Examinando por Materia "Vibraciones"

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    PublicaciónAcceso abierto
    Análisis de la interacción dinámica de humano-estructura en puentes peatonales de Santiago de Cali [recurso electrónico]
    (Universidad del Valle, 2014-12-10) Sánchez Vargas, Jhon Anderson; Thomson Roach, Peter
    En este trabajo se analizan los efectos de las cargas dinámicas producidas por personas sobre puentes peatonales. Para lograr esto se realizó una clasificación de los diferentes sistemas estructurales usados en los cerca de 60 puentes peatonales que actualmente existen en la ciudad. Se realizaron además ensayos de campo sobre 19 estructuras; estos ensayos incluyeron registros de vibración libre y vibración forzada generada por personas en movimiento. Los resultados mostraron que el límite de 5 Hz en cuanto a frecuencias naturales verticales para estructuras sometidas a la acción del público sugerido por la NSR-10, no indica que estructuras con frecuencias naturales verticales inferiores a este límite presenten problemas de vibraciones. Se realizaron también simulaciones de la respuesta dinámica de puentes peatonales ante las cargas producidas por personas mediante SAP2000® y MATLAB®, observando diferencias con los resultados experimentales que revelaron una sobreestimación en la respuesta dinámica en un 37% en promedio al modelar las cargas generadas por las personas como cargas perfectamente periódicas. Las diferencias observadas se modelaron como amortiguamiento adicional variable en el tiempo. Adicionalmente se determinó una metodología analítica para estimar la respuesta dinámica en un puente peatonal ante la carga producida por el paso de un peatón en perfecta resonancia.
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    Análisis de las señales sísmicas generadas por voladuras en minas a cielo abierto con urbanización creciente en su entorno : Yumbo
    (Universidad del Valle, 2025) Toro Paz, Julio Armando; Prado Cobo, Daniel Alejandro; Cano Moya, Sandra Liliana
    Este trabajo de investigación analiza el impacto de las vibraciones generadas por voladuras en las canteras Perea y Cia SAS, agregados La ROCA SAS y materiales y agregados Emt SAS, con el fin de identificar los parámetros clave para su control y garantizar que se mantengan dentro de los límites permitidos por la normativa vigente. Para ello, se realizaron múltiples visitas de campo en las que se registraron datos durante la ejecución de las voladuras, utilizando un sismógrafo Raspberry shake 3D, RAFDA. Estos instrumentos permitieron medir las vibraciones en tres direcciones: vertical, horizontal y transversal. A partir de la información recolectada, se evaluaron variables como amplitud, frecuencia y duración, contrastándolas con los valores establecidos en la normativa colombiana y en regulaciones internacionales. El estudio también consideró la relación entre la cantidad de explosivo utilizada y el nivel de vibración producido, con el fin de establecer criterios para diseñar voladuras controladas que cumplan sus objetivos operativos sin generar afectaciones significativas en edificaciones o predios cercanos. Los resultados obtenidos fueron analizados para determinar el alcance de las vibraciones y su posible incidencia en el entorno inmediato de las canteras. Finalmente, se presentan conclusiones y recomendaciones orientadas a mejorar las prácticas de voladura en zonas donde la actividad minera convive con desarrollos urbanos, contribuyendo así a la seguridad estructural y a la sostenibilidad de la operación.
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    PublicaciónAcceso abierto
    Ball bearing vibrations model : Development and experimental validation.
    (2015-05-22) Grajales, Jairo A.; López, Juan F.; Quintero, Héctor F.
    The experimental validation of a mathematical ball bearing model with localized outer race defects is presented in this paper. The bearing is considered as a mass – spring – damper system, considering each rolling element as a contact spring – damper pair, based on Hertz equations for contact deformation, moving along the races. In accordance with the obtained results, in this work a bearing model is validated with a purpose built test bench. To compare the vibration signals from the real system and the model, spectral and high frequency analysis is used, particularly techniques commonly used on commercially available vibration analysis equipment, such as envelope and Peak Value analysis. The studied model shows a frequency behavior similar to that of the experimental data and the envelope and Peak Value analysis clearly reveal the characteristic frequencies of the studied type of defects. Resumen En este trabajo se presenta la validación experimental de un modelo matemático de rodamiento de bolas, en el que se incluye fallas en la pista externa. En el modelado se considera el sistema como un conjunto masa - resorte - amortiguador, tomando los elementos rodantes como conjuntos amortiguador – resorte de contacto, basados en las ecuaciones de Hertz para la deformación en contacto, desplazándose sobre las pistas. Acorde con los resultados obtenidos, en este trabajo se valida un modelo de rodamiento mediante un banco de pruebas construido para tal fin. En la comparación de las señales de vibración del sistema real y del modelo se utiliza análisis espectral y el análisis de alta frecuencia que se emplea en equipos comerciales de análisis de vibraciones, tales como análisis de envolvente y Peak Value. Se muestra entonces que el modelo estudiado presenta un comportamiento en frecuencia similar al ensayo experimental y que los análisis de envolvente y de Peak Value revelan con claridad las frecuencias características del tipo de fallos estudiados.
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    PublicaciónAcceso 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 ANDRÉS
    Las 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.
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    PublicaciónAcceso 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, Peter
    El 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.
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    PublicaciónAcceso 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, Peter
    Este 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.