Ingeniería Civil · 1990
Implementación del módulo de control, adquisición y procesamiento de datos para el shaker serie 2075E, utilizado en el dinámico de edificaciones a escala -- Bucaramanga: Universidad Pontificia Bolivariana-Seccional Bucaramanga, 2014
Uno de los factores que prueban al máximo la resistencia y confiabilidad de las estructuras son los movimientos sísmicos, que al desatarse elevan de forma estrepitosa el valor de los esfuerzos en todos los elementos estructurales, razón por la cual La Facultad de Ingeniería Civil, diseño y construyó el laboratorio de Dinámica Estructural, en el cual los fenómenos mencionados, se estudian a pequeña escala. Algunos de los métodos y parámetros descritos en este trabajo de grado, se basan en el análisis dinámico estructural, que es el estudio del conjunto de fuerzas, desplazamientos, velocidades y aceleraciones que se registran en una edificación después de aplicársele una fuerza externa variable en el tiempo. El laboratorio consta de una mesa vibratoria para simular entornos de vibración controlados y aplicarlos a modelos estructurales a pequeña escala. Para la fabricación de la mesa vibratoria se adquirió el vibrador electromecánico 20758 de la empresa Modalshop; para este se desarrolló un gabinete de control y adquisición integrando la tarjeta de adquisición de datos NI-DAQ 6341. Además el módulo de vibraciones consta de una plataforma móvil, acelerómetros piezoeléctricos para la realimentación de las variables en los modelos y un aplicativo diseñado en labview. Con este módulo será posible desarrollar ensayos de movimiento libre amortiguado y movimiento forzado amortiguado, en los cuales se podrá determinar la rigidez de los modelos, el amortiguamiento del sistema, periodos naturales de vibración, ensayos de resonancia, análisis de Fourier y al final realizar la actualización o calibración de los modelos teóricos de las estructuras a pequeña escala, estos últimos test son implementados para verificar el módulo de vibraciones implementado.
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Contenido
- Diagrama de flujo actividades de la metodologíap. 17
- Mesa vibratoria comercialp. 28
- Shaker serie 2075Ep. 29
- Tarjetas DaQ National Instrumentsp. 30
- acondicionamiento de señal para sensor piezoelectricop. 31
- Acelerómetro Serie Ac 135p. 31
- modelo equivalente para un sistema estructural de segundo ordenp. 32
- Modelo libre no amortiguadop. 34
- Simulación del sistema libre no amortiguado en simulinkp. 35
- Respuesta, libre no amortiguadop. 35
- Simulación sistema libre amortiguadop. 38
- Respuesta, sistema libre amortiguadop. 38
- Factor de magnificación dinámicap. 40
- Simulación sistema forzado amortiguadop. 41
- Respuesta sistema forzadop. 42
- Modos de vibraciónp. 42
- Entorno de programación Labviewp. 43
- Ejemplo de “vi”p. 44
- Esquema general ProtoMesap. 45
- Acelerograma importado a labviewp. 47
- Uso acelerogramasp. 47
- SmartAMP 2100E21p. 49
- Ni-USB 6341p. 52
- Distribución de pines DAQ 6341p. 53
- Curvas de carga, shaker 2075Ep. 54
- Plataforma móvil y shaker 2075E (vista superior)p. 55
- Conexión SmartAmp – Shakerp. 55
- Diagrama esquemático del panel de control y adquisiciónp. 57
- Circuito de entrada para un canal NI-9234p. 58
- Referencia de corriente (Zero Temp Co)p. 59
- Señal de vibración sobre nivel de DCp. 61
- Circuito para el desacople de DCp. 62
- Diagrama de bloques filtro pasa altasp. 63
- Simulación Filtro pasa altasp. 63
- Placa basep. 64
- Diseño carcaza para placa basep. 66
- Esquemático panel de control y adquisiciónp. 68
- Panel de control y adquisición implementadop. 68
- Panel de control y adquisición, Cableadop. 68
- Menú principalp. 70
- Sub menú importar datosp. 71
- Panel de programación del menú principalp. 72
- Acelerograma en Excelp. 73
- Selección de Acelerogramap. 74
- Datos importados a Labviewp. 74
- Sub Vi “importar datos”p. 75
- Panel de programación Sub Vi “importar datos”p. 76
- Panel frontal “Aceleración T”p. 76
- Panel frontal “Velocidad T”p. 79
- Panel de programación sub menú “velocidad T”p. 80
- Panel frontal “Desplazamiento T”p. 81
- Diagrama de flujo para la reconstrucción de registro de desplazamientosp. 82
- Acelerograma de Northuidge, Importadop. 83
- Velocidades de Northridge no corregidasp. 84
- Polinomio por mínimos cuadradosp. 85
- Diagrama de velocidades de Northuidge corregidop. 85
- Diagrama de desplazamientos sin corregirp. 86
- Desplazamiento de Northuidge corregidosp. 86
- Proceso para la configuración del canal de entrada o salidap. 88
- Sub menú “comunicación”p. 89
- Configuración de salida análogap. 89
- Configuración de entrada análoga (adquisición)p. 90
- Modelos Sobre la mesa Vibratoriap. 91
- Set de estructuras Pascop. 91
- Estructura de dos nivelesp. 92
- Ensayo vibración librep. 92
- Diagrama de frecuencias para modelo con dos grados de libertadp. 93
- Frecuencia aproximada a la fundamentalp. 94
- Frecuencia aproximada al segundo modo de vibraciónp. 95
- Planteamiento del ensayop. 95
- Montaje final del ensayo estáticop. 96
- Estática del sistemap. 97
- Corte 1 de la Viga Analizadap. 98
- Diagrama Corte 2p. 98
- Diagrama Corte 3p. 99
- Diagrama Corte 4p. 100
- Modelo de un grado de libertad para ensayo dinámicop. 102
- Vibración libre, un grado de libertadp. 103
- Espectro, sistema de un grado de libertadp. 104
- Planta estructural del modelop. 105
- Pórticos, 1x-1x, 2x-2x, 1y-1y, 2y-2yp. 105
- Perfiles viga y columnap. 105
- Matriz de rigidez elementop. 106
- Propiedades electricas serie AC 135p. 32
- Requisitos mínimos de instalación para el software Labview, en Windowsp. 48
- Características eléctricas del amplificador de potenciap. 50
- Características necesarias para la DAQp. 51
- Interpolación del acelerograma ejemplop. 78
- Resultados, ensayo de deformaciónp. 97
- Módulos de elasticidad en MPap. 101
- Valores de inercia en m4p. 106
- Factores Viga, pórtico 1x-1xp. 107
- Rigidez viga, 1x-1x en función de Ep. 107
- Factores columnas, pórtico 1x-1xp. 107
- Rigidez columnas, 1x-1x en función de Ep. 107
- Matriz de rigidez global del pórtico 1x-1xp. 108
- Resultados módulo de elasticidad por ensayo estático y vibración librep. 110