Examinando por Materia "Seismic analysis"

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    PublicaciónAcceso 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 Andrés
    RESUMEN: 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.
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    PublicaciónAcceso 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 Pilar
    RESUMEN: 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.