Vibración aleatoria no lineal de edificios aislados en la base con control activo

• Jorge E Hurtado ^[1] ; Alex H Barbat ^[2]
  1. [1] Universidad Nacional de Colombia

     Universidad Nacional de Colombia

     Colombia

     
  2. [2] Universitat Politècnica de Catalunya

     Universitat Politècnica de Catalunya

     Barcelona, España

     
• Localización: Ingeniería sísmica, ISSN-e 2395-8251, Nº. 56, 1997, págs. 1-8
• Idioma: español
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    En este trabajo se presenta un nuevo procedimiento de aplicación del método de linealización estocástica equivalente para el análisis de vibraciones aleatorias de estructuras no lineales. El método se caracteriza por el uso de funciones de densidad mixtas en lugar de la densidad gaussiana como en el método convencional, lo que permite obtener una mayor exactitud en la predicción de la matriz de covarianza. El método se aplica luego al estudio del comportamiento de estructuras aisladas en la base con o sin control activo adicional ante excitación sísmica, modelada de forma estocástica. Los modelos estructurales son pórticos no línea les apoyados en soportes elastoméricos histeréticos. La excitación sísmica se ha modelado como una densidad espectral evolutiva, obtenida a partir de la respuesta a un ruido blanco gaussiano de dos filtros en cascada caracterizados por parámetros variables en el tiempo, con lo cual se obtiene una excitación no estacionaria tanto en amplitud como en frecuencia. Los parámetros de la excitación han sido calculados a partir de algunos sismos intensos. Los resultados muestran una alta sensibilidad tanto de la respuesta como de las fuerzas de control ante la naturaleza no estacionaria en frecuencia de la excitación, en particular cuando ésta presenta energías sustanciales en la fase correspondiente a las ondas de superficie, que suelen ser de largo período. Ello se debe al fuerte comportamiento no lineal del apoyo y a las bajas frecuencias naturales que éste impone a la estructura.

  • English

    A new procedure for implementing the method of equivalent stochastic linearization used for random vibration analyses of non linear structures is presented. The main feature of the procedure is that mixed probability density functions are used instead of the gaussian ones, as it is done in the conventional equivalent linearization method. lt is shown that a better precision of the estimation of the covariance matrix of the structural response is thus obtained. The method is then applied to the analysis of the behavior of base isolated structures with or without supplementary active control under random seismic excitation. The structural models are non linear frames supported by lead rubber bearings which exhibit an hysteretic behavior. The sesmic action has been modelled as an evolutionary spectral density obtained as the response of time-variant linear filters to a gaussian white noise, so that the resulting excitation shows a non stationary character in both amplitude and frequency. The parameters of the excitation have been obtained from some strong earthquake records. The results of the study show a great sensitivity of the structural responses and control force to the details of the excitation, specially when this contains substantial energy contents in the form of long-period surface waves. This is due to the non linear behavior of the bearings and to the low natural frequency imposed to the structure by the isolation system.