Comportamiento de estructuras tipo péndulo invertido ante cargas sísmicas y eólicas

Abstract

This work focuses on obtaining the equations of motion of structures classified as inverted pendulum type, with and without soil-structure interaction. As well as to compare the linear response in the time history of a spectacular (sign) to simulated synoptic and hurricane wind loads. The equations of motion developed are applied to a concrete column of a bridge to evaluate its time domain response to seismic loads. The elastic and inelastic behavior of the material is considered in the analyses; for the latter, the Takeda hysteretic model was used. For the seismic analysis, a real record of an earthquake in the city of Acapulco, Guerrero, was used. For the wind analysis, synoptic wind simulations were carried out in longitudinal and transverse directions, as well as hurricane wind simulations considering its non-Gaussian characteristics. The results obtained allow a better understanding of the dynamic behavior of the inverted pendulum type structures, besides providing relevant information about the mechanical elements used for design.

Este trabajo se enfoca en obtener las ecuaciones de movimiento de estructuras clasificadas como tipo péndulo invertido, con y sin interacción suelo-estructura. Así como en comparar la respuesta lineal en la historia del tiempo de un espectacular (letrero) ante cargas simuladas de viento sinóptico y huracanado. Las ecuaciones de movimiento desarrolladas se aplican a una columna de concreto de un puente para evaluar su respuesta en el dominio del tiempo ante cargas sísmicas. En los análisis se considera el comportamiento elástico e inelástico del material, para este último se utilizó el modelo histerético de Takeda. Para el análisis sísmico se utilizó un registro real de un sismo producido en la ciudad de Acapulco Guerrero. Mientras que para el análisis eólico se realizaron simulaciones de viento sinóptico en las direcciones longitudinal y transversal, así como simulaciones de viento huracanado considerando sus características no gaussianas. Los resultados obtenidos permiten comprender mejor el comportamiento dinámico de las estructuras tipo péndulo invertido, además de brindar información relevante acerca de los elementos mecánicos utilizados para diseño.