Proyectos
Estudio experimental de edificios en miniatura con controladores de energía ensayados en mesa vibradora
Resumen
El efecto devastador de los sismos en las estructuras y sus incertidumbres asociadas, incentiva a los ingenieros estructurales en la búsqueda de métodos analíticos y procesos constructivos eficientes, seguros y económicos. Por ello, la ingeniería estructural, y más específicamente la ingeniería sísmica, es el área que se encarga de estudiar y proponer modelos analíticos y numéricos que se reflejarán luego en la construcción de las estructuras para que soporte con eficiencia las fuerzas inducidas por los sismos. El proceso de enseñanza de la ingeniería sísmica se diferencia de otras áreas del conocimiento, donde la experimentación y el componente práctico juegan un papel fundamental, porque ayudan a complementar la parte teórica que se enseña desde el aula de clase y permiten la aplicación de conceptos y la verificación de resultados analíticos. Para complementar la parte analítica, se han desarrollado métodos experimentales que permiten estudiar los efectos de los sismos sobre las construcciones, tales como: ensayos dinámicos en mesas vibratorias, ensayos pseudo-dinámicos y cuasi-estáticos, representando de cierta forma las acciones de un sismo o su equivalencia en fuerzas. Las prácticas de laboratorio permiten al estudiante manipular materiales, instrumentos y máquinas, así como aportar su iniciativa y originalidad, desarrollando pensamiento crítico (Gómez et al, 2013). Para el desarrollo de este trabajo, se emplearán los resultados obtenidos en una mesa vibradora que se encuentra en la Facultad de Minas. Esta mesa vibradora es un dispositivo mecánico diseñado para simular el movimiento del suelo generado por un sismo y transmitir los desplazamientos a la estructura que soporta. Es un dispositivo ideal para estudiar y entender la relación entre las características dinámicas de la estructura y el movimiento del suelo donde están cimentadas. Permite estudiar variados fenómenos dinámicos como la resonancia, así como probar dispositivos diseñados para introducirse en los edificios disponibles en el medio o en proceso de desarrollo. En este trabajo se emplearán dispositivos existentes para mejorar el comportamiento de los edificios antes cargas como las que transmiten los sismos y los vientos. Estos elementos se conocen como controladores de desplazamiento, sin que esto implique un aumento de las dimensiones de la estructura o exageradas exigencias en las especificaciones de sus materiales. Los controladores harán el trabajo de absorber y disipar la energía, logrando que la estructura presente un comportamiento elástico (Aguirre, 2007), lo cual no genera costos de reparación durante la vida útil de la edificación. Los edificios sin estos controladores de desplazamiento deben sobrevivir el sismo de diseño disipando energía en sus elementos principales, los que finalmente se traduce en daños y reparaciones. Si la estructura es sometida a deformaciones que puedan llegar a ser excesivas, esto se podría reflejar en un desempeño estructural deficiente, que podría conducir a situaciones altamente indeseables, tal como los elevados costos de rehabilitación por los daños en los elementos no estructurales (Jiménez, 2006). Este proyecto de investigación diseñará y construirá un edificio en miniatura con y sin la presencia de controladores de desplazamiento, ensayados en mesa vibradora y de esta forma validar las simulaciones numéricas realizadas en modelos de computador. Lo anterior permitirá comprobar la eficacia de los controladores implementados y así extrapolar posteriormente a la implementación en edificios reales. Cabe anotar que el uso de controladores de desplazamientos es un procedimiento de vanguardia y poco empleado en nuestro medio debido al poco conocimiento y desarrollo experimental que se tienen en el momento.
Convocatoria
Nombre de la convocatoria:CONVOCATORIA NACIONAL PARA EL APOYO A PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN Y CREACIÓN ARTÍSTICA DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA 2017-2018
Modalidad:Modalidad única
Responsable