Validación mediante simulación de Montecarlo de la eficiencia de un amortiguador de columna de líquido sintonizado óptimo para excitaciones de alto contenido de frecuencias

• Autores: Alvaro Suazo Schwencke, Camilo Sanhueza, Gerardo Coloma, Gilda Espinoza
• Localización: Obras y proyectos: revista de ingeniería civil, ISSN-e 0718-2813, ISSN 0718-2805, Nº. 34, 2023, págs. 55-68
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Validation by Montecarlo simulation of the efficiency of an optimally tuned liquid column damper for excitations with high frequency content
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    En esta investigación se analiza el valor de la eficiencia del Amortiguador de Columna de Líquido Sintonizado (ACLS), calculada a través de la teoría estocástica de vibraciones. Se emplean tres criterios o funcionales de optimización. El modelo consiste en un sistema principal de un grado de libertad, con comportamiento no lineal, controlado por un ACLS no lineal. El análisis estocástico supone un estado estacionario y realiza una linealización estadística equivalente, para el comportamiento no lineal, con lo que se obtienen reducciones teóricas de desplazamiento y de energía histerética. Luego, éstas se comparan con las reducciones obtenidas con una simulación de Montecarlo con 200, 450, 800, 1250, 1850, 2600 simulaciones. Para la simulación se plantean las ecuaciones no lineales, que se integran directamente sin linealizarlas. Las simulaciones se realizan con sismos artificiales de alto contenido de frecuencias, compatibles con la norma chilena NCh2745 (2013). Los resultados de la simulación de Montecarlo son sensibles al número de simulaciones consideradas. Se produce una convergencia para dos criterios. Los errores son menores al 10%, lo que se considera aceptable. Las reducciones obtenidas para la energía histerética de un análisis teórico, sobrestiman la eficiencia del ACLS, para un criterio con un periodo de 2.0 s, y para todos los criterios cuando se tiene un periodo de 2.5 s

  • English

    In this research the efficiency of the Tuned Liquid Column Damper (TLCD) calculated through stochastic vibration theory is analysed. Three optimization functionalities or criteria are considered. The model consists of a one degree of freedom main system, with non-linear behaviour, controlled by non-linear TLCD. The stochastic analysis assumes a steady-state and performs an equivalent statistical linearization for nonlinear behaviour, with which theoretical displacement and hysteretic energy reductions are obtained. Then, these theoretical reductions are compared with the reductions obtained with a Monte Carlo Simulation (MCS) of 200, 450, 800, 1250, 1850, 2600 simulations. For the simulation, nonlinear equations are proposed, which are directly integrated without linearization. The simulations are performed with artificial earthquakes of high-frequency content, compatible with the Chilean standard NCh2745 (2013). The results obtained through the MCS are sensitive to the number of simulations considered. However, a convergence occurs for two criteria. Errors are less than 10%, which is considered acceptable. The reductions obtained for hysteretic energy from a theoretical analysis overestimate the efficiency of TLCD, for a criterion with a period of 2.0 s, and for all criteria with a period of 2.5 s