Simulación, identificación y problema inverso en dinámica experimental de estructuras con aplicación a cuatro modelos a escala 1/6

Abstract

La dinámica experimental permite determinar las propiedades dinámicas de estructuras mediante distintas técnicas de ensayo, por lo que se hace posible mejorar los modelos matemáticos iniciales mediante diferentes metodologías, así como reconocer las zonas de las estructuras con daños. Este trabajo consiste en desarrollar, implementar y verificar numérica y experimentalmente un sistema computacional que incluye la simulación numérica y el análisis de respuestas de ensayos de estructuras de edificios, así como la identificación de propiedades dinámicas y corrección de modelos mediante técnicas de problema inverso. Para validar los procedimientos numéricos y computacionales, se comparan los resultados con los que genera el programa estructural SAP2000. Para verificar la aplicabilidad experimental se realizaron ensayos experimentales de vibración libre a cuatro modelos de edificios de pórticos de cuatro pisos a escala 1/6. Se incluyen los tipos de ensayos, la organización, los procedimientos y la instrumentación. Se incluyen procedimientos para la simulación de ensayos en dinámica experimental de estructuras y el uso del sistema computacional SADEX para hacer la simulación e identificación. Se presenta el análisis y tratamiento de las respuestas obtenidas de los modelos experimentales y su posterior análisis mediante el sistema computacional. En el tratamiento de la respuesta se presenta un estudio de la influencia de ventanas sobre los registros de aceleraciones. Se muestra la identificación de las propiedades dinámicas de las estructuras a partir de los registros de aceleraciones, mediante el uso del sistema computacional desarrollado. Se describe el problema inverso y la corrección de modelos analíticos lo cual incluye el uso de algoritmos de identificación no paramétrica de matrices de masa y de ajuste de matrices de rigidez para sistemas aporticados. Finalmente se incluyen las conclusiones las cuales contienen los siguientes aspectos: diferencias entre los métodos de simulación numérica, distribución de energía del sistema, aspectos en las propiedades de la transformada de Fourier, influencia de las ventanas sobre los registros de aceleraciones; realización de los ensayos experimentales, determinación de las propiedades dinámicas y ajuste del modelo. El sistema desarrollado cumple el objetivo de simular e identificar sistemas de edificios, así como resolver el problema inverso a partir de estudios experimentales.