MX2008004936A - Amortiguamiento para estructuras altas. - Google Patents

Amortiguamiento para estructuras altas.

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Abstract

Una estructura alta que comprende dos partes verticales se proporciona con un elemento de amortiguamiento orientado verticalmente, en donde el elemento de amortiguamiento está dispuesto para amortiguar el movimiento vertical relativo entre las dos partes.

Description

AMORTIGUAMIENTO PARA ESTRUCTURAS ALTAS CAMPO DE LA INVENCION La presente invención se relaciona con un sistema para amortiguar el movimiento de estructuras altas, en particular de edificios altos. ANTECEDENTES DE LA INVENCION Estructuras altas tales como edificios que se elevan altos se construyen frecuentemente incorporando varios sistemas estructurales para proporcionar resistencia a fuerzas laterales. Típicamente pueden existir 'núcleos', usualmente dentro del cuerpo del edificio y 'armazones' de vigas y columnas alrededor del perímetro externo y algunas veces también internamente. Cada piso está soportado verticalmente por los núcleos y por las columnas externas y/o internas. Durante el diseño de estructuras altas, se encuentra frecuentemente que la respuesta resonante dinámica de la estructura para ráfagas de viento incidentes, de liberación de vórtice y otros efectos aerodinámicos conducen a la necesidad de un incremento significativo en la rigidez y fuerza en la estructura de resistencia lateral. También es común para movimiento de oscilación inducido por viento de un edificio ser perceptible por los ocupantes, y esto es una consideración de diseño adicional que puede requerir que la respuesta dinámica se reduzca. En regiones sísmicas, los No. Ref . : 191842 sismos también inducen movimientos laterales fuertes, y la reducción de la respuesta dinámica lateral y daño en este caso también es deseable. Incrementar la rigidez y/o masa de un edificio agregando elementos estructurales o incrementando sus tamaños puede reducir movimiento inducido por el viento, pero también incrementa el costo de un edificio y sus cimientos, y puede reducir área de piso utilizable. Agregar rigidez no siempre mejora el desempeño sísmico. Agregar amortiguamiento (disipación de energía) a un edificio reduce la respuesta dinámica y así las cargas en los elementos estructurales del edificio y cimiento. Si se agrega suficiente amortiguamiento al edificio, los tamaños del elemento estructural y cimientos pueden reducirse y puede reducirse o eliminarse el riesgo de que el movimiento del edificio sea notado y sea incómodo a los ocupantes. Por lo tanto la incorporación de elementos de amortiguamiento en una estructura puede conducir a ahorros en costo de construcción significativos a través de la reducción de tamaños del elemento estructural, y desempeño superior durante viento y cargas de sismos. BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION La presente invención en un primer aspecto busca proporcionar una estructura mejorada que incorpora elementos de amortiguamiento. Por lo tanto, vista desde un primer aspecto, la presente invención proporciona una estructura alta que comprende dos partes que se extienden verticalmente y un elemento de amortiguamiento orientado verticalmente, en donde el elemento de amortiguamiento está dispuesto para amortiguar el movimiento vertical relativo entre las dos partes. Por extender verticalmente se entiende que las dos partes tienen una extensión vertical, preferiblemente generalmente vertical cuando la estructura está en reposo. Cuando ocurre movimiento oscilatorio las partes y el elemento de amortiguamiento desde luego se moverán lejos de la vertical hasta algún alcance cuando la estructura se mueve. Definido de otra manera, extender verticalmente podría significar que las partes generalmente soportan su propio peso y el peso de los pisos soportados, si existen, por acción de compresión o tensión en lugar de acción de flexión cuando la estructura está en reposo. Durante el movimiento oscilatorio de la estructura la rotación de las partes y el movimiento de cizalla entre las dos partes resultan en movimiento relativo entre las partes en la dirección a lo largo de la longitud de las partes . Proporcionando un elemento de amortiguamiento para amortiguar este movimiento, el movimiento de oscilación de la estructura puede disminuirse eficazmente, conduciendo a las ventajas discutidas anteriormente. El uso de un elemento de amortiguamiento vertical también tiene la ventaja adicional de que acomodará los efectos de acortamiento axial diferencial estático entre los núcleos o entre los núcleos y los armazones adyacentes y similares. El elemento de amortiguamiento puede ser cualquier elemento de disipación de energía o conexión tal como un amortiguador viscoso pasivo, visco-elástico, histerético o friccional, o un mecanismo de amortiguamiento controlado activamente . Los niveles relativamente altos de amortiguamiento estructural proporcionados reducen las fuerzas laterales bajo la acción del viento para las cuales se han diseñado las estructuras altas y permite el uso de menos y/o menores elementos estructurales y menores cimientos, reduciendo el costo de construcción, y reduciendo el daño experimentado por la estructura en un sismo. En una modalidad preferida la estructura alta es un edificio alto. Así como las ventajas discutidas anteriormente el amortiguamiento adicional cuando se aplica a un edificio reduce la perceptibilidad de movimiento del edificio a los ocupantes del edificio. Se concibe que la invención encontrará aplicación particular en edificios sobre 60m de altura, más particularmente sobre edificios de 80 m de altura. El elemento de amortiguamiento o elementos es o son colocados preferiblemente dentro del 75% superior de la altura de la estructura. Las partes que se extienden verticalmente pueden ser núcleos, columnas de perímetro, paredes de cizalla, paredes de extremo o simplemente ser elementos verticales agregados a la estructura para propósitos de amortiguamiento. Así, típicamente, las dos partes pueden ser un núcleo y otro núcleo, o un núcleo y columnas de perímetro, o entre dos sub partes de una columna núcleos, columnas y paredes de cizalla frecuentemente son los elementos principales de estructuras altas existentes, y como un resultado una estructura existente puede ser retro-ajustada con elementos de amortiguamiento de conformidad con la invención. En una modalidad preferida la estructura puede incluir un elemento horizontal que se extiende desde una de las partes que se extienden verticalmente, con el elemento de amortiguamiento amortiguando el movimiento relativo entre el elemento horizontal, más particularmente el extremo distal del elemento horizontal, y las otras partes que se extienden verticalmente. Pueden usarse dos elementos horizontales, uno unido a cada parte que se extiende verticalmente con el elemento de amortiguamiento unido entre los elementos horizontales . Mediante el uso de elementos horizontales la rotación del elemento vertical en combinación con la longitud del elemento horizontal amplifica el movimiento relativo y así el elemento de amortiguamiento puede actuar para amortiguar un movimiento relativo mayor, lo cual hace el amortiguamiento más eficaz. Además, esta disposición permite amortiguamiento entre partes que se extienden verticalmente las cuales están espaciadas alguna distancia aparte. Preferiblemente los elementos horizontales son relativamente rígidos. Esto asegura que las fuerzas en la trayectoria de carga entre las dos partes verticales a lo largo de los elementos horizontales y los elementos de amortiguamiento no deformen significativamente el elemento horizontal, y así el desplazamiento máximo se aplica al elemento de amortiguamiento. En una modalidad preferida las partes que se extienden verticalmente comprenden un núcleo y una columna de perímetro y el elemento horizontal es un estabilizador que se extiende horizontalmente entre el núcleo y la columna. El estabilizador puede conectarse a cualquiera del núcleo o la columna con el elemento de amortiguamiento conectado en su extremo libre al otro del núcleo o la columna. Esta disposición permite que la invención se implemente fácilmente en una estructura de columna de perímetro y núcleo de un tipo convencional . Esta disposición del estabilizador está en contraste con estabilizadores conocidos, los cuales conectan rígidamente estructuras de columna de perímetro y núcleos para rigidizar el edificio. Diseños que emplean los estabilizadores conectados rígidamente conocidos pueden resultar en elementos estructurales más grandes y un costo de construcción incrementado comparado con la disposición amortiguada presente. El elemento horizontal puede ser relativamente delgado en ancho en la dirección horizontal perpendicular a la dirección de extensión de los elementos, es decir puede extenderse en una manera alargada desde la parte vertical cuando se observa en un plano de piso de la estructura. Preferiblemente el elemento horizontal es sustancialmente más alto en vista lateral que su ancho. Donde la estructura es un edificio alto el elemento horizontal puede extenderse en altura a través de más de un nivel del edificio. Esta disposición delgada alta proporciona un elemento horizontal el cual es rígido en la dirección vertical, pero el cual es ligero y barato de construir ya que es delgado en vista en planta. El elemento horizontal tampoco interrumpe el diseño del plano del edificio ya que este puede colocarse convenientemente como parte de una pared dividiendo partes del diseño del piso. En una modalidad particularmente preferida el edificio es del orden de 60 niveles o 210 m de alto, y el elemento horizontal se extiende verticalmente a través de dos niveles completos. El elemento horizontal puede tener aberturas formando puertas o pasajes para herramientas.
En particular pueden existir puertas donde el elemento horizontal intersecta un nivel del piso. Puede disponerse una pluralidad de elementos de amortiguamiento a la misma altura alrededor de las partes verticales. Los elementos de amortiguamiento pueden unir un núcleo único a una pluralidad de columnas de perímetro. Donde se usan elementos horizontales pueden existir elementos que se extienden generalmente en diferentes direcciones del plano desde un núcleo. Por ejemplo pueden existir elementos horizontales que se extienden en direcciones horizontales opuestas desde un núcleo, o más preferiblemente pueden existir elementos que se extienden generalmente a intervalos de 90a alrededor del núcleo, con cada elemento horizontal teniendo un elemento de amortiguamiento asociado. La disposición de una pluralidad de elementos de amortiguamiento alrededor del edificio proporciona amortiguamiento adicional en todas las direcciones posibles del movimiento de oscilación. Amortiguamiento en una estructura simétrica de este tipo se logrará generalmente por una disposición simétrica del elemento de amortiguamiento. En una estructura con un plano de piso asimétrico puede requerirse una disposición asimétrica de amortiguadores . La asimetría podría lograrse, por ejemplo, variando el número o características de resistencia de los amortiguadores o el tamaño de cualesquier elementos horizontales. En el caso de edificios los cuales tienen diferentes grados de susceptibilidad a movimientos dinámicos en dos direcciones ortogonales por ejemplo edificios los cuales son rectangulares en planta, los elementos de amortiguamiento pueden estar dispuestos para proporcionar más amortiguamiento para movimientos oscilatorios en las direcciones críticas. Esto podría significar menos, capacidad menor, o una ausencia de, elementos de amortiguamiento actuando para suprimir movimientos oscilatorios en la dirección menos de crítica de oscilación. Pueden existir varios conjuntos de elementos de amortiguamiento, los conjuntos están a diferentes alturas sobre la estructura. Para una proporción de amortiguamiento dado, la distribución de los elementos de amortiguamiento a través de alturas múltiples puede reducir las fuerzas de amortiguamiento locales sobre la estructura, las fuerzas pico aplicadas por los elementos de amortiguamiento puede ser una consideración en el diseño de la estructura. Las partes que se extienden verticalmente pueden ser dos núcleos separados cercanamente, o un núcleo y pared de extremo separados cercanamente o columna con el elemento de amortiguamiento o elementos conectados entre las partes por medio de elementos horizontales relativamente cortos, vigas voladizas o abrazaderas. En este caso el movimiento relativo de las partes verticales es un movimiento de cizalla cuando la estructura oscila. En una modalidad preferida las partes verticales son una parte portadora de carga y una parte que no porta carga provistas para propósito de amortiguamiento. Por no portar carga se entiende que la parte vertical no porta cualquier carga significativa, además del propio peso, cuando la estructura está en reposo, es decir el peso de los pisos, revestimiento y cargas impuestas por gravedad de estructura que es cargada por otras partes. La parte portadora sin carga lleva principalmente cargas dinámicas que surgen durante el movimiento oscilatorio de la estructura. Estas cargas dinámicas se pasan hacia la parte portadora sin carga por el elemento de amortiguamiento. La parte portadora sin carga adicional puede colocarse a lo largo de la parte de portadora de carga, con elementos de amortiguamiento conectados entre abrazaderas o elementos horizontales cortos tales como vigas voladizas sobre las dos partes verticales. Usando una parte vertical portadora sin carga adicional en esta manera permite que el resto de la estructura sea diseñada en una manera convencional para llevar las cargas estáticas. Vista desde un segundo aspecto la presente invención proporciona un método para proporcionar amortiguamiento para una estructura alta, la estructura teniendo dos partes que se extienden verticalmente , el método comprende proporcionar un elemento de amortiguamiento que actúa verticalmente el cual amortigua el movimiento relativo entre las dos partes . El término extendiéndose verticalmente significa lo mismo que para el primer aspecto de la invención. Las partes verticales y los elementos de amortiguamiento usados en el método pueden incorporar las características referidas descritas anteriormente. El método puede usarse en la construcción de una estructura alta, preferiblemente un edificio alto, o alternativamente el método puede ser por elementos de amortiguamiento de retro-ajuste para un edificio existente. En un aspecto adicional, la presente invención proporciona un sistema para agregar niveles significativos de amortiguamiento estructural a un edificio alto a través del uso de estructuras ' estabilizadoras ' rígidas que se extienden horizontalmente entre núcleos o desde núcleos hacia otros elementos verticales tales como columnas de perímetro, el sistema incorporando una conexión de disipación de energía dentro de la trayectoria de carga del estabilizador. La conexión de disipación de energía o elemento de amortiguamiento puede ser viscoso (es decir incrementa con la velocidad a la potencia de algún exponente) , visco-elástico (es decir proporciona disipación de energía y rigidez) , histerético o friccional. Desde un aspecto adicional más amplio la invención proporciona un edificio que comprende dos partes las cuales puede moverse verticalmente con relación a cada otra cuando el edificio oscila, y un amortiguador dispuesto entre las dos partes, el cual es capaz de amortiguar ese movimiento vertical relativo. Preferiblemente el amortiguador está dispuesto para actuar generalmente verticalmente para amortiguar el movimiento . Preferiblemente las dos partes están dispuestas verticalmente, de tal manera que en una modalidad particularmente preferida el amortiguador actúa en una dirección generalmente paralela a las partes. En otro aspecto, la invención proporciona un edificio que comprende dos partes las cuales pueden moverse con relación a cada otra cuando el edificio oscila, y un amortiguador dispuesto para actuar en una dirección paralela a las dos partes para amortiguar ese movimiento relativo. BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS Algunas modalidades preferidas de la presente invención se describirán ahora solamente a manera de ejemplo y con referencia a las figuras anexas en las cuales: La Figura 1 muestra una estructura en movimiento oscilatorio ilustrando la colocación de elementos de amortiguamiento entre partes verticales, La Figura 2 ilustra una estructura de columna de perímetro y núcleo con un estabilizador, La Figura 3 es una vista en perspectiva de una modalidad de una disposición de elemento de amortiguamiento, La Figura 4 muestra uno del elemento horizontal y elementos de amortiguamiento de la Figura 3 en vista lateral, La Figura 5 muestra una vista en sección transversal de las partes mostradas en la Figura 4, La Figura 6 es una modalidad que tiene un es tabi 1 i zador , La Figura 7 es una modalidad de estabilizador alternativo , La Figura 8 muestra elementos de amortiguamiento entre dos paredes de cizalla o núcleos, La Figura 9 muestra elementos de amortiguamiento entre paredes de cizalla y paredes de extremo, La Figura 10 es una vista lateral mostrando detalle de un elemento de amortiguamiento en la modalidad de la Figura 9, La Figura 11 es una modalidad con una columna portadora sin carga y portadora de carga, La Figura 12 es un plano de piso de un edificio alto, La Figura 13 muestra un edificio alto en vista lateral , La Figura 14 es un plano de piso en el nivel de estabilizador de un edificio alto, La Figura 15 es una vista lateral de un estabilizador en la Figura 14, y La Figura 16 es una gráfica que muestra cómo varia el amortiguamiento con resistencia del amortiguamiento. DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION En la Figura 1 se ilustra esquemáticamente una estructura alta teniendo partes verticales en la forma de un núcleo 1 y columna de perímetro 2. Se colocan elementos de amortiguamiento 3 actuando verticalmente para amortiguar el movimiento vertical relativo entre el núcleo 1 y la columna 2 cuando la estructura oscila. La poción vertical o posición en reposo de la estructura se muestra por las líneas punteadas. Se apreciará que la cantidad de movimiento de oscilación se exagera para propósitos ilustrativos. Los elementos de amortiguamiento 3 están conectados al núcleo vía elementos horizontales en la forma de estabilizadores relativamente rígidos 4, los cuales están conectados rígidamente y se extienden horizontalmente desde el núcleo 1. La Figura 2 muestra edificios altos similares en construcción a la estructura de la Figura 1. El núcleo 1 y columnas 2 soportan varios pisos 5. Se colocan estabilizadores 4 en una posición elevada y de conformidad con una modalidad podrían conectarse a las columnas 2 en sus extremos exteriores por elementos de amortiguamiento los cuales no se muestran. Durante el movimiento de oscilación de la estructura alta inducido por carga dinámica, un núcleo 1 y una columna de perímetro 2 (u otro núcleo) estarán en un instante en el tiempo, en el nivel de los estabilizadores 4, estando en algún ángulo, por decir beta, con la vertical a través de la acción de flexión. El estabilizador 4 no está conectado rígidamente a las columnas de perímetro 2, sino a través de elemento de amortiguamiento 3 actuando verticalmente relativamente flexible. Como el estabilizador 4 es relativamente rígido y experimenta poca deformación, su extremo externo se moverá verticalmente por un desplazamiento lineal de aproximadamente L multiplicado por teta (L.teta) , donde L es la longitud horizontal desde el centro del núcleo hacia la columna de perímetro. Esto causará que el elemento de amortiguamiento 3 experimente el mismo desplazamiento (L.teta) . Como la estructura vibra en sus modos de oscilación este desplazamiento vertical relativo variará continuamente, y el elemento de amortiguamiento 3 cambiará la longitud y desarrollará una fuerza que se opondrá al movimiento, convirtiendo así la energía cinética en la estructura a energía térmica en el dispositivo de disipación de energía. La Figura 3 muestra una vista en perspectiva de una disposición de elementos horizontales 4 y elementos de amortiguamiento 3 los cuales pueden usarse en un edificio del tipo mostrado en la Figura 2. Los elementos horizontales 4 son ocho estabilizadores 4 proporcionados en pares simétricamente alrededor del núcleo 1. Las partes verticales son el núcleo 1 y las ocho columnas de perímetro 2, una para cada estabilizador 4. Los estabilizadores 4 toman la forma de dos paredes de concreto reforzadas profundamente de dos niveles y tres elementos de amortiguamiento 3 (en este caso amortiguadores viscosos) se proporcionan por estabilizador 4 en la conexión entre el estabilizador 4 y las columnas de perímetro 2. La Figura 4 muestra una vista lateral de un estabilizador 4 mostrando las vigas de piso 5. Se proporciona un espacio 6 entre el estabilizador 4 y el nivel de piso más bajo mostrado. Para acomodar el estabilizador 4 y las vigas de piso 5 y permitir movimiento vertical entre el extremo del estabilizador 4 y la columna de perímetro 2 es necesario que los pisos 5 se extiendan independientemente de los estabilizadores 4. Un método para lograr esto se muestra en la Figura 5, en la cual el estabilizador 4 es de la altura de dos pisos. En la Figura 5 se muestra el espacio 6 en la parte inferior del estabilizador 4, y se proporciona otro espacio 6 entre el nivel del piso superior mostrado y el estabilizador. Para permitir que el estabilizador 4 se mueva libremente éste pasa a través de una ranura en el nivel del piso central sin tocar el piso o las vigas de piso 5. En la práctica la efectividad del sistema depende de la rigidez relativa de los varios componentes del sistema estructural, incluyendo flexibilidad de los estabilizadores. El amortiguamiento puede proporcionarse por una o varias unidades de amortiguamiento por estabilizador. Por simplicidad un elemento de amortiguamiento único 3 se muestra 0 se refiere frecuentemente, pero debería apreciarse que este puede reemplazarse por varios elementos de amortiguamiento 3. La Figura 6 muestra esquemáticamente la conexión de un elemento de amortiguamiento 3 entre un estabilizador 4 y una columna 2. Cuando la oscilación causa movimiento relativo de la columna vertical 2 y núcleo 1, y la rotación del núcleo 1 donde el estabilizador 4 está conectado, como se muestra por la flecha, ocurre movimiento relativo a lo largo del elemento de amortiguamiento 3, y así el elemento de amortiguamiento 3 amortigua el movimiento de la estructura. La Figura 7 es una disposición alternativa a la mostrada en la Figura 6, donde el estabilizador 4 está unido a la columna 2 y el elemento de amortiguamiento 3 se instala entonces entre el núcleo 1 y el estabilizador 4. Los elementos de amortiguamiento 3 pueden instalarse entre dos núcleos o paredes de cizalla 1 como se muestra en la Figura 8. Varios de los elementos de amortiguamiento 3 están conectados a elementos horizontales cortos 4 en la forma de vigas voladizas, y proporcionan amortiguamiento entre las dos estructuras de núcleo 1 sobre la altura del edificio. La Figura 9 muestra una vista en planta con elementos de amortiguamiento 3 proporcionados entre los 1 rebordes' de núcleos de edificio o paredes de cizalla 1 y paredes de extremo o columnas 2. Los elementos de amortiguamiento 3 puede estar soportados por vigas voladizas horizontales cortas como en la modalidad de la Figura 8, pero pueden fijarse simplemente a soportes directamente sobre las partes verticales como se muestra en vista lateral en la Figura 10. Un espacio 6 alrededor del piso 5 permite movimiento relativo sin impedimentos entre las paredes 1, 2, y las dos paredes de cizalla o núcleos 1 pueden unirse por una viga de interconexión 7. En la Figura 11 los elementos de amortiguamiento 3 están conectados a una columna portadora de carga 2, y una columna portadora sin carga 8. La columna 2 proporciona soporte para las partes de piso 5 y otras partes del edificio, mientras que la columna portadora sin carga 8 se proporciona para propósitos de amortiguamiento para llevar cargas dinámicas durante el movimiento del edificio, pero no lleva cualesquier cargas estáticas significativas. Los elementos de amortiguamiento 3 están unidos a elementos horizontales cortos 4 provisto en las columnas respectivas 2, 8. Será apreciado que en modalidades alternativas la columna 2 de la Figura 11 podría ser un núcleo 1 u otra parte vertical de un edificio. Las Figuras 12 a 16 muestran un sistema de amortiguamiento instalado en un edificio de concreto reforzado de 210 m altura en un nivel 60 con dos estructuras de núcleo de eje elevado central 1 y varias paredes de período y columnas 2. La Figura 12 proporciona una plano de piso típico de un edificio mostrando núcleos 1 y columnas de perímetro 2. Las dimensiones del plano de la torre son de aproximadamente 36m x 39m. Los dos núcleos 1 están conectados en cada nivel de piso por vigas de acoplamiento de concreto reforzadas convencionales. Las paredes de perímetro y columnas 2 también están conectadas por vigas de piso 5 en cada nivel de piso. La Figura 13 muestra una sección transversal a través de la altura de un edificio alto. Ésta muestra los núcleos centrales 1, las vigas de perímetro y columnas 2 y elementos de pared estabilizadores 4 justo sobre la mitad de la torre. Un plano del piso en el nivel de los estabilizadores 4 se muestra en la Figura 14. Los elementos de amortiguamiento 3 están colocados en el extremo de los estabilizadores 4 y se conectan con las columnas de perímetro 2. Existen cuatro pares de estabilizadores 4 que se extienden hacia los cuatro lados del edificio desde el núcleo central 1. El plano del piso también muestra puertas 9 formadas en los estabilizadores 4 para permitir uso normal de los pisos en nivel del estabilizador. La estructura detallada del estabilizador 4 en la parte superior izquierda de la Figura 14 se muestra en una vista en sección parcial en la Figura 15. Los otros estabilizadores 4 podría tener una estructura similar, pero desde luego las dimensiones serán diferentes. En la Figura 15 los estabilizadores 4 tienen dos puertas 9, una en el nivel de cada piso 5. Un elemento de amortiguamiento 3 está unido entre el estabilizador 4 y la columna de perímetro 2. El amortiguamiento obtenible varía cuando la resistencia de los amortiguadores 3 en los extremos de los estabilizadores 4 varía. Existe un nivel óptimo de resistencia de amortiguador para una estructura dada. Este valor puede obtenerse por prueba y error a través del análisis de un modelo de elemento finito de la estructura completa y sistema de amortiguador. El amortiguamiento puede obtenerse por procedimiento matemático conocido como Análisis Modal complejo, o por un análisis de respuesta forzada de estado estable en el cual el problema se resuelve por el Método Directo. Métodos modales normales no son apropiados. Para esta estructura usando amortiguadores viscosos lineales la Figura 16 muestra cómo el amortiguamiento agregado total varía con la resistencia de amortiguador total C en cada estabilizador. El amortiguamiento total se expresa como la porción de amortiguamiento crítico y C se mide en fuerza por unidad de velocidad relativa en cada amortiguador, en este caso en MN/m/s. Las dos curvas se relacionan con las dos direcciones de oscilación horizontal ortogonales del edificio . En modalidades las cuales no se muestran, las disposiciones de amortiguamiento de los varios tipos descritos anteriormente pueden combinarse. Por ejemplo, un edificio puede incluir elementos horizontales estabilizadores como en las Figuras 2 a 7 entre un centro y columnas de perímetro, así como elementos de amortiguamiento entre dos núcleos dispuestos como en la Figura 8, y/o elementos de amortiguamiento dispuestos como en las Figuras 9 u 11. Se hace constar que con relación a esta fecha el mejor método conocido por la solicitante para llevar a cabo la presente invención es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (29)

  1. REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones : 1. Estructura alta caracterizada porque comprende dos partes que se extienden verticalmente y un elemento de amortiguamiento orientado verticalmente, en donde el elemento de amortiguamiento está dispuesto para amortiguar movimiento vertical relativo entre las dos partes .
  2. 2. Estructura de conformidad con la reivindicación 1 caracterizada porque las partes son verticales.
  3. 3. Estructura de conformidad con la reivindicación 1 o 2, caracterizada porgue la estructura alta es un edificio alto .
  4. 4. Estructura de conformidad con la reivindicación 1, 2 o 3, caracterizada porque las partes comprenden un núcleo y una columna de perímetro.
  5. 5. Estructura de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la estructura incluye un elemento horizontal que se extiende desde una de las partes, con el elemento de amortiguamiento dispuesto para amortiguar el movimiento relativo entre el elemento horizontal y la otra parte vertical.
  6. 6. Estructura de conformidad con la reivindicación 5, caracterizada porque el elemento horizontal es relativamente rígido.
  7. 7. Estructura de conformidad con las reivindicaciones 5 o 6, caracterizada porque el elemento horizontal es un estabilizador que se extiende horizontalmente entre las partes verticales.
  8. 8. Estructura de conformidad con las reivindicaciones 5, 6 o 7, caracterizada porque el elemento horizontal es relativamente delgado en ancho en la dirección horizontal perpendicular a la dirección de extensión de los elementos.
  9. 9. Estructura de conformidad con la reivindicación 8, caracterizada porque el elemento horizontal es sustancialmente más alto en vista lateral que su ancho.
  10. 10. Estructura de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 5 a 9, caracterizada porque la estructura es un edificio alto y la altura del elemento horizontal se extiende a través de más de un nivel del edificio.
  11. 11. Estructura de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 5 a 10, caracterizada porque el elemento horizontal forma parte de una pared que divide un área de piso .
  12. 12. Estructura de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 5 a 11, caracterizada porque el elemento horizontal tiene aberturas que forman puertas y pasajes para herramientas .
  13. 13. Estructura de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque comprende una pluralidad de elementos de amortiguamiento dispuestos a la misma altura alrededor de las partes verticales.
  14. 14. Estructura de conformidad con la reivindicación 13, caracterizada porque los elementos de amortiguamiento unen un núcleo con la pluralidad de columnas de perímetro.
  15. 15. Estructura de conformidad con las reivindicaciones 13 o 14, caracterizada porque comprende una pluralidad de elementos horizontales que soportan por lo menos algunos de la pluralidad de elementos de amortiguamiento, cada uno de los elementos horizontales tiene un elemento de amortiguamiento asociado.
  16. 16. Estructura de conformidad con la reivindicación 15, caracterizada porque los elementos horizontales se extienden en direcciones horizontales opuestas desde un núcleo .
  17. 17. Estructura de conformidad con la reivindicación 15, caracterizada porque elementos horizontales se extienden en ángulos iguales alrededor de un núcleo, preferiblemente a intervalos de 609, 90a o 1202.
  18. 18. Estructura de conformidad con la reivindicación 1, 2 o 3, caracterizada porque las partes que se extienden verticalmente están separadas cercanamente.
  19. 19. Estructura de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada porque el elemento de amortiguamiento está conectado entre las partes que se extienden verticalmente por medio de elementos horizontales relativamente cortos, o soportes .
  20. 20. Estructura de conformidad con la reivindicación 18 o 19, caracterizada porque comprende una pluralidad de elementos de amortiguamiento a la misma altura alrededor de las partes que se extienden verticalmente.
  21. 21. Estructura de conformidad con la reivindicación 18, 19 o 20, caracterizada porque las partes que se extienden verticalmente comprenden dos núcleos, o un núcleo y una pared de extremo o columna,.
  22. 22. Estructura de conformidad con la reivindicación 18, 19 o 20, caracterizada porque las partes verticales comprenden una parte portadora de carga y una parte portadora sin carga, la parte portadora sin carga se proporciona para propósitos de amortiguamiento.
  23. 23. Estructura de conformidad con la reivindicación 22, caracterizada porque la parte portadora sin carga se coloca al lado de la parte portadora de carga.
  24. 24. Estructura de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque comprende varios conjuntos de elementos de amortiguamiento, los conjuntos estando en diferentes alturas sobre la estructura.
  25. 25. Estructura de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el elemento de amortiguamiento comprende un amortiguador viscoso pasivo, visco-elástico, histerético o friccional, o un mecanismo de amortiguamiento controlado activamente.
  26. 26 . Estructura de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la estructura es un edificio sobre 60 m de altura, preferiblemente sobre 80 m de altura.
  27. 27 . Estructura de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el elemento (s) de amortiguamiento es /son colocados dentro del 75% de la parte superior de la altura de la estructura.
  28. 28 . Método para proporcionar amortiguamiento para una estructura alta, la estructura tiene dos partes que se extienden verticalmente, caracterizado porque comprende proporcionar un elemento de amortiguamiento que actúa verticalmente el cual amortigua el movimiento relativo entre las dos partes .
  29. 29 . Método de conformidad con la reivindicación 28 , caracterizado porque comprende incorporar los elementos de amortiguamiento mientras se construye la estructura alta. 3 0 . Método de conformidad con la reivindicación 28 , caracterizado porque comprende retro-ajustar los elementos de amortiguamiento para una estructura existente. 31 . Método de conformidad con las reivindicaciones 28 , 29 o 3 0 , caracterizado porque la estructura alta es un edificio alto. 32 . Método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 28 a 31 , caracterizado porque el elemento horizontal se proporciona entre un núcleo y una columna de perímetro . 33 . Método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 28 a 32 , caracterizado porque comprende proporcionar un elemento horizontal que se extiende desde una de las partes que se extienden verticalmente, en donde el elemento de amortiguamiento amortigua el movimiento relativo entre el elemento horizontal y la otra parte vertical. 34 . Método de conformidad con la reivindicación 33 , caracterizado porque el elemento horizontal es relativamente rígido. 35 . Método de conformidad con la reivindicación 33 o 34 , caracterizado porque el elemento horizontal es un estabilizador que se extiende horizontalmente proporcionado entre las partes que se extienden verticalmente. 3 6 . Método de conformidad con la reivindicación 33 , 34 o 35 , caracterizado porque el elemento horizontal es relativamente delgado en ancho en la dirección horizontal perpendicular a la dirección de extensión de los elementos. 37 . Método de conformidad con la reivindicación 36 , caracterizado porque el elemento horizontal es sustancialmente más alto en vista lateral que su ancho. 38. Método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 33 a 37, caracterizado porque la estructura es un edificio alto y la altura del elemento horizontal se extiende a través de más de un nivel del edificio. 39. Método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 33 a 38, caracterizado porque el elemento horizontal forma parte de una pared que divide un área de piso . 40. Método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 33 a 39, caracterizado porque el elemento horizontal se proporciona con aberturas formando puertas y pasajes para herramientas. 41. Método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 33 a 40, caracterizado porque comprende proporcionar una pluralidad de elementos de amortiguamiento dispuestos a la misma altura alrededor de las partes que se extienden verticalmente. 42. Método de conformidad con la reivindicación 41, caracterizado porque los elementos de amortiguamiento se proporcionan entre un núcleo y una pluralidad de columnas de perímetro. 43. Método de conformidad con la reivindicación 42, caracterizado porque una pluralidad elementos horizontales se proporcionan para soportar por lo menos algunos elementos de la pluralidad de elementos de amortiguamiento, cada uno de los elementos horizontales tienen un elemento de amortiguamiento asociado. 4 4 . Método de conformidad con la reivindicación 4 3 , caracterizado porque los elementos horizontales se extienden en direcciones horizontales opuestas desde el núcleo. 4 5 . Método de conformidad con la reivindicación 4 3 , caracterizado porque elementos horizontales se extienden en intervalos de 9 0 2 alrededor del núcleo. 4 6 . Método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 2 8 a 3 1 , caracterizado porque las partes que se extienden verticalmente están separadas cercanamente. 4 7 . Método de conformidad con la reivindicación 4 6 , caracterizado porque el elemento de amortiguamiento está conectado entre partes que se extienden verticalmente por medio de elementos horizontales relativamente cortos, o soportes. 4 8 . Método de conformidad con la reivindicación 4 6 o 4 7 , caracterizado porque comprende proporcionar una pluralidad de elementos de amortiguamiento a la misma altura alrededor de las partes verticales. 49. Método de conformidad con la reivindicación 46, 47 o 48, caracterizado porque las partes que se extienden verticalmente comprenden dos núcleos, o un núcleo y una pared de extremo o columna . 50. Método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 46, 47 o 48, caracterizado porque una parte que se extiende lateralmente comprende una parte portadora de carga de la estructura, el método comprende proporcionar una parte que se extiende verticalmente portadora sin carga para propósitos de amortiguamiento. 51. Método de conformidad con la reivindicación 50, caracterizado porque la parte portadora sin carga se coloca al lado de la parte portadora de carga. 52. Método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 28 a 51, caracterizado porque comprende proporcionar varios conjuntos de elementos de amortiguamiento a diferentes alturas sobre la es tructura . 53. Método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 28 a 52, caracterizado porque el elemento de amortiguamiento comprende un amortiguador viscoso pasivo, visco-elástico, histerético o friccional, o un mecanismo de amortiguamiento controlado activamente. 54. Método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 28 a 53, caracterizado porque la estructura es un edificio sobre 60 m de altura, preferiblemente sobre 80 m de altura. 55. Método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 28 a 54, caracterizado porque el elemento(s) de amo tiguamiento es/son colocados dentro del 75% de la parte superior de la altura de la es truc tura . 56. Sistema para agregar niveles significativos de amortiguamiento estructural a un edificio alto a través del uso de estructuras de 'estabilizador' rígidas que se extienden hor i zontalment e entre núcleos o desde núcleos hacia otros elementos verticales tales como columnas de perímetro, caracterizado porque incorpora una conexión de disipación de energía dentro de la trayectoria de carga del estabilizador. 57. Edificio caracterizado porque comprende dos partes las cuales pueden moverse verticalmente con relación a cada otra cuando el edificio oscila, y un amortiguador dispuesto entre las dos partes, el cual es capaz de amortiguar ese movimiento vertical relativo . 58. Edificio de conformidad con la reivindicación 57 caracterizado porque las partes están dispuestas generalmente verticalmente. 59. Edificio de conformidad con las reivindicaciones 57 o 58, caracterizado porque el amortiguador actúa generalmente verticalmente. 60. Edificio caracterizado porque comprende dos partes las cuales pueden moverse verticalmente con relación a cada otra cuando el edificio oscila, y un amortiguador dispuesto para actuar en una dirección paralela a las dos partes para amortiguar ese movimiento relativo.
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080229684A1 (en) * 2007-03-21 2008-09-25 Daewoo Engineering & Construction Co., Ltd. Hydraulic jack systems to be installed to the outrigger to perimeter column joints to automatically adjust differential column shortening and provide additional structural damping
CN101638913B (zh) * 2009-08-21 2011-01-05 中国建筑第八工程局有限公司 两型钢柱间混凝土梁钢筋无伸缩直螺纹连接方法
JP5570605B2 (ja) * 2009-09-25 2014-08-13 ファウ・エス・エル・インターナツイオナール・アクチエンゲゼルシヤフト 建物内の運動を減衰するための方法および構造
KR101011553B1 (ko) * 2010-08-12 2011-01-27 (주)대우건설 초고층 건물의 시공 중 골조 변형 보정 방법
US8424253B2 (en) * 2010-12-28 2013-04-23 Ge-Hitachi Nuclear Energy Americas Llc Seismic and impact mitigation devices and systems
KR101372293B1 (ko) 2012-11-30 2014-03-25 대림산업 주식회사 슬래브 내의 포스트텐션 도입과 지연 조인트를 가지는 아웃리거 벽체 설치구조 및 그 시공방법
WO2015051464A1 (en) * 2013-10-11 2015-04-16 The Governing Council Of The University Of Toronto Viscous wall coupling damper for use in an outrigger building configuration
CN104314166B (zh) * 2014-10-10 2016-11-02 同济大学 竖向粘滞阻尼器连接的消能减震伸臂桁架高层结构体系

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1010912A (en) * 1973-08-10 1977-05-24 Chiyoda Chemical Engineering And Construction Co. Ltd. Earthquake isolating and vibration absorbing equipment for structures
US4766708A (en) * 1985-12-27 1988-08-30 Peter Sing Shock and vibration resistant structures
JP2663835B2 (ja) * 1993-07-08 1997-10-15 鹿島建設株式会社 複合制御型制震構造物
JP2914187B2 (ja) * 1994-08-16 1999-06-28 鹿島建設株式会社 曲げ変形制御型制震架構
JP3028033B2 (ja) * 1995-02-14 2000-04-04 株式会社大林組 制振構造物
US5671569A (en) * 1995-06-08 1997-09-30 Kajima Corporation Seismic response controlled frame of bending deformation control type
US5797227A (en) * 1996-04-09 1998-08-25 Garza-Tamez; Federico Structure stabilization system
JP3733501B2 (ja) * 1997-06-02 2006-01-11 清水建設株式会社 建築構造物の耐震構造
JPH1162316A (ja) * 1997-08-07 1999-03-05 Etsuro Suzuki 耐震制振構造物
JPH11190144A (ja) * 1997-12-25 1999-07-13 Taisei Corp 建築物の設備用空間
US20080229684A1 (en) * 2007-03-21 2008-09-25 Daewoo Engineering & Construction Co., Ltd. Hydraulic jack systems to be installed to the outrigger to perimeter column joints to automatically adjust differential column shortening and provide additional structural damping

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