Diseño y construcción de simulador sismico

Diseño y construcción de un simulador sísmico biaxial para modelos estructurales a pequeña escala. Construcción Civil.

INACAP.

Integrantes: Jorge Uribe.

Fecha: 09 de septiembre del 2011. Asignatura: Mecánica de suelo y Fundaciones.

Introducción. Los eventos sísmicos recientes en nuestro país han incrementado el interés de los ingenieros por desarrollar sistemas para reducir las desastrosas consecuencias de los terremotos, minimizando las pérdidas humanas y materiales. La complejidad en el comportamiento de las estructuras civiles, hace que la experimentación se convierta en un paso fundamental para la evaluación de nuevos sistemas estructurales que reduzcan la vulnerabilidad de las construcciones. La experimentación permite examinar el comportamiento estructural, mejorar modelos analíticos y validar nuevos sistemas constructivos. Los avances que se puedan lograr en este campo investigativo tendrán implicaciones sociales y económicas significativas.

Durante los últimos años, se han hecho avances significativos en el diseño e implementación de sistemas de control estructural, a tal punto que dichos sistemas han sido diseñados e instalados a escala real en edificios y puentes de países como Nueva Zelanda, Japón y Estados Unidos. Estos sistemas están revolucionando la ingeniería sísmica en el ámbito mundial, sin embargo la falta de experimentación para establecer su desempeño y confiabilidad bajo condiciones reales, hace que los ingenieros sean reacios a usarlos o recomendarlos. Esto mismo sucede con los sistemas estructurales alternativos y las nuevas metodologías constructivas. Por lo tanto es indispensable verificar experimentalmente dichos sistemas en simuladores sísmicos, también conocido como mesas vibratorias, antes de implementarlos en las estructuras.

Diseño del simulador sísmico Dado que algunos de los efectos destructivos de los sismos son el resultado de la vibración horizontal en las estructuras, el simulador sísmico se diseña para generar excitaciones bidireccionales. El dispositivo que mueve la mesa vibratoria consiste fundamentalmente en un motor que se desliza por medio de un sistema de rodamientos y está ajustado fuertemente a una placa de aluminio o área de carga de la mesa vibratoria (donde se instala la estructura). El movimiento del motor es monitoreado y controlado por un servo controlador eléctrico.

Descripción del simulador sísmico. El simulador sísmico biaxial que se muestra en la Figura, consiste en una placa de aluminio de 1 m x 1 m que por su bajo peso facilita el movimiento, montado en rodamientos metálicos rodeado por una estructura metálica que lo contiene. La placa de aluminio es desplazada horizontalmente por dos motores eléctricos controlados por un variador de velocidad.

Sistema de rodamiento lineal La selección del sistema de rodamiento lineal para el simulador sísmico se fundamenta en un sistema que supere los requerimientos de carga y desplazamiento del simulador, con muy baja fricción y que soporte altas velocidades. Los rodamientos metálicos de 30 mm. De diámetro resultaron ser una buena opción, principalmente por su bajo costo, recorrido suave, bajo valor del coeficiente de fricción y altas velocidades. Dado lo anterior, se posicionan los rodamientos en el interior de Cilindros de 15 mm. De altura y 250mm de diámetro. Motor. Se utilizara un motor de limpia parabrisas por su bajo costo, utilización de bajo voltaje, potencia y cantidad de revoluciones el cual se cotizara en una desarmaduria

Materiales.

Cantidad

Placa de Aluminio lisa 5 mm

1 m x 1,50 m

Placa de Acero liza 3mm

2 unidades 2m x 3m

Motor de limpia parabrisas

2 unidades

Rodamientos metálicos

50 unidades

Electrodos Tubo metálico 127 mm diámetro 3 mm esp.

50 centímetros

Cable de cobre 2 mm.

20 metros

Resortes de tención 20 mm diámetro 100 mm largo

10 unidades

Vista inferior.