Diseño y fabricación de mesas vibratorias para el estudio del comportamiento dinámico de modelos estructurales a escala reducida

Abstract

El grupo de Investigación de Estructuras y Materiales de la Escuela Colombiana de Ingeniería (Gimeci) diseño y fabricó en este proyecto dos mesas vibratorias para el estudio de modelos estructurales a escala reducida, ante solicitaciones dinámicas causadas por movimientos del suelo como los experimentados en los sismos. La primera de la mesas se diseñó portátil y de bajo peso, con el fin de poderla llevar a clase para hacer demostraciones con ella. Además, su diseño y fabricación son relativamente sencillos para disminuir su costo y hacerla asequible a cualquier universidad o institución de educación media o técnica. Con ella sólo se pueden aplicar movimientos armónicos sinusoidales, con un motor de corriente continua o manualmente por medio de una manivela. La segunda de las mesas es estacionaria. Su diseño y fabricación son mucho más complicados, pues su objetivo es poder simular cualquier de movimiento uniaxial. Los modelos propuestos tienen carácter didáctico para demostrar diferencias cualitativas de comportamiento de los diversos sistemas. No cumplen estrictamente con las leyes de similitud, ya que no buscan predecir el comportamiento de prototipos específicos de estructuras reales. Los planos están a disposición de cualquier universidad interesada para que pueda construir mesas similares a un costo relativamente muy bajo, si se le comprara con el de mesas importadas.

The Research group on structures and materials of the Escuela Colombiana de Ingeniería (Gimeci), designed and manufactured two shaking tables for the testing of small scale structural models, under dynamic loading similar to that caused by earthquakes. The first is a light portable table inteded for class demostrations. It is easy to fabricate and can be operated manually with a crank or with a small electric motor. Its cost very low which makes tha table affordable for any university. With it only sinusoidal movements in one direction can be applied. The second table is fixed and it is founded on a massive concrete block. Its design and fabrication are more complicated and expensive since with it one should be able to simulate any kind of movement in one direction. The purpose to show qualitatively differences on behavior of the various structural systems used in common practice. The do not comply strctly with similitude laws since their objective is not to extrapolate the results to predict the behavior of an actual prototype of a real strcuture. It is intended in future projects to develop many laboratory practice with students both undergraduate and graduate. It is expected that these practice will help them to obtain a better understanding of the behavior of structures subjected to earthquakes and therefore to design better and safer buildings. The results will be published in engineering seminars and conference. With the plans provided in this document any interested university will be able to manufacture similar tables as a cost substantially much lower than those offered in the market.