Influencia del suelo blando en la vibraciones mecánicas en puente peatonales de Bogotá D.C

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Resumen

In recent decades, the analysis of the dynamic response of pedestrian bridges has acquired increasing importance in structural engineering. Bridges, as crucial elements of infrastructure, must be designed to withstand not only static loads but also dynamic loads generated by pedestrians during their daily use. One of the key considerations is the soil-structure interaction (SSI), which refers to the influence resulting from the inertial interaction between the bridge structure and the properties of the soil on which it is built.

This study focuses on the evaluation of the dynamic response of 3 pedestrian bridges in Bogotá considering the SSI on soft soils (SSI-SS) that make up the north-central geology of the City. To achieve this, the SAP2000 structural analysis software was used, with which detailed numerical simulations were carried out using SSI methodologies called impedance functions and direct analysis method for three types of dynamic loads. typical pedestrians. The main objective was to investigate how SSI in soft soil affects the properties and dynamic response of bridges to different pedestrian loads, in terms of fundamental frequencies, accelerations and displacements. This study points out that, for the sample structures, the SSI in the soft soils of the sample has a direct influence on the dynamic response and modifies the characteristics of the mode shapes without considering the SSI; This influence has greater relevance for the first modes of vibration.

Descripción

En las últimas décadas, el análisis de la respuesta dinámica de puentes peatonales ha adquirido una importancia creciente en la ingeniería estructural. Los puentes, como elementos cruciales de la infraestructura, deben ser diseñados para soportar no solo las cargas estáticas sino también las cargas dinámicas generadas por los peatones durante su uso diario. Una de las consideraciones clave es la interacción suelo-estructura (ISE), que se refiere a la influencia fruto de la interacción inercial entre la estructura del puente y las propiedades del suelo en el que está construida. Este estudio se centra en la evaluación de la respuesta dinámica de 3 puentes peatonales en Bogotá considerando la ISE sobre suelos blandos (ISE-SB) que conforman la geología centro-norte de la Ciudad. Para lograrlo, se utilizó el software de análisis estructural SAP2000 con el que se llevaron a cabo simulaciones numéricas detalladas mediante el uso de las metodologías de ISE denominadas funciones de impedancia (FI) y método de análisis directo (MD) para tres tipos de cargas dinámicas peatonales típicas. El objetivo principal fue investigar cómo la ISE en suelo blando afecta las propiedades y la respuesta dinámica de los puentes ante diferentes cargas peatonales, en términos de frecuencias fundamentales, aceleraciones y desplazamientos. En este estudio se señala que, para las estructuras de la muestra, la ISE en los suelos blandos de la muestra, tiene una influencia directa en la respuesta dinámica y modifica las características de las formas modales sin considerar la ISE; esta influencia tiene mayor relevancia para los primeros modos de vibración.

Palabras clave

Respuesta dinámica, Interacción humano estructura, Interacción suelo estructura, Suelo blando, Frecuencia, Modos de vibración

Materias

Tesis y disertaciones académicas -- Ingeniería Civil , Dinámica de puentes , Interacción suelo-estructura (ISE) , Análisis estructural , Frecuencias fundamentales , Aceleraciones y desplazamientos , Formas modales

Citación