Examinando por Autor "Marulanda Casas, Johannio"
Mostrando 1 - 8 de 8
Resultados por página
Opciones de ordenación
Publicación Acceso abierto Desarrollo computacional de elementos planos para el Toolbox de elementos finitos FEM de matlab : FEM-e2D(Universidad del Valle, 2014) Bolaños Guerrero, Michel; Marulanda Casas, Johannio; Thomson, PeterPublicación Acceso abierto Evaluación de modelos de interacción humano-estructura y estrategias de control estructural a través de un problema de referencia(Universidad del Valle, 2019) Gómez Molina, Santiago; Thomson, Peter; Marulanda Casas, JohannioEn los últimos años se han reportado numerosos casos de puentes peatonales que presentan problemas de vibración excesiva inducida por las actividades humanas. Algunas de las causas son: mayor flexibilidad estructural, menor peso propio y el uso de grandes luces entre sus apoyos. Como resultado, la evaluación de la capacidad de servicio o serviciabilidad de vibraciones se ha convertido en un tema de gran interés científico y técnico, debido a la necesidad de garantizar la comodidad de los usuarios de los puentes peatonales. La precisión de la evaluación de la serviciabilidad de vibraciones de estas estructuras requiere una visión detallada del comportamiento estructural bajo las cargas dinámicas inducidas por personas, sin embargo, los modelos para representar dichas cargas aún se encuentran en desarrollo. El mejoramiento y desarrollo de modelos más precisos dependen, en gran medida, de la disponibilidad de datos experimentales para su validación. En este documento se presenta una descripción detallada de los efectos dinámicos inducidos por la caminata de una persona en un puente peatonal, a partir de un extenso conjunto de registros experimentales de vibración de más de 100 personas. La estructura de referencia (UV HSI Footbridge Testbed) consiste en un puente peatonal de 12.0 m de longitud y 1.2 m de ancho. Se presenta un análisis estadístico de la influencia del peatón en la respuesta de la estructura. Con base en los registros experimentales, se propone un problema de referencia para evaluar el desempeño de los modelos de interacción humano-estructura, que contempla la influencia de una persona en un puente peatonal, en la dirección vertical. Se analizaron dos tipos de modelos para representar las cargas inducidas por personas: fuerza móvil (FM) y sistema masa-resorte-amortiguador (SMD, , de sus siglas en inglés ¿Spring-Mass-Damper¿) móvil de un grado de libertad (MSMD). Para cada tipo de modelo se evaluó una representación tradicional (pulso continúo) y una variación que considera la longitud de paso en su formulación (pulso discreto). Los modelos que tienen en cuenta las variaciones de las propiedades dinámicas del sistema humano-estructura presentan un mejor desempeño que los que simplifican la acción del peatón como una carga externa. Finalmente, se propone una métrica para evaluar el desempeño de estrategias de control, enfocadas a la mitigación de las vibraciones inducidas por personas. Se analizaron dos sistemas de control, uno pasivo y uno semiactivo. El sistema de control semiactivo logró mayores reducciones que el pasivo y un buen desempeño en todo el rango frecuencias de paso del peatón. El desempeño de los modelos de control estructural está sujeto al desempeño del modelo de IHE empleado para simular la acción del peatónPublicación Acceso abierto Evaluación numérica del comportamiento sísmico de edificaciones de muros delgados de concreto reforzado representativas del diseño y construcción en Colombia.(Universidad del Valle, 2021) Cuesvas Rosero, Eduard Andres; Marulanda Casas, Johannio; Ortega Caraballo, RogerLa masificación del uso del sistema industrializado con muros delgados de concreto reforzado (MDCR) para la construcción de viviendas en diferentes países de América Latina y eventos sísmicos como los de Chile (2010) y Nueva Zelanda (2011), entre otros, despertaron el interés de los investigadores en estudiar el desempeño sísmico de las edificaciones de MDCR. Se han desarrollado diversas campañas experimentales y numéricas sobre el comportamiento de estos muros, sin embargo, debido a que recientemente no se han presentado sismos de magnitud considerable, la respuesta sísmica de una construcción de este tipo, en Colombia, está aún por conocerse. Por esta razón, es necesario profundizar en la evaluación del desempeño de este sistema estructural considerando las prácticas de diseño y construcción en el país. En esta investigación se busca evaluar la vulnerabilidad sísmica de las edificaciones típicas de este sistema constructivo en Colombia, y analizar cuál es la influencia de variables como el espesor de los muros, la relación de aspecto, las cuantías de refuerzo y el efecto del confinamiento de los elementos de borde en su comportamiento sísmico. Para esto, se seleccionaron tres edificios representativos de una base de datos de 121 edificios ubicados en las ciudades de Santiago de Cali y Popayán (zonas de amenaza sísmica alta). Estos edificios fueron analizados con la herramienta Shell Layered, del programa ETABS, y sus modelos fueron ajustados mediante la calibración de la respuesta histerética de algunos muros con los resultados experimentales de campañas experimentales reconocidas sobre el comportamiento de MDCR. Para el ajuste de los modelos también se realizó una prueba de vibración ambiental para identificar las propiedades dinámicas de una de las edificaciones en estudio. Una vez ajustados los modelos, se determinó su vulnerabilidad sísmica de acuerdo con lo establecido en el Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente (NSR-10) y su evaluó su desempeño mediante un análisis dinámico no lineal (ADNL). Finalmente, mediante un análisis paramétrico se analizó la influencia de las variables de interés en el comportamiento sísmico de las edificaciones de MDCR.Publicación Acceso abierto Evaluación numérica del comportamiento sísmico de edificaciones de muros delgados de concreto reforzado representativas del diseño y construcción en Colombia.(Universidad del Valle, 2021-04-23) Areiza Palma, Gilberto; Marulanda Casas, Johannio; Thomson, Peter; Cruz Escobar, Alejandro; Grupo de investigación en ingenierías sísmica, eólica, geotécnica y estructural (G-7)El sistema constructivo de muros delgados de concreto reforzado (MDCR) es uno de los más utilizados actualmente en Colombia y Latino américa. Esto se debe a que la forma en que ha sido diseñado demanda menor cantidad de mano de obra, de materiales y reduce el tiempo de ejecución respecto de los sistemas constructivos tradicionales. Lo anterior se traduce en menores costos, y ocasiona que las constructoras opten por este tipo de proyectos. La práctica profesional ha impulsado el uso de MDCR con ausencia de elementos de borde y el uso de una sola capa de malla electrosoldada como refuerzo en el alma, y sólo en algunos casos con barras adicionales de acero dúctil en los extremos de los muros. Investigaciones sobre el comportamiento de los muros de concreto reforzado, han puesto en evidencia que el sistema de MDCR puede presentar un desempeño limitado ante demandas sísmicas importantes.Publicación Acceso abierto Identificación de daño en un puente peatonal por medio de redes neuronales(Universidad del Valle, 2018) Martínez Rojas, Alba Ruth; Marulanda Casas, Johannio; Thomson, PeterEl presente trabajo desarrolla y aplica dos modelos de redes neuronales artificiales para la identificación de daño estructural en el puente peatonal construido por el grupo de investigación G7, a partir de una identificación modal y pruebas experimentales previas y externas a este trabajo. El primer modelo es una red de tipo Perceptrón multicapa, la cual es una de las redes más utilizadas en el medio y se caracteriza por tener un aprendizaje supervisado y por usar funciones sigmoideas; y el segundo modelo es una red de Base Radial, que se diferencia de la anterior en que está compuesta por una sola capa oculta y por funciones gaussianas. En primer lugar, se realizó un análisis de sensibilidad con la información conocida de la estructura y se probaron diferentes tipos de procesamiento para obtener distintas entradas en la red neuronal. Este procesamiento se realizó tanto para el caso sano como para los casos con daño, los cuales se simularon quitando elementos en diferentes tramos de la cercha, es decir, variando la rigidez de la estructura y la masa. En el entrenamiento se utilizaron diferentes algoritmos para Perceptrón multicapa, pero finalmente se escogió Levenberg Marquardt, mientras que la red de Base Radial utiliza un método de aprendizaje híbrido por defecto. Para la validación analítica se utilizó un modelo numérico en SAP2000 del puente (ajustado previamente); el procesamiento de las señales de respuesta del puente y el entrenamiento de las redes se realizó en MATLAB. Finalmente, se obtuvieron mejores resultados con el Perceptrón multicapa, observando que la red es capaz de predecir el daño.Publicación Acceso abierto Optimización estructural de los puentes provisionales de Smurfit Kappa Cartón de Colombia S.A. (SKCC)(Universidad del Valle, 2014) Mejía Cruz, Yohanna; Marulanda Casas, Johannio; Caicedo Ferrer, Juan MartínEste documento presenta el análisis experimental realizado a dos puentes provisionales de madera construidos por la empresa Smurfit Kappa Cartón de Colombia SA en zona de extracción forestal. La identificación experimental se realizó con ensayos estáticos y dinámicos y dicha información fue usada en el ajuste de dos modelos numéricos desarrollados en SAP2000 para cada una de las estructuras. El ajuste se realizó para tres fechas de ensayos distintas usando tres metodologías de ajuste, dos determinísticas (Algoritmos Genéticos de Alto Rendimiento y Programación Cuadrática Secuencial) y una metodología probabilística (Bayes Inference). El ajuste de los modelos permitió realizar simulaciones en diferentes condiciones de carga y evaluar ambas estructuras en diferentes condiciones de servicio y resistencia para, finalmente, realizar recomendaciones de diseño y construcciónPublicación Acceso abierto Pesaje dinámico vehicular basado en vibraciones en un puente de concreto preesforzado deteriorado(Universidad del Valle, 2025) López Martínez, Jennifer Marcela; Marulanda Casas, Johannio; Thomson, PeterEste estudio tuvo como objetivo implementar una metodología basada en vibraciones para el pesaje dinámico no invasivo en un puente deteriorado de concreto presforzado. La investigación se enmarca en el contexto actual de la infraestructura vial, cada vez más afectada por el paso frecuente de vehículos con sobrepeso. La metodología propuesta se basa en la respuesta vibratoria estructural registrada mediante un sistema de monitoreo conformado por acelerómetros instalados sobre las vigas del puente. Si bien los sistemas comerciales de pesaje en movimiento en puentes (B-WIM, por sus siglas en inglés) han demostrado una alta precisión en la estimación del peso bruto vehicular, su implementación enfrenta desafíos relacionados con las condiciones estructurales ideales requeridas para su correcto funcionamiento. Además, estos sistemas dependen principalmente de mediciones de deformación, lo cual implica una instrumentación más compleja y costosa, especialmente en puentes de gran luz. En contraste, la metodología planteada se fundamenta en mediciones de vibraciones, las cuales pueden obtenerse mediante equipos más portables y capaces de cubrir mayores áreas con menos sensores. La propuesta fue evaluada a través de simulaciones en un modelo numérico de elementos finitos bajo diferentes escenarios de carga vehicular y, posteriormente, implementada en campo en un puente vehicular deteriorado con alta pendiente de acceso. Los resultados obtenidos demuestran que es posible estimar el peso bruto vehicular de manera satisfactoria. Esta metodología representa una herramienta eficiente para el monitoreo de cargas en carreteras, contribuyendo a la reducción de riesgos estructurales y al fortalecimiento de la gestión de la infraestructura vial.Publicación Acceso abierto Selección de modelos de movimiento del terreno para Colombia mediante criterios bayesianos(Universidad del Valle, 2024) Salazar Manrique, Bayron; Ortiz, Albert R.; Marulanda Casas, JohannioLos modelos de movimiento del terreno (Ground Motion Models GMM) tienen como objetivo calcular, de manera aproximada, la intensidad del movimiento generado por un sismo en función de las propiedades de la ruptura, la trayectoria de propagación de las ondas y los efectos de sitio. Estos modelos son parte fundamental del análisis probabilista de la amenaza sísmica (Probabilistic Seismic Hazard Analysis PSHA) y estudios de riesgo sísmico. Para la zona de subducción interplaca e intraplaca del occidente colombiano y para los eventos corticales, existen un largo listado de GMM globales y locales que han sido ampliamente usados en estudios de amenaza sísmica. Ante la pregunta de cuáles son los GMMs que tienen mayor probabilidad de representar las intensidades del movimiento registradas en Colombia, este trabajo propone una metodología que incluye el Bayesian Model Updating BMU y el Bayesian Model Selection BMS. Este método resulta conveniente en países como Colombia donde se cuenta con pocos datos de sismicidad asociada a distancias cortas y grandes magnitudes, fundamentales para PSHA. El BMU consiste en regionalizar los GMM globales con datos de sismicidad local, obteniendo distribuciones de probabilidad para los coeficientes de regresión y para la desviación estándar total. Los modelos regionalizados son comparados entre sí mediante BMS, usando el Watanabe-Akaike Information Criterion WAIC, que permite calificar el desempeño relativo de un modelo para realizar predicciones por fuera de los datos usados para el BMU. Los resultados muestran que los GMMs desarrollados a partir de datos locales tienen mejor calificación con el WAIC respecto a GMMs globales que se han usado en Colombia bajo el principio ergódico. Estos resultados permitirían estimar los pesos de los GMMs en un árbol lógico para PSHA, de forma que se obtengan resultados más precisos en los estudios de amenaza y riesgo sísmico en Colombia.