE RESPUESTA

    Espectros normalizados

    0.00

    0.50

    1.00

    1.50

    2.00

    2.50

    3.00

    3.50

    4.00

    0.00 1.00 2.00 3.00 4.00

    Periodo

    Aceleracion(g)/Ao

  • 8/7/2019 mica Dinamica Estructural Ing Salinas

    30/33

    ESPECTRO DE DISEESPECTRO DE DISEOO

    Espectro de Respuesta E030

    Zona3, Colegio, Suelo S2

    0.000

    0.050

    0.100

    0.150

    0.200

    0 0.5 1 1.5 2

    Periodo (segundos)

    Aceleracion-g

    - Medida de la capacidad de un material de deformarse

    en estado inelstico antes de su fractura.- A nivel de un material, se cuantifica mediante el valor

    de la deformacin en el punto de fractura entre la

    deformacin en el punto de fluencia.

    - Ejemplos:

    Acero con contenido bajo de carbono

    Aluminio

    DUCTILIDADDUCTILIDAD

  • 8/7/2019 mica Dinamica Estructural Ing Salinas

    31/33

    LoLo contrariocontrario de lade la ductilidadductilidad eses lala fragilidadfragilidad..

    - La fragilidad es una medida de la incapacidad de

    un material de deformarse antes de su fractura.

    - Ejemplos: vidrio, acero con alto contenido de

    carbono, concreto simple, cermicos

    Dctil

    Frgil

    Esfu

    erzo

    Deformacin

    AA nivelnivel de unde un elementoelemento estructuralestructural,, eses unauna

    medidamedida deldel gradogrado dede deformacideformacinn plplsticastica queque

    puedepuede soportarsoportarantes de laantes de la fallafalla.. ImportanciaImportancia::

    IndicaIndica elel gradogrado alal cualcual unauna estructuraestructura sese

    deformardeformar plplsticamentesticamente antes de laantes de la fallafalla..

    LosLos reglamentosreglamentos de D.S.R.de D.S.R. admitenadmiten queque laslas

    estructurasestructuras incursionenincursionen enen zonaszonas dede

    comportamientocomportamiento inelinelsticostico durantedurante laslas cualescuales sese

    disipedisipe grangran parteparte de lade la energenergaa introducidaintroducida porporelelsismosismo..

    DUCTILIDADDUCTILIDAD

  • 8/7/2019 mica Dinamica Estructural Ing Salinas

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    FACTOR DE DUCTILIDADFACTOR DE DUCTILIDAD

    Desplazamiento, U

    Resistencia,

    R

    LLmitemite elelsticostico

    efectivoefectivo

    InelsticoElstico

    Uy Um

    Factor deFactor de

    DuctilidadDuctilidad

    y

    m

    U

    U=

    Ry PuntoPunto realrealdede fluenciafluencia

    CURVACURVA

    REALREAL

    CURVACURVA

    EFECTIVAEFECTIVA

    FACTOR DE DUCTILIDADFACTOR DE DUCTILIDAD

    Desplazamiento, U

    Resistencia,

    R

    Inelstico

    Elstico

    Uy Um

    Factor deFactor de DuctilidadDuctilidad

    inelsticamax

    elsticamax

    y

    m

    y

    m

    R

    R

    R

    R

    U

    U

    ===

    UnUn mmtodotodo consisteconsiste enen suponersuponerqueque

    elel desplazamientodesplazamiento producidoproducido porporunun

    sismosismo eses esencialmenteesencialmente elel mismomismo,, yaya

    seasea queque lala estructuraestructura respondarespondaelelsticastica oo inelinelsticamentesticamente

    RRmm((elelsticostico))

    RRyy(no lineal)(no lineal)

  • 8/7/2019 mica Dinamica Estructural Ing Salinas

    33/33

    FACTOR DE DUCTILIDADFACTOR DE DUCTILIDAD

    Desplazamiento, U

    Resistencia,

    R

    Inelstico

    Elstico

    Uy Um

    Factor deFactor de DuctilidadDuctilidad

    y

    m

    y

    m

    R

    R

    U

    U=

    OtroOtro mmtodotodo consisteconsiste enen suponersuponer

    queque lala energenergaa disipadadisipada durantedurante ununsismosismo eses esencialmenteesencialmente lala mismamisma,,

    yaya seasea queque lala estructuraestructura respondaresponda

    elelsticastica oo inelinelsticamentesticamente..RRmm

    ((elelsticostico))

    RRyy(no lineal)(no lineal)

    US

    ( )ymyyySm UURURUR +=2

    1

    2

    1

    12 = y

    m

    R

    R

    Ductilidad y Demanda SDuctilidad y Demanda Ssmica en Estructurassmica en Estructuras

    Estructuras dEstructuras dctilesctiles

    Estructuras frEstructuras frgilesgiles

    -6

    -4

    -2

    0

    2

    4

    6

    -12 -10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 12

    Desplazamiento(mm)

    Carga(tn)

    Es importante conocer elEs importante conocer el

    comportamiento de las estructurascomportamiento de las estructuras

    ante cargas cante cargas cclicas, pues es el tipo declicas, pues es el tipo de

    solicitacisolicitacin que impondrn que impondr el sismo.el sismo.

    CurvaCurva HisterHisterticatica

    Las estructurasLas estructuras

    deben serdeben ser

    capaces decapaces de

    desarrollar lazosdesarrollar lazos

    de histde histresis conresis con

    reas grandes, yreas grandes, y

    ser estables enser estables en

    ciclos sucesivos.ciclos sucesivos.