Respuesta dinámica de un mástil arriostrado frente a cambios en sus parámetros de diseño

ALBERTO MARCELO GUZMÁN; JORGE BALLABEN; MARTA B. ROSALES

Salta

Encuentro; 9o. Encuentro de Investigadores y Profesionales Argentinos de la Construcción; 2011

Comúnmente las antenas para comunicaciones son sustentadas por torres auto-soportadas o mástiles arriostrados, siendo los segundos preferidos por razones económicas. A pesar del gran potencial de impacto adverso, las cargas sísmicas suelen no ser consideradas como acciones dominantes en la etapa de diseño, aunque durante y después de un evento sísmico es imprescindible la continuidad operativa de las comunicaciones dada la relevancia que éstas implican. Tampoco es usual un estudio detallado de la acción dinámica del viento. Al momento del diseño o refuerzo de estas tipologías estructurales, suelen aparecer ciertas incertidumbres asociadas a la modelación dinámica del problema, tales como: i) nivel de pretensión inicial al cual estarán o están sujetas las riostras, ii) amortiguamiento equivalente (Rayleigh) de la estructura y iii) rigidez flexional del mástil. Esta situación motiva el estudio de la respuesta dinámica de un mástil reticulado de sección transversal triangular y arriostrado en cuatro niveles usando un software de elementos finitos. Primero se aplicará como input la componente horizontal principal de una serie de registros sísmicos correspondientes a diversos terremotos. El mástil es modelado como una viga-columna equivalente con elementos finitos tipo viga y las riostras con elementos tipo cable, que consideran la extensibilidad y sólo admiten esfuerzos de tracción. Como respuesta no-lineal analizada, se determina el corte basal del mástil y el desplazamiento horizontal en la cima del mismo para distintos valores de pretensión de riostras, amortiguamiento equivalente y rigidez flexional del mástil. Se observa que la variación de estos parámetros, cuando el mástil arriostrado se encuentra sujeto a los registros sísmicos, modifica sustancialmente la respuesta dinámica del mismo. Los resultados encontrados se presentan en gráficos que muestran las respuestas evaluadas. Por otro lado, se muestran y discuten resultados de la misma estructura sujeta a carga de viento modelada como acción dinámica. En este caso, se analiza la influencia de la pretensión de los cables, evaluando los desplazamientos en distintos puntos del mástil y la variación temporal de las tensiones en las riostras.