Examinando por Materia "Análisis estructural"
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Publicación Acceso abierto Análisis del comportamiento sísmico de casas de madera de 1 y 2 pisos con aisladores de caucho reciclado de neumáticos en Colombia(Universidad EIA, 2024) Arbelaez Guerra, Yuliana; Monterroza Thomas, Sofía; Blandón Uribe, Carlos AndrésRESUMEN: Colombia es un país que se encuentra expuesto a constantes amenazas sísmicas. Un alto porcentaje de la población vive en zonas de amenaza sísmica intermedia y alta, y muchas viviendas en estas áreas carecen de estructuras resistentes capaces de soportar una sismicidad significativa. Esto resalta la necesidad de proponer soluciones que brinden seguridad y resiliencia a un costo accesible. En este contexto, este trabajo de grado se enfoca en la integración de alternativas de aisladores sísmicos de caucho reciclado como amortiguadores de base en viviendas de madera de uno y dos pisos. El objetivo principal de este estudio es desarrollar un diseño de una estructura típica de madera de dos pisos, siguiendo las consideraciones establecidas en la Norma Sismo Resistente Colombiana NSR-10, específicamente los Títulos G y A. Se utilizará madera de pino radiata y un sistema estructural de entramados livianos. En la primera fase del proyecto, se modeló y analizó el comportamiento estructural de la vivienda sin aisladores sísmicos utilizando el software ETABS, realizando análisis de elementos finitos para evaluar la respuesta de la estructura ante eventos sísmicos. Una vez completado el análisis de la estructura no aislada, se incorporaron aisladores sísmicos de caucho reciclado en la base de la estructura. Estos aisladores están diseñados para mejorar la resiliencia de la vivienda frente a movimientos sísmicos, actuando como amortiguadores que reducen la transmisión de energía sísmica hacia la superestructura. Se desarrolló un nuevo modelo en ETABS para analizar el comportamiento de la estructura con los aisladores sísmicos incorporados, permitiendo realizar una comparación entre la estructura sin aisladores y con aisladores y evaluar la eficacia de los aisladores de caucho reciclado en la reducción de las demandas sísmicas sobre la estructura. En la etapa final del proyecto, se investigaron experimentalmente las propiedades mecánicas de los aisladores sísmicos propuestos. Para ello, se construyó un prototipo físico a menor escala de la estructura modelada numéricamente. Este prototipo fue sometido a pruebas en una mesa vibratoria para simular condiciones sísmicas reales. Estas pruebas experimentales permitieron corroborar y ajustar los modelos numéricos según los resultados y sus análisis. Los resultados de este trabajo de grado han contribuido al conocimiento técnico sobre el uso de aisladores sísmicos de caucho reciclado en viviendas de madera y han permitido establecer una base para futuras investigaciones. Lo realizado en este estudio puede ser adaptado y mejorado en otros contextos, ofreciendo nuevas perspectivas para aplicar tecnologías similares en diferentes tipos de estructuras y condiciones sísmicas.Publicación Acceso abierto Comparación de mallas para el análisis de convergencia en el modelo de elementos finitos de un aerogenerador(Universidad EIA, 2024) Fernando Gómez Ferrer; Pineda Montoya, Juan David; Oviedo Amézquita, Juan AndrésRESUMEN: existe un vacío en el conocimiento sobre los análisis de convergencia de malla para elementos finitos en modelos de aerogeneradores, lo que impide que los modelos trabajen de manera eficiente, resultando en tiempos de procesamiento prolongados o resultados imprecisos, lo que representa una pérdida de tiempo y recursos económicos y puede obstaculizar proyectos esenciales para la transición energética. Este trabajo de grado investiga la convergencia de la malla en el modelo de elementos finitos de un aerogenerador en Llanogrande, Colombia. El objetivo principal es seleccionar el tamaño de malla que proporcione resultados precisos y exactos en términos de esfuerzos y desplazamientos, con una precisión mínima del 0.1\% y una discontinuidad máxima del 5\%, lo que quiere decir que los valores entre una malla y la siguiente evaluada muestren una convergencia a un valor 'real' con una variación del 0.1\% y que el resultado medido entre elementos contiguos dentro de un mismo modelo no deben diferir en más del 5\%; Para conseguir el objetivo, se empleó el método de elementos finitos (MEF), que permite analizar estructuras complejas discretizándolas en elementos más simples. Se realizaron pruebas con diferentes tamaños de malla y se evaluaron los resultados bajo diversas fuerzas de prueba. La malla óptima se determinó mediante un análisis comparativo, concluyendo que la malla con un tamaño de elemento de 15.8 mm proporcionó una precisión superior al 0.1\%, con un tiempo de procesamiento de poco más de dos minutos. La convergencia de los resultados de las diferentes iteraciones mostraron que los parámetros y criterios de convergencia utilizados son efectivos para encontrar una malla con un tiempo de procesamiento adecuado. En busca de esta convergencia analizó y estudio el comportamiento de diferentes puntos de la estructura, para hacer las comparaciones correspondientes, entre estos puntos se analizaron los ubicados en los extremos tanto superior como inferior y el punto donde se encontraban los esfuerzos y deformaciones máximas. De estos análisis se pudo identificar que los tres puntos mencionados no son ideales para evaluar la convergencia, ya que en los extremos la concentración de esfuerzos provoca divergencias, y los valores máximos pueden cambiar de posición. Estos hallazgos son relevantes para mejorar el diseño de mallas en modelos de elementos finitos, permitiendo obtener una malla óptima según el uso previsto del modelo.Publicación Acceso abierto Evaluación Geológica y Petro-Mineralógica asociadas a las mineralizaciones auriferas en una mina en el departamento de Bolívar(Universidad EIA, 2023) Mora Quitian Karent Julieth; Ramírez Hoyos, León FernandoRESUMEN: en Colombia, la actividad minera desempeña un papel fundamental en la economía tanto a nivel local como estatal. Esta actividad se lleva a cabo mediante una amplia gama de métodos, desde los artesanales hasta los altamente tecnificados, dependiendo de factores como el tamaño de la empresa, la ubicación geográfica y su estado legal. El presente proyecto se centra en una mina ubicada en el distrito de Santa Rosa del Sur de Bolívar, que opera bajo un subcontrato de formalización para llevar a cabo sus operaciones mineras. No obstante, se enfrenta a desafíos importantes debido a la falta de investigaciones geológicas, mineralógicas y estructurales. Esta carencia de información resulta en pérdidas de material durante el proceso de extracción y beneficio, lo que a su vez implica pérdidas económicas significativas. El déficit de información del depósito mineral se atribuye a la preferencia de prácticas empíricas y al difícil acceso en la zona. En el marco de esta investigación, se realizó un levantamiento cartográfico geológico con el propósito de identificar la asociación mineralógica y estructural. Este proceso se llevó a cabo durante una visita de campo en la que se recopiló información estructural en diversos puntos de cada nivel de avance de la mina. Asimismo, se recolectaron muestras tanto de áreas con mineralización como de la roca caja. Para el análisis de la asociación mineralógica, se emplearon diversas técnicas, incluyendo análisis petrográficos, microscópicos y ensayos de SEM. Una vez identificada la asociación mineralógica y los controles estructurales mineralizados mediante el uso de software Dips, se procedió a proyectar esta información en un diseño minero en formato tridimensional (3D). Esto permitió realizar una actualización de la información en función de los avances hasta la fecha de la visita, lo que generó nuevas posibilidades y frentes de explotación para la empresa minera. Este enfoque contribuye a mejorar la eficiencia y la planificación de las operaciones mineras al aprovechar una comprensión más detallada de la geología y la mineralización en la zona de estudio.Publicación Restringido Informe final de semillero de investigación simulación computacional de estructuras 2024-1Velasquez Betancurt Alexey David; Guzman Quintero Simón; Arango Espinal Saray Julieth; Valencia Zuluaga Juan EstebanEl semillero computacional de estructuras tiene como objetivo fomentar el espíritu investigativo en estudiantes de ingeniería civil y proporcionarles herramientas para resolver problemas estructurales. El evento abarcó desde conversarorios introductorios, análisis estructural mediante vibraciones hasta el modelado computacional con software ANSYS. Los estudiantes desarrollaron habilidades en investigación, presentación de resultados y redacción de artículos científicos. Los resultados del semillero incluyen maquetas estructurales, desarrollo de código Python, modelos estructurales en ANSYS y artículos científicos.Publicación Acceso abierto Modelación sísmica de edificaciones de entramados livianos de madera(Universidad EIA, 2022) Betancur Calle, Juan Felipe; Giraldo Giraldo, Rafael David; Duque Uribe, María del PilarRESUMEN: La modelación estructural en madera en el contexto colombiano se ha visto limitada por la falta de softwares y herramientas de modelación que permitan construir de manera apropiada, modelos computacionales que se aproximen satisfactoriamente a los modelos analíticos establecidos en normativas internacionales y realizados por investigadores expertos en el tema. Los entramados livianos son un sistema que presenta ventajas competitivas por su facilidad de construcción y respuesta estructural. Adicionalmente, el sistema brinda la posibilidad de llevar la construcción en madera a una nueva etapa, al poder construir un número considerable de pisos, lo cual ha impuesto en gran reto en este tipo de estructuras. Para realizar los modelos que se trabajan a lo largo de este trabajo de grado, se seleccionó como caso de estudio una estructura de cinco niveles, definida por muros en entramados livianos con diferentes tipologías. Además, se parte de los análisis sísmicos establecidos en la normativa colombiana NSR–10, por los cuales, se construye el espectro de aceleración de diseño y se utiliza el método de la fuerza horizontal, junto a matrices de rigidez, para el cálculo de las fuerzas sísmicas a la que estará sometida la estructura definida en el caso de estudio. De allí, bajo lo expuesto en la “Special Design Provision for Wind and Seismic” (SDPWS, 2021) se inició con la elaboración de modelos analíticos que parten de unos conceptos bases de rigidices axiales y laterales, incluyendo los efectos producidos por flexión, cortante y volcamiento por la deformación de los anclajes hold-down. Debido a la profundización y rigurosidad con la que pueden calcularse las estructuras, se estudian las metodologías propuestas por el Centro UC de Innovación en Madera de Chile, y la definida por Rossi y Piazza. Estos dos últimos adicionan al modelo conceptos claves, al considerar en las deformaciones totales de la estructura, los efectos producidos por los momentos acumulados de las fuerzas sísmicas y las rotaciones verticales que se acumulan a medida que se asciende en cada piso. Debido a las anteriores consideraciones, resultan entonces estructuras más flexibles, que, ante un mismo estímulo de fuerza, resultan en deformaciones mayores. Por último, con el fin de buscar modelaciones computacionales que concuerden con los resultados encontrados por métodos analíticos, se utilizó el Software ETABS y diferentes alternativas de modelación como shell equivalente, shell con resortes, shell con bordes modificados y frame equivalente. En cuanto a los resultados obtenidos, se exponen las deformaciones calculadas por cada uno de los métodos mencionados, y se logra encontrar, de manera satisfactoria, un método de modelación computacional que coincida con los resultados obtenidos por lo especificado en la normativa SDPWS.
