Predicción del comportamiento de puentes peatonales debido a la actividad humana usando modelos de computador

Jonathan José Cala Monroy, Katherine Alejandra Villar Galindo

Resumen


Introducción: En el artículo se da una breve introducción al problema de las vibraciones de baja frecuencia, describiendo como éstas son generadas por el caminar humano y a su vez afectan la estructura del puente peatonal; y porque al final se ven traducidas en una molestia para los usuarios.

Objetivo:  El documento explica el método comúnmente usado por los ingenieros para la evaluación del efecto de las vibraciones y sus limitaciones, optando por desarrollar una técnica de modelado por computador que represente de manera más aproximada a la realidad el fenómeno de vibraciones de piso en puentes peatonales.

Metodología: El estudio está compuesto por dos fases principales: 1) una revisión bibliográfica conceptual al tema de vibraciones de piso enfatizando en la Guía de Diseño No. 11 del Instituto Americano de Construcciones de Acero y 2) se desarrolla el modelo por computador que a su vez comprende: definición de variables, elaboración del modelo dinámico de la estructura, calibración del modelo, evaluación de los parámetros objeto de estudio, análisis de resultados y conclusiones.

Resultados: Consecuentemente y conforme con las etapas preliminares se obtienen los resultados de la aceleración para diferentes frecuencias y para diferentes grados de amortiguamiento, observando que el puente de estudio es potencialmente susceptible entre los rangos de 4 a 8 HZ; y que, al entrar resonancia, la estructura presenta una aceleración pico muy superior al umbral para la comodidad humana recomendada en puentes peatonales.

 Conclusiones: Al respecto se aprecia cómo con el uso de buenas técnicas de modelación y de elementos finitos pueden llegar a obtenerse resultados confiables y que acompañen de manera directa el proceso de diseño de estructuras en este caso puentes peatonales.


Palabras clave


Vibraciones; respuesta dinámica; modos de vibración; excitación dinámica; frecuencia fundamental; pisos compuestos; puentes peatonales; elementos finitos; SAP2000®

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DOI: http://dx.doi.org/10.17981/ingecuc.13.2.2017.05

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