Influencia del coeficiente friccional en las fuerzas de corte de un aislador TPFB mediante FEM

Resumen

Para reducir los impactos negativos de los sismos se integran sistemas mecánicos a las estructuras, como los aisladores de fricción y sistemas de péndulo friccional (FPS). Los mismos absorben parte de la energía de las edificaciones cuando están sometidas a una acción sísmica, disminuyendo de esta manera las respuestas estructurales. En estos sistemas el coeficiente de fricción influye en las fuerzas de corte y desplazamientos, mientras mayores sean estas fuerzas menores serán los desplazamientos y las fuerzas de restitución. El comportamiento mecánico del FPS se puede simular mediante el método de elementos finitos (FEM), la curva de histéresis es completa y constante, validando la precisión del modelo teórico y de los resultados que se obtienen en un análisis de este tipo. Por este motivo la presente investigación se centra en desarrollar un modelo de elementos finitos de un aislador de triple péndulo, a fin de analizar la influencia del coeficiente de fricción en la fuerza de corte y verificar la viabilidad de esta técnica en el análisis de sistemas de aislación. Para lo cual, se realizó un análisis dinámico no lineal del aislador bajo compresión variando los coeficientes de fricción mediante el uso de un software de modelación de elementos finitos. Al realizar la comparación de las histéresis se pudo verificar que para un coeficiente de fricción del 6 y 7% las fuerzas de corte aumentan, pero disminuyen los desplazamientos máximos. Mientras que para un coeficiente de fricción del 5% se observa que los desplazamientos y fuerzas de corte son menores respecto a los otros dos modelos. Además, se puede concluir que el uso de modelos FEM en los sistemas de aislación son seguros y convenientes realizarlos, ya que, estos resultados fueron validados con investigaciones en donde se han utilizado modelos experimentales y modelos numéricos mediante softwares de análisis estructural.