Examinando por Materia "Modelos numéricos"
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Publicación Acceso abierto Cuantificación de la incertidumbre paramétrica en el comportamiento de modelos de vigas de concreto reforzado sometidas a flexión(Universidad del Valle, 2025) Angola Ararat, Cristopher; Ortiz, Albert R.; AREIZA PALMA, GILBERTOEsta investigación cuantifica la incertidumbre paramétrica en el comportamiento flexural de vigas de concreto reforzado combinando ensayos experimentales con modelación numérica. Se fabricó y ensayó una viga a cuatro puntos, instrumentada con galgas extensométricas, LVDT y correlación digital de imágenes, junto con cilindros gemelos para caracterizar el concreto. En OpenSeesPy se desarrollaron dos modelos: (i) una sección de fibras personalizada (Patch) y (ii) la sección estándar RC Section. Los parámetros clave (fc, kfc, ft, Fy, Es) se calibraron mediante inferencia bayesiana (MCMC) tras un análisis de sensibilidad one-at-a-time. Las curvas carga–desplazamiento y las deformaciones del refuerzo simuladas se validaron mediante posterior predictive check. Los resultados muestran que el modelo RC section es más preciso pero menos exacto al momento de seguir la curva real del elemento. Las distribuciones posteriores demostraron reducir la incertidumbre entre 2 y 10 veces según cada parámetro. El modelo Patch demostró tener un gasto computacional significativamente mayor. Se concluye que este estudio permite caracterizar de manera eficiente las propiedades de los materiales a partir del comportamiento de un elemento ya construido.Publicación Acceso abierto Desarrollo de una herramienta computacional para el análisis dinámico de estructuras con sistemas de control(Universidad del Valle, 2016) González Hurtado, Mateo; Thomson, Peter; RIASCOS GONZALEZ, CARLOS ANDRÉSLas vibraciones excesivas que producen las cargas dinámicas sobre estructuras civiles pueden producir daños en sus elementos e inconformidad en sus ocupantes. La limitación de estas vibraciones es un objetivo del diseño sismoresistente, con el cual se disminuye la vulnerabilidad de las edificaciones. Aunque en países como Japón y Estados Unidos se ha utilizado el control estructural como alternativa para la protección de estas estructuras, en Colombia aún no ha sido ampliamente aceptado. Las razones radican en el desconocimiento que se tiene sobre estas técnicas y en la desconfianza de sus ventajas estructurales. En este trabajo de grado se presenta el desarrollo de un software, con el cual se permite comparar el efecto de usar distintos sistemas de control para reducir la respuesta dinámica de una estructura plana porticada sujeta a excitaciones sísmicas. En el software se incluyen sistemas de control de masa sintonizada (TMD), fricción (FD), columna líquida sintonizada (TLCD), amortiguador semiactivo de columna líquida sintonizada (SATLCD) y de fricción variable (SAVFD). Esta herramienta será de gran utilidad no solo en el ámbito profesional para ingenieros que deseen analizar el comportamiento dinámico de estructuras con control, sino también en la academia para facilitar la comprensión de estas técnicas.Publicación Acceso abierto Efectos de las propiedades dinámicas verticales de estructuras civiles en la interacción humano-estructura pasiva(Universidad del Valle, 2025) Calderón Ortiz, Lizeth Viviana; Thomson, PeterEl presente trabajo de grado investiga cómo la variación de las propiedades dinámicas verticales de estructuras civiles influye en la Interacción Humano-Estructura en estado pasivo. Tradicionalmente, el análisis de la interacción se ha enfocado en efectos derivados de actividades como caminar o saltar; sin embargo, este estudio se centra en el impacto que genera la mera presencia estática de ocupantes, quienes al actuar como sistemas masa-resorte-amortiguador modifican parámetros esenciales como la rigidez, el amortiguamiento y la frecuencia natural de la estructura. La investigación se fundamenta en una exhaustiva revisión bibliográfica y en el análisis de normativas vigentes (por ejemplo, NSR-10), que en muchos casos no contemplan de forma precisa la influencia de la ocupación humana pasiva. Para abordar esta brecha, se realizaron dos campañas experimentales: una con sujetos en estado pasivo y otra utilizando masas inertes, permitiendo comparar y validar las diferencias en la respuesta estructural. Además, se desarrollaron modelos numéricos en espacio de estados y se implementó una simulación híbrida en tiempo real (SHTR) mediante Simulink, lo que facilitó la evaluación precisa de la dinámica del sistema acoplado. Los resultados obtenidos aportan información clave para el diseño y análisis de infra- estructuras modernas, al sugerir criterios más exactos que consideren la influencia de la ocupación pasiva, mejorando así la seguridad, estabilidad y confort de las estructuras civiles.Publicación Acceso abierto Evaluación experimental de una alternativa de reforzamiento para muros delgados de concreto reforzado en edificaciones existentes(Universidad del Valle, 2023) Cuesvas, Eduar; Tomson, Peter; Madera, Carlos AlbertoEste estudio evalúa una alternativa de reforzamiento para edificaciones existentes del sistema industrializado de muros delgados de concreto reforzado en Colombia, propuesta por el grupo de investigación G-7 de la universidad del Valle. La alternativa de reforzamiento consiste en el uso de platinas de acero adosadas externamente a las caras de los muros mediante resina epoxi y pernos de alta resistencia, para confinar los elementos de borde y la base del alma de los muros. El objetivo principal es incrementar la capacidad de desplazamiento y retrasar el daño sin incrementar significativamente la resistencia ni la rigidez. Para esto, se dispuso de dos pares de muros en escala real diseñados y construidos por el laboratorio MAP-H del grupo G-7, con características representativas del sistema industrializado. De cada par de muros, se reforzó un espécimen con configuraciones distintas de platinas entre sí, lo que resultó en dos muros reforzados y dos muros equivalentes en su estado original. Estos muros fueron sometidos a carga lateral cíclica cuasi-estática y carga axial constante, y se obtuvo su respuesta histerética. Se realizó: la comparación de la respuesta entre los muros reforzados y sus equivalentes, cuantificando la resistencia y capacidad de desplazamiento; la degradación de rigidez; la disipación de energía; componentes de deformación; curvatura y pandeo fuera del plano. Posteriormente, se elaboraron modelos numéricos de los muros reforzados y en su condición original, con el propósito de simular el efecto del reforzamiento y de obtener un modelo numérico ajustado respecto a los resultados experimentales. A partir del modelo ajustado, y con la finalidad de encontrar una configuración de las platinas de acero que mejore la eficiencia del reforzamiento, se realizó un análisis paramétrico sobre la influencia de algunas variables de reforzamiento en el comportamiento histerético de los muros. Finalmente, se propuso una estrategia de reforzamiento mejorada respecto de las variables más influyentes como la altura de confinamiento, cuantía de refuerzo adicional en el alma, el espesor, la altura y la separación vertical entre platinas. Los resultados de la evaluación experimental mostraron que la propuesta de reforzamiento puede ser una técnica eficaz para mejorar el comportamiento de los muros. Se registraron incrementos promedio del 37% en la capacidad de desplazamiento y del 104.5% en la energía disipada acumulada. Se logró retrasar el daño, la fractura de la malla ocurrió, en promedio, para derivas 29% mayores. También se controló el pandeo del refuerzo longitudinal y el aplastamiento del concreto en los bordes de los muros. El análisis paramétrico permitió confirmar algunas observaciones experimentales e identificar la importancia de confinar los elementos de borde, usar platinas espaciadas verticalmente y adicionar cuantía de refuerzo dúctil en el alma de los muros. La propuesta recomendada sugiere usar platinas espaciadas verticalmente hasta una altura de confinamiento igual a la longitud del muro, manteniendo el primer juego de platinas anclado a la cimentación, emplear espesores de platina de 3 mm y una separación vertical máxima igual al 50% de la altura de la platina, para alturas de platina entre 50 mm y 150 mm. También, confinar la zona inferior del alma y adicionar cuantía de refuerzo dúctil en el alma, en un porcentaje mínimo de 0.35% y un máximo de 0.5%.Publicación 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.