Sistemas de control estructural activo y semi-activo

Sistemas de control estructural activo, semi-activo e hbrido.

Ingeniera SsmicaArreola Corona Miguel Angel

EnfoqueDidctico

ObjetivoConocer que son los sistemas de control activo, semi-activo e hibrido en estructuras, sus caractersticas, as como su funcionamiento general, las ventajas y desventajas respecto a otros sistemas de control ante vibraciones producidas por sismos y la factibilidad de la implementacin de dichos sistemas en las futuras construcciones.

Qu son los sistemas de control estructural ?Los sistemas de control de estructuras son principalmente todos aquellos sistemas empleados en la proteccin de estructuras ante fuerzas accidentales producidas por viento o sismos.

Esquema del funcionamiento bsico de un sistema estructural ante una fuerza externa en la que se presenta una excitacin, en este caso la fuerza de sismo viento, la estructura que puede ser un puente, edificio, etc., y la respuesta que es el comportamiento que presentara dicha estructura ante los efectos de la excitacin.

Sistemas de control pasivo Los sistemas de control pasivo son aquellos que para su funcionamiento no requieren una fuente externa de potencia sino que actan por si solos a la hora de presentarse vibraciones en la estructura.

Sistemas de control activo Estos sistemas son dispositivos que generan fuerzas de control para modificar la respuesta dinmica de la estructura.

Kyobashi Seiwa Building

Actan adems de los elementos bsicos (Excitacin, Estructura, Respuesta), algunos elementos extra como son los sensores que miden y mandan la informacin de excitacin y respuesta a los controladores que es quien toma la decisin y manda la seal a los actuadores

Arriostramiento

Ventajas de los sistemas activosLos sistemas de control activos proporcionan un mejor desempeo que los sistemas pasivos.Ayudan a reducir de manera significativa las vibraciones.Aplicables a construcciones de gran altura

Desventajas de los sistemas activosRequieren de grandes fuentes de suministro de energaRequieren mucho espacioCarga adicional considerableEn casos extremos puede llegar a desestabilizar la estructura.

Kyobashi Seiwa Building AMD primario es usado para controlar los movimientos transversales y tiene un peso de 4 toneladas.Mientras el AMD secundario tiene un peso de una tonelada y es empleado para reducir movimientos torsionales

Sistemas de control semi-activoLos sistemas de control semi-activo actan a partir de la de la implementacin de un sistema pasivo, controlado.

kajima shizuoka building

Bsicamente se tiene el mismo principio que en un sistema activo, en este caso los actuadores ejercen disipacin pasiva de energa en la estructura es decir a travs de un sistema pasivo controlado.

Kajima Shizuoka Building

Sin control de los SAHD

Con control de los SAHDKamagata y Kobori [1994]

Sistemas de control HbridoSon los que adaptan a la estructura una combinacin de dispositivos de control pasivo y activo.

yokohama landmark tower

Se combina un sistema de control activo con un sistema de control pasivo o semi-activo, es decir se pueden tener un control a partir de la utilizacin de las mejores caractersticas de ambos sistemas.

Yokohama Landmark Tower en Yokohama

Sendagaya INTES Building

Marzo 1993Controlar movimientos laterales y transversales.

Comparacin

Sistema de control Taipei 101

Funcionamiento.

Diseo bsico y funcionamiento

185 Toneladas Cada tanque, 370 en total.One Rincon Hill en San Francisco165m

Sistema en desarrollo por el CinvestavEl sistema propuesto por Wen Yu Liu se ha probado a nivel laboratorio en estructuras rgidas y flexibles para verificar la efectividad de los algoritmos que manejan el sistema de control automtico

Conclusiones Se conoci una clasificacin a grandes rasgos de los sistemas de control, algunos ejemplos de implementaciones, ventajas y desventajas de los sistemas.Debido al gran desarrollo que experimenta constantemente esta rea de la ingeniera estructural, es muy posible que aparezcan nuevas tcnicas, dispositivos y procedimientos cada vez ms adecuados e innovadores.

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