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Dinámica de estructuras

Overview

Fuente: Roberto León, Departamento de Ingeniería Civil y ambiental, Virginia Tech, Blacksburg, VA

Hoy en día es raro que un año pasa sin un evento de terremoto causa estragos en algún lugar del mundo. En algunos casos, como el terremoto 2005 de Banda Ache en Indonesia, los daños involucrados grandes zonas geográficas y en las seis cifras de víctimas mortales. En general, el número y la intensidad de los terremotos no está aumentando, sin embargo, está aumentando la vulnerabilidad del entorno construido. Con el aumento de la urbanización no regulada en áreas sísmicamente activas, como el "cinturón de fuego," Circum-Pacífico Mar aumento en zona costera colocación bajo y aumentando las concentraciones de producción y distribución de energía y digital/telecomunicaciones nodos críticos de la red en zonas vulnerables, es claro que el diseño sismo-resistente es resiliencia comunitaria clave para el futuro.

Diseño de estructuras para resistir daños causados por terremotos ha progresado enormemente en los últimos 50 años, principalmente a través del trabajo en Japón tras el terremoto de Niigata de 1964 y en los Estados Unidos tras el terremoto del Valle de San Fernando de 1971. El trabajo ha avanzado a lo largo de tres vías paralelas: los trabajos experimentales encaminadas a desarrollar técnicas de construcción mejorado para minimizar el daño y la pérdida de la vida; (b) estudios analíticos basados en modelos materiales avanzados geométricos y no lineal; y, (c) síntesis de los resultados en (a) y (b) en disposiciones del código de diseño que mejoran la capacidad de las estructuras para resistir cargas inesperadas.

Pruebas sísmicas en un entorno de laboratorio es a menudo difícil y costoso. Prueba es sobre todo realizada utilizando las tres técnicas siguientes:

  1. Prueba cuasi-estática (QST), donde partes de una estructura se prueban usando había aplicado lentamente y equivalente predeterminados deformaciones laterales con condiciones de contorno idealizadas. Esta técnica es particularmente útil para evaluar los efectos de detalles estructurales de la capacidad de resistencia y deformación de partes concretas de estructuras.
  2. Prueba pseudo-dinámica de (PSDT), donde las cargas se aplican también lentamente, pero los efectos dinámicos se toman en cuenta resolviendo las ecuaciones de movimiento conforme avanza la prueba y mediante la utilización de prueba directa votos (sobre todo la rigidez instantánea) para evaluar la rigidez real y características de amortiguación de la estructura.
  3. Sacuda las tablas, donde modelos a escala de estructuras completas son sometidos a movimientos con accionamiento hidráulico base o Fundación de entrada. Mesas de sacudidas representan un fiel más, prueba técnica, como la estructura artificial no es refrenada, la entrada es movimiento verdadero de la tierra y las fuerzas resultantes son realmente inercial, como era de esperar en un terremoto real. Sin embargo, las necesidades son enormes y sólo algunos sacudir tablas capaces de trabajar en casi a gran escala existen alrededor del mundo. Todo el mundo, hay sólo una tabla de sacudida grande capaz de llevar a cabo pruebas en las estructuras a gran escala, que es la mesa de sacudidas en las instalaciones de E-defensa de Japón, construido tras el terremoto de Kobe de 1985.

En este experimento, utilizamos un pequeño batido mesa modelo las estructuras y para estudiar las características de comportamiento dinámico de algunos modelos estructurales. Es estas características dinámicas, principalmente la frecuencia natural y amortiguamiento, así como la calidad de los detalles estructurales y la construcción, que hacen las estructuras más o menos vulnerable a los terremotos.

Procedure

1. modelos

  1. Primero la construcción de varias estructuras de uso muy finos, fuertes, rectangulares, T6011 vigas de aluminio, 1/32 pulgadas de ancho y longitudes diferentes. Para construir el primer modelo, inserte una sola cantilever con longitud de 12 pulgadas para un bloque de madera muy rígido. Coloque una masa de 0,25 libras hasta la punta del voladizo.
  2. Del mismo modo, construir otras estructuras modelo colocando ménsulas con diferentes longitudes en el mismo bloque de madera rígido. Coloque un...

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Results

En primer lugar, determinar la frecuencia (ω) en el cual ocurrió el desplazamiento máximo para cada modelo. La original fórmula simple discutida arriba, Equation 21 , tiene que ser modificado porque la masa de la viga propia (mb = W/g deviga), que se distribuye sobre su altura, no es despreciable en comparación con la masa en la parte superior (m = W bloque/g). La masa e...

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Application and Summary

En este experimento, la frecuencia natural y amortiguamiento de un sistema voladizo simple fueron medidos usando mesas de sacudidas. Aunque el contenido de frecuencia de un terremoto es aleatorio y cubre un gran ancho de banda de frecuencias, espectros de frecuencia se pueden desarrollar por traducir la historia de tiempo de aceleración en el dominio de la frecuencia mediante el uso de transformaciones de Fourier. Si las frecuencias predominantes del movimiento del suelo coincide con la de la estructura, es probable que.

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Valor vac otema

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Overview

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Principles of Structural Dynamics

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Models

6:10

Procedure

7:42

Results

10:30

Applications

11:36

Summary

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