Analisis de oscilaciones en estructuras

ESTUDIO DE OSCILACIONES EN UNA ESTRUCTURA

Humberto Carmona Mamani
1Facultad de Ingeniería Civil
E-mails: 1hcm_05@hotmail.com

RESUMEN

Con el estudio de oscilaciones en una estructura se pueden calibrar los modelos de estructuras existentes que se analizan y diseñan para su reforzamiento o para el cumplimiento de especificaciones reglamentarias.
Los estudios de niveles de vibraciónpermiten al dueño o inversionista tomar decisiones sobre dónde colocar un equipo sensible a vibraciones para su funcionamiento, cómo mitigar un problema de vibración excesiva en áreas completas de un edificio, o para corregir problemas de flexibilidad de elementos o de vibraciones impuestas sobre las estructuras o partes de ella.


INTRODUCTION
En edificios instrumentados se ha observado que elperiodo de una estructura durante un temblor varía hasta en un 50 por ciento respecto al periodo inicial, y que, además, el periodo real de una estructura difiere del que se obtiene de su modelo analítico debido a las diferencias entre este último y la estructura real. Ante esto las propiedades dinámicas de edificios se pueden obtener por medio de registros de vibración en puntos estratégicos delos mismos.
Por otro lado, muchas estructuras deben estar limitadas en sus niveles de vibración para proteger contenidos u optimizar el funcionamiento de equipos. Con mediciones de vibración se pueden obtener los niveles desarrollados en diferentes puntos de un edificio y establecer soluciones a dicho problema.
De manera similar, áreas completas de un edificio, o ciertas losas en particular,pueden presentar vibraciones excesivas por su uso normal o por vibración de maquinarias, que son molestas para sus ocupantes o usuarios. Cuando se conocen los niveles de dichas vibraciones y se establecen sus causas pueden tomarse medidas que mitiguen tal aspecto o se solucionen por completo.

EXPERIMENTO
Viga en Voladizo
•Teoria
En ingeniería y arquitectura se denomina viga a un elementoconstructivo lineal que trabaja principalmente a flexión. En las vigas, la longitud predomina sobre las otras dos dimensiones y suele ser horizontal. El esfuerzo de flexión provoca tensiones de tracción y compresión, produciéndose las máximas en el cordón inferior y en el cordón superior respectivamente, las cuales se calculan relacionando el momento flector y el segundo momento de inercia. En laszonas cercanas a los apoyos se producen esfuerzos cortantes o punzonamiento. También pueden producirse tensiones por torsión, sobre todo en las vigas que forman el perímetro exterior de un forjado. Estos efectos en una viga pueden ser producidos por factores externos como sismos, vientos, paso de vehículos, tránsito de personas, impactos, presencia de maquinarias…

Figura1. Viga en voladizo de unpuente.
Para realizar el siguiente experimento haremos uso de SENSORES LAB PRO.
•Sensores
Un sensor, es simplemente, un dispositivo que proporciona una salida utilizable en respuesta a una magnitud física, propiedad o condición especifica que se desea medir. Generalmente se trata de un dispositivo utilizado para convertir un fenómeno físico en una señal eléctrica.
Existen diversos tipos desensores: capacitivos (cambio en la capacidad), resistivos(cambio en la resistencia eléctrica), inductivos, de movimiento, de temperatura, fotoeléctricos…
Estos sensores tienen respuestas en cierto rango lineales, las respuestas son analógicas, es decir, voltajes o corrientes tomando diferentes valores. Como la PC usa lenguaje binario, señales alta y baja asociadas al 0 y1, por eso es necesarioconvertir esta señal analógica proveniente de los sensores en señal digital (0 y 1), mediante una tarjeta de adquisición de datos, para luego mediante un cable de datos y un software obtener nuestros datos útiles.
Entonces lo que tenemos que hacer es conectar nuestro sensor a la tarjeta de adquisición de datos y luego a la PC, y está listo para la recopilación de datos.

Figura 2. Tarjeta de...