Published

2023-01-22

Comparison between a traditional Colombian Structural Design and the Use of Viscous-Type Energy Damping Systems (2021)

Comparación entre un diseño estructural colombiano tradicional y el uso de disipadores de energía de tipo viscoso (año 2021)

DOI:

https://doi.org/10.15446/ing.investig.99281

Keywords:

damping, structures, budget, seismic control (en)
disipadores, estructuras, presupuesto, control sísmico (es)

Downloads

Authors

This paper compares a traditional Colombian structural design to the same structure with viscous-type energy dampers, considering both structural behavior and construction costs. To this effect, a building was designed: first, in accordance with the Colombian Seismic-Resistant Construction Regulations (NSR-10); and then according to the recommendations of American Society of Civil Engineers with regard to damping systems. Finally, the quantities and construction costs were calculated. As a result, an unconventional structure was obtained which was more expensive than a traditionally designed building. Still, said structure had less cross-sections, stresses, and displacements. The above demonstrates that, while the initial cost of this method may be higher, the extra cost can be offset when an earthquake occurs, as the building has better earthquake resistance.

Este trabajo compara un diseño estructural convencional colombiano frente a la misma estructura con disipadores de energía de tipo viscoso, considerando tanto el comportamiento estructural como el costo de construcción. Para ello se diseñó una edificación: en primera instancia, bajo los parámetros del Reglamento Colombiano de Construcción Sismorresistente (NSR-10); y luego cumpliendo con las recomendaciones de la American Society of Civil Engineering con respecto a sistemas de disipación. Por último, se calcularon las cantidades y los costos de construcción. Como resultado, se obtuvo una estructura más costosa que una edificación diseñada convencionalmente. De todas maneras, dicha estructura tenía menos secciones transversales, esfuerzos y desplazamientos. Lo anterior evidenció que, aunque el costo inicial de este método es más alto, el costo adicional puede ser compensado en el momento en que se presenta un sismo, pues la edificación es más sismorresistente.

References

AIS, UNIANDES, and INGEOMINAS (2010). Estudio general de la Amenaza Sísmica de Colombia. Asociación Colombiana de Ingeniera Sismica.

Arlinton, C. B. (2020). Influencia de los disipadores de fluido viscoso en el reforzamiento del edificio centro cultural de la Universidad Señor de Sipán [Undergraduate thesis, Universidad Señor de Sipán]. https://repositorio.uss.edu.pe/handle/20.500.12802/9119

American Society of Civil Engineers (ACSE) (2017). Minimum design loads and associated criteria for buildings and other structures. ACSE. https://doi.org/10.1061/9780784414248

Asociación Colombiana de Ingeniería Sísmica (2010). Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente NSR-10, Tomo 2. ACIS.

Benavides-Ortiz, C. I. (2015). Analisis comparativo de costos de estructuras de base fija vs. estructuras con elementos disipadores de energía. Universidad del Valle.

Bhaskararao, A. V., and Jangid, R. S. (2007), Optimum viscous damper for connecting adjacent SDOF structures for harmonic and stationary white-noise random excitations. Earthquake Engineering Structural Dynnamics, 36(4), 563-571. https://doi.org/10.1002/eqe.636

Cano-Lagos, H., and Zumaeta-Escobedo, E. I. (2012). Diseño estructural de una edificación con disipadores de energía y análisis comparativo sísmico entre el edificio convencional y el edificio con disipadores de energía para un sismo severo [Undergraduate thesis, Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas]. http://hdl.handle.net/10757/301565

Cevasco-Beramendi, R. F., and Condo-Vargas, P. (2020). Análisis del comportamiento sísmico dinámico de un edificio multifamiliar de 37 niveles con disipadores de fluido viscoso en la victoria [Undergraduate thesis, Universidad Ricardo Palma]. https://hdl.handle.net/20.500.14138/3568

Colunga-Tena, A., and Gama-Contreras, A. (2017). Determinación de parámetros de diseño sísmico para marcos dúctiles de concreto reforzado con disipadores de energía histeréticos. Revista Sul-Americana de Engenharia Estrutural, 14(1), 36-58. https://doi.org/10.5335/rsaee.v14i1.6496

Dall′Asta, A., Tubaldi, E., and Ragni, L. (2016) Influence of the nonlinear behavior of viscous dampers on the seismic demand hazard of building frames. Earthquake Engineering Structural Dynnamics, 45(1), 149-169. https://doi.org/10.1002/eqe.2623

Díaz, M. A. (2014). Evaluación del proyecto estructural y optimización del diseño con disipadores de energía viscosos taylor para una edificación esencial de 6 pisos [Undergraduate Thesis, Universidad Privada Antenor Orrego]. https://repositorio.upao.edu.pe/handle/20.500.12759/637

DISIPA Ingenieros (2021, August 30). Energy Dampers [Figure]. http://www.disipaing.com/disipadores-energia/

Enriquez, A., Marulanda, J., & Thomson, P. (2018). Análisis comparativo entre un reforzamiento convencional y tres alternativas de repotenciación con dispositivos de con-trol pasivo para una clínica construida antes del CCCSR-84 [Master’s thesis, Universidad del Valle]. https://1library.co/document/yr35l67y-analisis-comparativo-reforzamiento-convencional-alternativas-repotenciacion-dispositivos-electronico.html

Fuentes-Sadowski, J. C. (2019). Procedimientos para el análisis y diseño de estructuras con sistemas de disipación de energía en el Perú [Master’s thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú]. http://hdl.handle.net/20.500.12404/15624

Genatios, C., and Lafuente, M. (2016). Introducción al uso de aisladores y disipadores en estructuras. CAF-Banco de Desarrollo de América Latina Serie GeóPolis. http://scioteca.caf.com/handle/123456789/1213

Guevara-Huatuco, D. N., and Arias-Torres, P. O. (2012). Diseño de un edificio aporticado con amortiguadores de fluido-viscoso en disposición diagonal [Undergraduate Thesis, Pontificia Universidad Catolica del Perú]. http://hdl.handle.net/20.500.12404/1477

National Earthquake Hazards Reduction Program (NEHRP) (2020). NEHRP recommended provisions for seismic regulations for new buildings and other structures (vol. I). Federal Emergency Management Agency. https://www.fema.gov/sites/default/files/2020-10/fema_2020-nehrp-provisions_part-1-and-part-2.pdf

Hanson, R. D. (1993). Supplemental damping for improved seismic performance. Earthquake Spectra, 9(3), 319-334. https://doi.org/10.1193/1.1585719

Hesam, P., Irfanoglu, A., and Hacker, T. J. (2017). Effective viscous damping in reinforced concrete buildings : Estimation based on measured strong motion response. 16th World Conference on Earthquake, 2393, 9. http://wcee.nicee.org/wcee/article/16WCEE/WCEE2017-2393.pdf

León-Joya, L. T. (2016). Disipadores y aisladores sísmicos, modelo de puente vehicular con disipador y sin disipador de energía, comparación de la respuesta sísmica [Undergraduate thesis, Universidad Católica de Colombia]. http://repository.ucatolica.edu.co/handle/10983/13931

Li, H., and Huo, L. (2010). Advances in structural control in civil engineering in China. Mathematical Problems in Engineering, 2010, 936081. https://doi.org/10.1155/2010/936081

Marko, J., Thambiratnam, D., and Perera, N. (2004). Influence of damping systems on building structures subject to seismic effects. Engineering Structures, 26(13), 1939-1956. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2004.07.008

Oviedo, J. A. (2012). Influence of the story stiffness of reinforced concrete frame with proportional hysteretic dampers on the seismic response. Revista EIA, 9(17), 121-137. https://revistas.eia.edu.co/index.php/reveia/article/view/455

Oviedo, J. A., and Duque, M. del P. (2006). Sistemas de control de respuesta sísmica en edificaciones. Revista EIA, 3(6), 105-120. https://revistas.eia.edu.co/index.php/reveia/article/view/163

Patel, C. C., and Jangid, R. S. (2013). Dynamic response of identical adjacent structures connected by viscous damper. Structural Control and Health Monitoring, 21, 205-224. https://doi.org/10.1002/stc.1566

Rochel Awad, R. (2012). Análisis y diseño sísmico de edificios (2nd ed.). Fondo Editorial Universidad EAFIT.

Sajjan, P., and Biradar, P. (2018). Study on the effect of viscous damper for Rcc frame structure. IJRET: International Journal of Research in Engineering and Technology, 5(9), 31-36. https://doi.org/10.15623/ijret.2016.0509005

Taylor Devices Inc. (2022). Fluid viscous dampers manual. https://www.taylordevices.com/damper-manual/

Zhen, L., Dejian, L., Leihua, P., Yao, L., Kepei, C., and Qianqiu, W. (2020). Study on the damping efficiency of continuous beam bridge with constant cross-section applied by lead rubber bearings and fluid viscous dampers. Noise and Vibration Worldwide, 51(4-5), 85-92. https://doi.org/10.1177/0957456520901353

Zhou, P., Liu, M., Li, S., Li, H., and Song, G. (2020). Experimental study on seismic control of towers in cable-supported bridges by incorporating fluid viscous dampers between sub-towers. Advances in Structural Engineering, 23(10), 2086-2096. https://doi.org/10.1177/1369433220908031

How to Cite

APA

Parra Moreno, W. A., Silva Ceron, A. L. & Ordoñez Ruiz, A. F. (2022). Comparison between a traditional Colombian Structural Design and the Use of Viscous-Type Energy Damping Systems (2021). Ingeniería e Investigación, 43(1), e99281. https://doi.org/10.15446/ing.investig.99281

ACM

[1]
Parra Moreno, W.A., Silva Ceron, A.L. and Ordoñez Ruiz, A.F. 2022. Comparison between a traditional Colombian Structural Design and the Use of Viscous-Type Energy Damping Systems (2021). Ingeniería e Investigación. 43, 1 (Nov. 2022), e99281. DOI:https://doi.org/10.15446/ing.investig.99281.

ACS

(1)
Parra Moreno, W. A.; Silva Ceron, A. L.; Ordoñez Ruiz, A. F. Comparison between a traditional Colombian Structural Design and the Use of Viscous-Type Energy Damping Systems (2021). Ing. Inv. 2022, 43, e99281.

ABNT

PARRA MORENO, W. A.; SILVA CERON, A. L.; ORDOÑEZ RUIZ, A. F. Comparison between a traditional Colombian Structural Design and the Use of Viscous-Type Energy Damping Systems (2021). Ingeniería e Investigación, [S. l.], v. 43, n. 1, p. e99281, 2022. DOI: 10.15446/ing.investig.99281. Disponível em: https://revistas.unal.edu.co/index.php/ingeinv/article/view/99281. Acesso em: 19 mar. 2026.

Chicago

Parra Moreno, William Andres, Alfer Leiber Silva Ceron, and Andres Felipe Ordoñez Ruiz. 2022. “Comparison between a traditional Colombian Structural Design and the Use of Viscous-Type Energy Damping Systems (2021)”. Ingeniería E Investigación 43 (1):e99281. https://doi.org/10.15446/ing.investig.99281.

Harvard

Parra Moreno, W. A., Silva Ceron, A. L. and Ordoñez Ruiz, A. F. (2022) “Comparison between a traditional Colombian Structural Design and the Use of Viscous-Type Energy Damping Systems (2021)”, Ingeniería e Investigación, 43(1), p. e99281. doi: 10.15446/ing.investig.99281.

IEEE

[1]
W. A. Parra Moreno, A. L. Silva Ceron, and A. F. Ordoñez Ruiz, “Comparison between a traditional Colombian Structural Design and the Use of Viscous-Type Energy Damping Systems (2021)”, Ing. Inv., vol. 43, no. 1, p. e99281, Nov. 2022.

MLA

Parra Moreno, W. A., A. L. Silva Ceron, and A. F. Ordoñez Ruiz. “Comparison between a traditional Colombian Structural Design and the Use of Viscous-Type Energy Damping Systems (2021)”. Ingeniería e Investigación, vol. 43, no. 1, Nov. 2022, p. e99281, doi:10.15446/ing.investig.99281.

Turabian

Parra Moreno, William Andres, Alfer Leiber Silva Ceron, and Andres Felipe Ordoñez Ruiz. “Comparison between a traditional Colombian Structural Design and the Use of Viscous-Type Energy Damping Systems (2021)”. Ingeniería e Investigación 43, no. 1 (November 1, 2022): e99281. Accessed March 19, 2026. https://revistas.unal.edu.co/index.php/ingeinv/article/view/99281.

Vancouver

1.
Parra Moreno WA, Silva Ceron AL, Ordoñez Ruiz AF. Comparison between a traditional Colombian Structural Design and the Use of Viscous-Type Energy Damping Systems (2021). Ing. Inv. [Internet]. 2022 Nov. 1 [cited 2026 Mar. 19];43(1):e99281. Available from: https://revistas.unal.edu.co/index.php/ingeinv/article/view/99281

Download Citation

CrossRef Cited-by

CrossRef citations0

Dimensions

PlumX

Article abstract page views

1019

Downloads

Download data is not yet available.