Ensayo en Mesa Vibradora de un Marco Arriostrado con Barras de SMA

Abstract

En este trabajo se ensayó un marco de acero de escala reducida de dimensiones 1,5mx1,5mx0,8m, con el objetivo de verificar la capacidad que tienen barras de NiTiNOL (aleación de Niquel y Titanio), para disipar energía sísmica.

Las barras de NiTiNOL de 48cm de longitud y 2,46mm de diámetro se incluyen como parte del sistema de arriostramientos, en el centro del vano principal de la estructura, la cual se ensaya en la mesa vibradora del Laboratorio de Dinámica de Estructuras del Departamento de Ingeniería Civil, aplicando señales sinusoidales y registros sísmicos reales escalados.

Como instrumentación se utilizan acelerómetros, celdas de carga y potenciómetros, con los cuales se obtienen aceleraciones a nivel de losa y sobre el marco, esfuerzo y deformación en barras y desplazamientos laterales del marco. La estructura sin arriostrar tiene un amortiguamiento de 1,55% y periodo de 0,44s. Al incorporar las diagonales el amortiguamiento aumenta a 2,5% y el periodo baja a 0,15s y 0,16s, dependiendo de la pretensión de las barras. Los desplazamientos y aceleraciones en el techo de la estructura se reducen con respecto al caso de la estructura sin diagonales cuando se aplica el registro de Llolleo en su componente N10E reducido al 50%.

Con la utilización de diagonales en estructuras reales es posible disminuir la magnitud de los desplazamientos frente a solicitaciones sísmicas. Además, si éstas incorporan materiales SMA (Shape Memory Alloys), se pueden controlar las aceleraciones en la estructura.

Los periodos obtenidos de manera experimental verifican analíticamente, al igual que la respuesta ante el registro sísmico escalado al 50%.