Proyecto Mesa Vibratoria

PROYECTO DE VIBRACIÓN

MESA VIBRATORIA INTRODUCCIÓN Los efectos catastróficos de terremotos recientes han llamado la atención de los ingenieros a desarrollar medios efectivos para aumentar la resistencia sísmica de las estructuras. La verificación de la efectividad de nuevos sistemas sismo-resistentes requiere amplia experimentación bajo condiciones reales. Los simuladores sísmicos son una de las herramientas principales para este tipo de experimentación.

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MARCO TEORICO Sismo Los sismos son movimientos convulsivos en el interior de la tierra y que generan una liberación repentina de energía que se propaga en forma de ondas provocando el movimiento del terreno. Ondas longitudinales Son oscilaciones iguales y de amplitud, también denominadas precursores. Estas son de dos tipos

•

pequeña primeros

Ondas primarias

Son muy parecidas a las ondas sonoras, la dirección del movimiento de sus partículas son de vaivén a lo largo del recorrido de la misma, dic!as ondas pasan a través de líquidos y sólidos indiferentemente. •

Ondas secundarias

Son ondas transversales, sus partículas se mueven en un "ngulo recto y en la dirección del despla#amiento de la onda, este tipo de onda es Página 8

muy lenta si se compara con las primarias$ estas ondas no pueden atravesar fluidos. Ondas superficiales Se dan con la fase principal del sismo, tiene periodos largos %&' seg. o m"s(, via)an con mayor lentitud que las ondas primarias y secundarias, pues toman caminos masa complicados a lo largo de la corte#a terrestre. Las vibraciones que producen estas ondas son las causantes de los daños que producen los terremotos en las edificaciones. *ibración *ariación periódica de un estado de un sistema físico provocado por  una perturbación del equilibrio mec"nico, electromagnético o térmico del sistema, perturbación que origina una fuer#a recuperadora que tiende a restablecer el estado de equilibrio. Estas vibraciones pueden ser •

*ibración libre +ovimiento periódico que se observa cuando el sistema es despla#ado de su posición de equilibrio est"tico, cuando se suministra una fuer#a que acta sobre el sistema.

•

*ibración for#ada Se origina ba)o la e-citación de fuer#as e-ternas a cualquier  cuerpo.

esonancia Este es un fenómeno que ocurre cu"ndo loa frecuencia de e-citación en un cuerpo en movimiento es idéntica a la frecuencia natural. /istorsión

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Es un valor efica# del contenido armónico de la aceleración, que !ay en los puntos de fi)ación del espécimen, referido a la aceleración real la cual corresponde a la amplitud especificada. 0recuencia Es el nmero de ciclos completos efectuados en una unidad de tiempo. 0recuencia natural Es la frecuencia en la cual un sistema tiene una vibración libre sin fricción, también es definida como la frecuencia natural amortiguada al sistema que tiene vibración libre sin fricción. +ovimiento periódico +ovimiento que se repite en un intervalo de tiempo igual. Es un movimiento armónico representado por funciones circulares de seno y coseno.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA DE DISEÑO Permitir a los investigadores y estudiantes de ingeniería que realicen estudios en las áreas de dinámica de suelos y estructuras usando un dispositivo de bajo costo que simule el comportamiento de la estructura bajo la acción de un sismo con el fin de obtener mejores desarrollos en estas áreas.

!. "#$%#"!&!#'()*+ ,. "ealiar la simulación de un sismo lo más real posible. Página 8

. Permitir el montaje adecuado para el tipo de maqueta. /. 0ebe tener la posibilidad de introducir y controlar las variables para obtener diferentes tipos de sismo. 1. #l dispositivo debe ser liviano. 2. 0ebe ser más económico que los dispositivos ya existentes.

II.

#*P#3!4!353!)'#* 0# !'6#'!#"75

Mecanismo para simulación del sismo

Interfaz con la persona. Diseño atractivo.

Seguridad.

Materiales livianos.

Ergonomía.

a!o consumo energ"tico.

Dimensiones requeridas.

Vida útil.

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III.

SELECCIÓN DE COMPONENTES ESTANDARIZADOS: ,. (riplay prensado

. &otor

/. &aqueta

1. 8atería de , voltios Página 8

2. (ubo de P93 :. 6uías ;. "uedas

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!9. 0#*3"!P3!)' 0#L P")<#3() 0# 9!8"53!)'#* #l dispositivo para generar sismos a escala principalmente es un sistema bielamanivela este sistema cuenta con un disco con ranura el cual está montado en un motor que le imprime el movimiento rotatorio necesario la ranura en el disco nos permite ubicar en diferentes radios del disco el punto de unión entre el disco y la biela con el fin de variar la amplitud del movimiento tel=rico simulado. La biela está unida a la base >vibratoria? que es la que se desplaa linealmente y donde se montan las maquetas @pórticosA para ser ensayadas. #sta base >vibratoria? está montada sobre rodamientos para facilitar su desplaamiento lineal y cuenta en la parte superior con perfiles de sección transversal especial para permitir la sujeción de la maqueta.

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%na ve listo lo concerniente a la maqueta y al acelerómetro se escoge en el disco con ranura para poder variar la amplitud a usar y luego se pone en funcionamiento el dispositivo por medio del potenciómetro escogiendo una velocidad de rotación que este en concordancia con la frecuencia de la simulación una ve estB en funcionamiento se podrá observar la base >vibratoria? en un movimiento de derecha a iquierda y viceversa en medio del ensayo si se desea se podrá aumentar la velocidad de rotación del motor para ver cómo se comporta la estructura en ese cambio de frecuencia.

9. 5*P#3()* 0# #"6)')&75 3)'*!0#"50)* Los soportes de la maqueta se diseCaron de forma que no fueran ni muy grandes ni muy pesados para que fueran más fáciles de manipular y de transportar la instalación de estos soportes en la base vibratoria se pensaron de manera que no fueran a tener complicaciones en su ubicación y se evito que ninguna herramienta tuviera problemas de acceso para fijarlas a la base. Por =ltimo se pensó trabajar con elementos que facilitaran el uso de dispositivo como el caso de perfiles de aluminio como guías además se tuvo en cuenta que no existieran bordes peligrosos o filosos.

9!. 5P)"(# < 95L)" *)3!5L 0#L P")<#3() #l dispositivo para simulación de sismos a escala tendrá como aporte nuevos desarrollos en la ingeniería especialmente en la ingeniería civil abriendo la puerta a la investigación en el área de dinámica de suelos y estructuras buscando el desarrollo de mejores sistemas sismo-resistentes tambiBn permitirá a los estudiantes de ingeniería tener la posibilidad de observar este fenómeno natural no solo desde la teoría sino tambiBn desde la práctica incentivándolos a profundiar en esta área para que generen nuevas ideas y nuevos diseCos. *u aporte social es muy importante porque brindara a los diseCadores y ingenieros la confiana en sus construcciones y estructuras las cuales serán más resistentes ante un sismo de escala considerable lo que generara tambiBn un sentimiento de confiana y seguridad en la población en general que ante un Página 8

sismo tendrán más posibilidades de sobrevivir y sus pBrdidas materiales no serán tan elevadas a como lo habrían podido ser.

9!!. 3)'3L%*!)'#*+ ,. #l dispositivo para generar sismos a escala es una buena alternativa ante los diferentes equipos disponibles cumple la misma función a pesar de lo sencille que presenta su diseCo tambiBn es una alternativa económica. . 5nte proyectos donde los temas relacionados tienen un alto grado de complejidad como los relacionados al estudio de la sísmica y la dinámica estructural lo recomendable es acotar el proyecto de modo que se pueda llegar a soluciones más sencillas.

ANEXOS:

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