Comportamiento dinámico del campanario sur del Palacio Nacional de Mafra ante las acciones de las campanas

Abstract

Las iglesias son edificios icónicos en los centros históricos de ciudades europeas y americanas, y sus torres representan hitos en el paisaje urbano debido a su altura. La respuesta sísmica de las torres de mampostería no reforzada ha sido ampliamente estudiada; sin embargo, investigaciones sobre su comportamiento ante otro tipo de fuerzas dinámicas no es muy frecuente. Los efectos que las oscilaciones de cuatro campanas tienen sobre el campanario sur del Palacio Nacional de Mafra, en Portugal, fueron evaluados en este trabajo. Para ello, las frecuencias de las acciones dinámicas fueron comparadas con las frecuencias de vibración de la torre. Además, mediante un modelo de elementos finitos, varios analisis dinamicos y estaticos no lineales fueron realizados para simular la respuesta y evaluar el factor de seguridad. Los resultados mostraron que el campanario presenta un comportamiento elástico debido a que la rotación de las campanas produce pequeños desplazamientos.

Churches are emblematic buildings within the European and American historic centres, and their towers are landmarks in the urban landscape given their height. The dynamic behaviour of unreinforced masonry towers has been extensively studied. However, research about their performance under other type of dynamic forces is not common. The oscillation of four bells and their effect on the south bell tower of the National Palace of Mafra, Portugal, were assessed in this work. The frequencies of the dynamic actions were compared with the fundamental frequencies of the tower. Furthermore, a finite element model was generated to perform nonlinear dynamic analyses and nonlinear pushover analyses, aiming at simulating the structural response and evaluating the safety factor. The results showed that the bell tower presents an elastic behaviour, since the swinging of the bells produces small displacements.