Amortiguamiento

Amortiguamiento

El movimiento de las estructuras sometidas a fuerzas variables durante un periodo de tiempo, dependen en particular, de las propiedades de amortiguamiento, es decir, de la disipación de la energía por los materiales constitutivos de la estructura, entre las ligaduras de sus diferentes elementos, entre ellos y el medio circunvecino. De acuerdo a los fenómenos físicos, se distinguen tres tipos de amortiguamiento:

• El amortiguamiento de Coulomb, que corresponde a un amortiguamiento de fricción, con dirección del desplazamiento y de signo opuesto al de la velocidad.

• El amortiguamiento viscoso, por el cual la fuerza de amortiguamiento es proporcional a la velocidad.

• El amortiguamiento histérico, para el cual la fuerza de amortiguamiento es proporcional al desplazamiento y de signo opuesto al de la velocidad.

Amortiguamiento Viscoso

Ocasionado por fricción o rozamiento de un fluido a velocidades bajas y moderadas. El amortiguamiento viscoso se caracteriza por el hecho de que la fuerza de fricción es directamente proporcional y opuesta a la velocidad del cuerpo en movimiento.

Se representa matemáticamente de la siguiente forma:

Fa = c x

Dónde:

Fa= Fuerza producida por el amortiguador

c= Es la constante del amortiguador

x = velocidad relativa entre los dos extremos del amortiguador.

Donde la constante c, expresada en N • s/m o Ib • s/ft y que se conoce como coeficiente de amortiguamiento viscoso, depende de las propiedades físicas del fluido y de la construcción del amortiguador.

Amortiguamiento de Coulomb

Este tipo de amortiguamiento se presenta debido a la fricción en las conexiones o puntos de apoyo. Es constante, independiente de la velocidad o cantidad del desplazamiento, y usualmente se trata como amortiguamiento viscoso interno, cuando el nivel de desplazamiento es pequeño, o como amortiguamiento histerético cuando es alto. La fricción de cuerpo es grande en los muros de mampostería confinados cuando estos se agrietan y proporcionan una resistencia sísmica muy efectiva. El amortiguamiento de Coulomb, corresponde a un amortiguamiento de fricción, con dirección del desplazamiento y de signo opuesto al de la velocidad.

Amortiguamiento histerético

Cuando se aplica una fuerza de variación sinusoidal a lo largo del tiempo a una estructura con comportamiento elastoplástico, o que presenta fenómenos de deslizamiento con fricción, se obtienen curvas fuerza-desplazamiento que dependen poco de la duración del ciclo. En un ciclo, la fuerza exterior da un trabajo positivo, correspondiente a la energía disipada de la estructura: esto es el amortiguamiento por efecto de la histéresis. El coeficiente de pérdida h crece generalmente con la amplitud del ciclo.

...