Modificación de mesa vibratoria bidireccional para laboratorios de ingeniería en Construcciones Civiles sede Tecnológica

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Universidad Distrital Francisco José de Caldas

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Resumen

An earthquake simulation table is used in structural dynamic analysis to reproduce the forces involved in a real earthquake in the laboratory, in other words, any structure can be subject to dynamic loads, and dynamic analysis is used to obtain the response of a structure to any dynamic action (earthquake, wind, explosions, vibrations of mechanical equipment, etc.) in terms of displacements, velocities, accelerations, among other parameters, or some other type of excitation such as an earthquake. Currently in the STRUCTURAL DYNAMICS laboratories of the Francisco José de Caldas University, in its technological headquarters, there is a simulation table which although it works as a table that reproduces movements to study the behavior of structures under external forces, it does not have the necessary scope for a more complete study of structures, since said table only reproduces constant movements, which means a problem limiting the study of structures, knowing that when studying real earthquakes that have occurred throughout history, it has never been obtained that said forces or displacements are harmonic movements, but on the contrary, it is obtained that the forces that act on the structures are irregular movements. For the above, an alternative solution is presented to the structural dynamics laboratory technicians, in which data was taken from real seismic accelerograms that have occurred throughout history, obtained from geological systems, to then process said data according to the limitations and parameters of a stepper motor, capable of moving the table and with it the structure or structures that are desired to be exposed to external loads in order to study their behavior under said forces, giving us the possibility of reproducing the data of an accelerogram on the table in such a way as to simulate a non-harmonic movement on said table. After the development of the project, it is possible to obtain a table that reproduces irregular movements, which is capable of exerting forces on the structures that are desired to be intervened by external loads, offering a broader range of study to the engineers who carry out these studies in the structural dynamics laboratories, leaving open the possibility in the future of carrying out said studies on different structures, with an extensive reproduction of different seismic data obtained by accelerograms and finally, the research question posed in the preliminary project, presented to the directors of the academic program Technology in Electronics, is answered.

Descripción

Una mesa de simulación de sismos es utilizada en el análisis dinámico estructural para reproducir las fuerzas que intervienen en un sismo real en el laboratorio, en otras palabras, cualquier estructura puede estar sujeta a cargas dinámicas, y el análisis dinámico se emplea para obtener la respuesta de una estructura ante cualquier acción dinámica (sismo, viento, explosiones, vibraciones de equipos mecánicos, etc.) en términos, de desplazamientos, velocidades, aceleraciones, entre otros parámetros, o algún otro tipo de excitación como un terremoto. Actualmente en los laboratorios de DINAMICA ESTRUCTURAL de la universidad Francisco José de Caldas, en su sede tecnológica se encuentra una mesa de simulación la cual si bien funciona como una mesa que reproduce movimientos para estudiar el comportamiento de las estructuras ante fuerzas externas, no tiene el alcance necesario para un estudio más completo de estructuras, ya que dicha mesa reproduce únicamente movimientos constantes lo cual significa un problema limitando el estudio de las estructuras, sabiendo que al estudiar los sismos o terremotos reales que se han presentado a lo largo de la historia nunca se ha obtenido que dichas fuerzas o desplazamientos sean movimientos armónicos, más por el contrario se obtiene que las fuerzas que actúan sobre las estructuras son movimientos irregulares. Para lo anterior se presenta ante los laboratoristas de dinámica estructural una alternativa de solución, en la cual se tomaron datos de acelerogramas sísmicos reales que se han presentado a largo de la historia, obtenidos de los sistemas geológicos, para luego hacer un tratamiento a dichos datos según las limitaciones y parámetros de un motor a pasos, capaz de mover la mesa y consigo la o las estructuras que se desea estén expuestas a cargas externas para poder hacer un estudio de su comportamiento ante dichas fuerzas, dándonos la posibilidad de reproducir los datos de un acelerograma en la mesa de forma que se simule un movimiento no armónico en dicha mesa. Luego del desarrollo del proyecto se logra obtener una mesa la cual reproduce movimientos irregulares, quien es capaz de ejercer fuerzas a las estructuras que se desee sean intervenidas por cargas externas, ofreciéndoles un rango de estudio más amplio a los ingenieros que realizan estos estudios en los laboratorios de dinámica estructural, dejando abierta la posibilidad a futuro de realizar dichos estudios a diferentes estructuras, con una reproducción extensa de diferentes datos sísmicos obtenidos por acelerogramas y finalmente se logra dar respuesta a la pregunta de investigación planteada en el anteproyecto, presentado ante las directivas del programa académico Tecnología en Electrónica.

Palabras clave

Dinámica estructural, Acelerograma, Estructura, Control y automatización, Mesa sísmica

Materias

Tecnología en Electrónica -- Tesis y disertaciones académicas , Ingeniería sísmica , Instrumentación , Modelación numérica , Sistemas de control

Citación