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FACULTAD  INGENIERIA Y AQUITECTURA

ESCUELA  INGENIERIA CIVIL

DOCENTE  ING. RAMOS BRAST CARLOS EDUARDO

MESA VIBRATORIA SIMULADORA DE EVENTOS SISMICOS INGENIERIA ANTISISMICA - USMP

Ivan Tarrillo    

ASENJO CABRERA PERCY IRIGOIN BUSTAMANTE HECTOR GONZALES HERRERA JOSE TARRILLO QUISPE IVAN

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INDICE INTRODUCCION…………………………………............................................................4

EVENTOS SISMICOS MAS DEVASTADORES A NIVEL MUNDIAL………………......5

EVENTOS SISMICOS MAS DEVASTADORES EN NUESTRO PAIS………………....9

MARCO TEORICO…………………………………………………………………………..13 SISMO…………………………………………………………………………………….. 13 ONDAS LONGITUDINALES……………………………………………………………. 13 ONDAS SUPERFICIALES……………………………………………………………….14 VIBRACION……………………………………………………………………………….14 RESONANCIA…………………………………………………………………………….14 DISTORCION……………………………………………………………………………..14 FRECUENCIA…………………………………………………………………………….14 FRECUENCIA NATURAL……………………………………………………………….14 MOVIMIENTO PERIODICO………………………………………………………….…14 ARRIOSTRAMIENTOS………………………………………………………………….15 QUE ES UN MESA VIBRATORIA…………………………………............................16 CARACTERISTICAS DE UNA MESA VIBRATORIA…………………………..…….16 ROL DE LAS MESAS VIBRATORIAS EN LA INGENIERIA SISMO-RESISTENTE………16

EVOLUCION DE LAS MESAS VIBRATORIAS…………………………………….…17 CLASIFICACION DE LAS MESAS VIBRATORIAS……………………………….....18

PLANTEAMIENTO DEL DISEÑO………………………………………………………….19 REQUERIMIENTOS…………………………………………………………………….19 PROCESO DE ARMADO DE LA MESA VIBRATORIA Y ESTRUCTURAS A ESCALA ………………………………………………………………….……………..19

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DESCRIPCION DEL PROYECTO VIBRACIONES…………………………………

DETERMINACION DEL PERIODO……………………………………………………

APORTE Y VALOR SOCIAL DEL PROYECTO………………………………………

CONCLUSIONES………………………………………………………………………………

RECOMENDACIONES………………………………………………………………………

ANEXOS…………………………………………………………………………………

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INTRODUCCION En los últimos años los efectos catastróficos de terremotos recientes han llamado la atención de los ingenieros a desarrollar medios efectivos para aumentar la resistencia sísmica de las estructuras. La verificación de la efectividad de nuevos sistemas sismo-resistentes requiere amplia experimentación bajo condiciones reales. Los simuladores sísmicos son una de las herramientas principales para este tipo de experimentación. A pesar que desde hace varias décadas se han realizado estudios sobre el comportamiento sismo-resistente de estructuras, el crecimiento acelerado de las ciudades y las consecuencias de los sismos nuevamente han evidenciado la importancia de continuar estudiando el desempeño experimental de las construcciones ante eventos sísmicos. Por otro lado las amenazas sísmicas que se presentan al Sur de Perú y al Norte de Chile afectan a nuestro país, debido al constante crecimiento social tecnológico urbanístico las estructuras que se aprecian en nuestro territorio, cada vez son de mayor altura y complejas llevándonos a analizarlas desde un punto de vista dinámico. Con el propósito de analizar estructuras resistentes a los efectos dinámicos producidas por cargas sísmicas, se pretende simular el evento sísmico en estructuras con una mesa vibradora que es capaz de registrar la aceleración de los movimientos laterales, mediante un dispositivo android, tratando de obtener una simulación real Es por es que una de las opciones más influyentes en estos estudios es la simulación de modelos escalares de estructuras los cuales son sometidos a movimientos reales de terremotos conocidos, la simulación se realiza por medio de las mesas vibratorias, que han sido una herramienta de gran apoyo en la investigación experimental de áreas emergentes como el control, la evaluación y la identificación estructural. El rango de uso de las mesas vibratorias no solo se limita a la simulación de movimientos sísmicos, sino también abarca la simulación de movimientos vibratorios causados por la operación de la maquinaria y efecto de estas vibraciones sobre los componentes y el ambiente que los rodea.

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EVENTOS SISMICOS MÁS DEVASTADORES EN LA HISTORIA Y A NIVEL MUNDIAL Terremoto destruye Esparta y provoca una guerra Todo el mundo sabe que los espartanos- gracias a las historias griegas antiguas y películas modernas como 300- eran soldados altamente cualificados que detuvieron el avance del ejército persa invasor, pero mucho menos conocido es el hecho de que su sociedad se basaba en una subclase de siervos semiesclavizados, conocidos como ilotas y compuestos por los antiguos habitantes de la ciudad- estado de Esparta. Los espartanos lograron mantener controlados a los ilotas, hasta que un terremoto de magnitud 7.2 sacudió la región en el 464 a.C, dejando una cifra de 20.000 muertos en el territorio espartano. Esta cifra de muertos, llevo a los iliotas a levantarse contra sus amos en una revuelta. Esparta pidió ayuda a otros estados griegos, entre ellos a Atenas, centro de la antigua democracia y filosofía griega pero las relaciones entre Esparta y Atenas eran tan malas, que los espartanos decidieron enviar de vuelta a casa a los atenienses por miedo a que en realidad les traicionaran y ayudaran a los ilotas. Los atenienses lo tomaron como un insulto y este hecho fue señalado por algunos historiadores como una de las causas de la Guerra del Peloponesouna lucha épica por la supremacía entre Esparta y Atenas- que dejó a miles de personas muertas décadas después de que el temblor afectara a esta región. 1556: el terremoto más mortal de todos los tiempos destruye nueve provincias chinas Más de 830.000 personas murieron a causa del terremoto de magnitud 8 que sacudió la provincia china de Saanxi en 1554, casi el triple de victimas que dejó el terremoto de Haití de 2010. Fue tan intenso que pudo sentirse hasta a 800 kilómetros de distancia. Cuando el terremoto cesó, millones de personas se quedaron sin hogar y se produjeron grandes incendios. Según fuentes documentales, comenzaron grandes saqueos en muchas de las provincias. Además, durante los siguientes seis meses al terremoto ocurrieron entre tres y cuatro réplicas al mes y no se detuvieron por completo hasta pasados cinco años.

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1692: Engullido por el mar el “centro comercial” de los Piratas Puede que os sorprenda saber que la ciudad protagonista de la película Piratas del Caribe, Port Royal existió, siendo una de las ciudades más grandes y ricas de la Jamaica británica además de un importante puerto comercial y un refugio para todos los Piratas que surcaban el Mar Caribe. En 1692 el terremoto que sacudió Jamaica,provocó que aproximadamente dos tercios de la mayor flota naval de Gran Bretaña se hundieran en el mar. Dos mil personas murieron y otras 3.000 debido a enfermedades posteriores. Como curiosidad, es uno de los pocos terremotos de los que se conoce el momento exacto en el cual se produjo, gracias a un reloj de bolsillo que se recuperó entre los restos de barcos hundidos en 1950.

1700: Un terremoto en el Pacífico provoca un tsunami en Japón En 1700 la región entre el norte de California y la Columbia británica se estremeció ante un terremoto de magnitud 9. Los nativos americanos del Pacifico noroeste y las primeras colonias en Canadá ofrecen un buen testimonio de primera mano sobre lo que ocurrió. Cuentan que una enorme ola arrasó pueblos, dejó miles de muertos e incluso cuentan que una enorme ballena apareció varada varios kilómetros en el interior del continente. Este terremoto generó un enorme tsunami que llegó hasta Japón (situado a unos 7.500 kilómetros de distancia del epicentro del terremoto). No existe una fecha exacta en la cual ocurrió, pero los registros japoneses cuentan que pudieron observar una ola de más de un metro de altura penetrando y arrasando varias aldeas.

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1755: Tiembla Portugal Cuentan los relatos que lucía el sol en Portugal, cuando un terremoto de magnitud 8.7 agrietó la tierra y género un enorme tsunami de 10 metros de altura. Tan solo duro 10 minutos, pero bastaron para dejar 50.000 muertos en Portugal, España y Marruecos. A este le siguieron grandes incendios, en parte por las fogatas que se hicieron en los edificios derrumbados y también debido a que coincidió con el día de Todos los Santos y las iglesias resplandecían llenas de velas que se habían encendido como ofrenda durante el día. Lisboa, una de las principales capitales europeas era un núcleo rico de un imperio muy comercial que se extendía desde Brasil, África y el Lejano Oriente. Después del terremoto el imperio continuó, pero su economía se resintió, a pesar de que el primer ministro del país aprovechó la oportunidad para reconstruir la ciudad con todo su esplendor.

1960: el Gran terremoto de Chile De magnitud 9.5, ha sido el terremoto más grande y potente jamás registrado. El sismo fue percibido en diferentes partes del planeta, produciendo un tsunami que viajó por todo el Pacífico llegando hasta Japón y Hawái, donde más de 200 personas perdieron la vida. Sólo en Chile dos millones de personas perdieron su hogar. Se estima que esta catástrofe natural dejo entre 1665 y 2000 muertos así como innumerables daños materiales.

2004: el terremoto de Boxing Day Era un domingo por la mañana, el día después de Navidad, cuando un terremoto de magnitud 9.1cambió la vida de millones de personas en algunos de los países más pobres del mundo. Este terremoto ha sido el tercero más intenso registrado y el segundo que provocó más muertes. Además ocasionó una serie de tsunamis devastadores a lo largo de las costas de la mayoría de los países que bordean el océano Índico, produciendo grandes inundaciones en Indonesia, Malasia, Sri Lanka, la India y Tailandia. El

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número de víctimas supero los 220.000 y 1.7 millones de personas tuvieron que ser evacuadas. El desastre se conoce en Asia y en los medios internacionales como boxing tsunami ya que coincidió con el día festivo Boxing Day o el Día de las Cajas. 2010: Haití devastado La cifra de 316.000 muertos que dejó el terremoto de Haití hace de él el más devastador del siglo XXI hasta el momento. El epicentro fue registrado en su capital, Puerto Príncipe con una magnitud de 7.2 grados y seguido de varias réplicas de 5.9, 5.5 y 5.1. Este terremoto ha sido el más fuerte registrado en esta zona desde 1770, causando un número de muertos que superó los 300.000

2011: Japón sufre un terremoto, un tsunami y una crisis nuclear El 11 de marzo de 2011 puede, sin duda, haber sido el peor día en la historia de la posguerra de Japón. El terremoto de magnitud 9.0 se convitió en el más fuerte que ha sufrido Japón hasta la actualidad con 15.883 muertos y 2.650 desaparecidos. Además de la catástrofe, se declaró un estado de emergencia en la central nuclear de Fukushima debido al fallo de los sistemas de refrigeración de uno de los reactores. Después de una explosión en la central, las autoridades evacuaron a 45.000 personas por peligro de radiación nuclear, siendo este incidente el más grave desde ChernóbIL.

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EVENTOS SISMICOS MÁS DEVASTADORES EN NUESTRO PAIS 31 de mayo de 1970 El terremoto se produjo el 31 de mayo de 1970 a las 3:25 p.m. Su epicentro se localizó frente a las costas de las ciudades de Casma y Chimbote, en el Océano Pacífico. Su magnitud fue de 7,8 grados en la escala de Richter y alcanzó una intensidad de hasta X y XI grados en la escala de Mercalli entre Chimbote y Casma. Produjo además un violento alud en las ciudades de Yungay y Ranrahirca. Las muertes se calcularon en 80.000 y hubo aproximadamente de 20.000 desaparecidos, algunas fuentes elevan las víctimas mucho más alto. Los heridos hospitalizados se contabilizaron en 143.331. La Ciudad de Huaraz se destruyó en un 97%, el cuadrilátero de la Plaza de Armas, fue lo único importante que no se destruyó, luego del sismo, la ciudad quedó oscurecida por un negro manto de polvo, unas 10.000 personas fallecieron, solo en el “Colegio Santa Elena”, murieron 400 personas. En la zona costera, los efectos del sismo destruyeron grandes sectores de la Carretera Panamericana entre Huarmey y Trujillo (Departamento de La Libertad). Tanto la ciudad y el Puerto de Chimbote quedaron con averías incuantificables. El fuerte y prolongado sismo de 45 segundos, provocó además el desprendimiento de un bloque de nieve y hielo del pico oriental del nevado Huascarán, que produjo un violento alud y el capítulo más amargo de la catástrofe. La ciudad de Yungay y los pequeños pueblos vecinos al distrito de Ranrahirca quedaron desaparecidos.

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9 de diciembre de 1970 A las 11:35 p.m., un terremoto de magnitud 7.2 ocurrió entre las regiones de Piura y Tumbes. El epicentro se ubicó al sur de Tumbes, y dejó como saldo 48 muertos. El sismo se sintió en Ecuador, donde hubo muertes y daños materiales. 3 de octubre de 1974 Un terremoto de 8.0 grados se registró en Lima a las 9:21 a.m. y azotó la capital del Perú, así como gran parte de la costa peruana, hacia el sur. El movimiento duró alrededor de 90 segundos y dejó como saldo 252 muertos y 3.600 heridos. 16 de Febrero de 1979 A las 05:08 a.m., un fuerte terremoto se sintió en el departamento de Arequipa, ocasionó muertes y muchos heridos. Este sismo produjo severos daños en las localidades de Chuquibamba y pueblos del valle de Majes. Alcanzó una intensidad máxima del grado VII en la Escala Internacional de Intensidad Sísmica M.S.K. En la ciudad de Arequipa, el sismo fue del grado VI y afectó seriamente algunas viviendas de sillar.

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Además ocasionó graves daños en edificios relativamente modernos como el Hospital Regional Nº2 (Ex empleado) Programa académico de Arquitectura y el pabellón Nicholson, ubicados estos dos últimos en los Campus de la Universidad de San Agustín. La posición geográfica del epicentro fue localizada en las siguientes coordenadas: -16.515º latitud S. y -72.599º Longitud W. La profundidad focal se estima en 52.5 Km., y la magnitud de 6.2. 29 de Mayo de 1990 A las 09:34 p.m., un terremoto de 6.4 grados afectó las ciudades de San Martín, Amazonas, Cajamarca, Rioja, Moyobamba, Chachapoyas, Jaén y Bagua. Dejó como saldo 77 muertos, 1.680 heridos, 58.835 damnificados y 11 mil viviendas destruidas. 4 de Abril de 1991 A las 11:19 p.m., un terremoto de magnitud 6.2 se sintió en San Martín, Amazonas y La Libertad. Se registraron 53 muertos, 216 heridos, 181.344 damnificados y 30.224 viviendas destruidas. El terremoto remeció Rioja, Moyobamba, Chachapoyas y Bolívar. 139 escuelas se desplomaron. 12 de Noviembre de 1996 A las 11:59 a.m. se produjo un violento terremoto en el Sur del país, en las ciudades de Ica, Pisco, Nazca y Palpa en el departamento de Ica; Caravelí y Caylloma en el departamento de Arequipa, Lucanas y Coracora en Ayacucho, Huaytará en Huancavelica. El terremoto tuvo una magnitud de 6.4 y dejó como saldo 17 muertos, 1.591 heridos, 94.047 damnificados, 5.346 viviendas destruidas, 12.700 viviendas afectadas. Dado que el sismo se localizó al suroeste de Nasca, los mayores daños se registraron en dicha ciudad destruyendo el 90% de las viviendas.

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23 de Junio de 2001 A las 03:33 p.m., un terremoto afectó nuevamente el sur del Perú, las regiones de Moquegua, Tacna y Arequipa. Este sismo tuvo características importantes entre las que se destaca la complejidad de su registro y ocurrencia. El terremoto originó varias réplicas y alcanzó una intensidad máxima de VIII. Las localidades más afectadas por el terremoto fueron las ciudades de Moquegua, Tacna, Arequipa, Valle de Tambo, Caravelí, Chuquibamba, Ilo, algunos pueblos del interior y Camaná por el efecto del Tsunami. 15 de agosto del 2007 Hace 10 años, exactamente a las 6:41 p.m., el sur del Perú fue golpeado por uno de los terremotos más violentos de nuestra historia reciente. Aunque no fue el que más víctimas ha causado, sí fue uno de los más destructivos. Según las cifras oficiales del Instituto Nacional de Defensa Civil, el terremoto de Pisco dejó daños en 5 regiones (Ica, Lima, Ayacucho, Huancavelica y Junín) y en la provincia constitucional del Callao. Unas 596 personas fallecieron esa noche o en los días siguientes debido al derrumbe de los edificios 24 de agosto del 2011 Un sismo de 7 grados remeció Loreto. Ocurrió a 149 km de profundidad por un desplazamiento de la placa de Nasca y dejó daños en algunos colegios y casas, y 20 heridos leves, según Indeci. El sismo se sintió en casi toda la selva peruana y su remezón llegó hasta Lima y países vecinos, como Brasil, Ecuador y Bolivia. Pero no causó muertes ni graves daños materiales. El Instituto Geofísico del Perú (IGP) indicó que se registró a las 12:46 p.m., a 44 km al suroeste del distrito de Contamana, en la provincia loretana de Ucayali

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MARCO TEORICO SISMO Los sismos son movimientos convulsivos en el interior de la tierra que generan una liberación repentina de energía que se propaga en forma de ondas provocando el movimiento del terreno.

ONDAS LONGITUDINALES Son oscilaciones iguales y de pequeña amplitud, estas son de dos tipos: 

Ondas Primarias: Son muy parecidas a las ondas sonoras, la dirección del movimiento de sus partículas son de vaivén a lo largo del recorrido de la misma, dichas ondas pasan a través de líquidos y sólidos indiferentemente.

 Ondas secundarias: Son ondas transversales, sus partículas se mueven en un ángulo recto y en la dirección del desplazamiento de la onda, este tipo de onda es muy lenta si se compara con las primarias; estas ondas no pueden atravesar fluidos.

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ONDAS SUPERFICIALES Se dan con la fase principal del sismo, tiene periodos largos (15 seg. o más), viajan con mayor lentitud que las ondas primarias y secundarias, pues toman caminos masa complicados a lo largo de la corteza terrestre. Las vibraciones que producen estas ondas son las causantes de los daños que producen los terremotos en las edificaciones

VIBRACION Variación periódica de un estado de un sistema físico provocado por una perturbación del equilibrio mecánico, electromagnético o térmico del sistema, perturbación que origina una fuerza recuperadora que tiende a restablecer el estado de equilibrio. Estas vibraciones pueden ser: 

Vibración libre: Movimiento periódico que se observa cuando el sistema es desplazado de su posición de equilibrio estático, cuando se suministra una fuerza que actúa sobre el sistema.



Vibración forzada: Se origina bajo la excitación de fuerzas externas a cualquier cuerpo.

RESONANCIA Este es un fenómeno que ocurre cuándo loa frecuencia de excitación en un cuerpo en movimiento es idéntica a la frecuencia natural.

DISTORCION Es un valor eficaz del contenido armónico de la aceleración, que hay en los puntos de fijación del espécimen, referido a la aceleración real la cual corresponde a la amplitud especificada.

FRECUENCIA Es el número de ciclos completos efectuados en una unidad de tiempo.

FRECUENCIA NATURAL Es la frecuencia en la cual un sistema tiene una vibración libre sin fricción, también es definida como la frecuencia natural amortiguada al sistema que tiene vibración libre sin fricción.

MOVIMIENTO PERIODICO Movimiento que se repite en un intervalo de tiempo igual. Es un movimiento armónico representado por funciones circulares de seno y coseno.

ARRIOSTRAMIENTO 14

Arriostrar es Colocar piezas en forma oblicua o diagonal en los rectángulos de una armazón o estructura a fin de asegurarla y darle mayor estabilidad. Es el conjunto de elementos estructurales a manera de amarres transversales usados para aumentar la rigidez dela estructura y su capacidad de resistir cargas laterales, tales como los movimientos sísmicos y la presión de los vientos huracanados. Arriostramiento es la acción de rigidizar o estabilizar una estructura mediante el uso de elementos que impidan el desplazamiento o deformación de la misma. Estos elementos se llaman arriostres. Imagínate una estructura de forma cuadrada o rectangular. Particularmente esta geometría es inestable pues sus vértices opuestos tienden a acercarse y alejarse cuando actúan fuerzas sobre ella. Para que esto no ocurra, al interior de esta forma se dispone de una estructura en X, es decir, dos elementos diagonales que unan sus vértices de manera que la forma quede rígida y no se produzcan desplazamientos. Arriostrar significa hacer una estructura rígida y estable mediante arriostres (que pueden ser de diferente forma, te he nombrado las X pudiendo ser más sus formas).

Arriostramiento Lateral Forma de estabilizar un elemento estructural sometido a fuerzas laterales para reducirla longitud de pandeo.

Arriostramiento Diagonal Sistema de arriostramiento que se emplea para estabilizar lateralmente un marco estructural o pórtico.

Arriostramiento de Montaje Sistema de arriostramiento provisional que se realiza para que los elementos estructurales de una construcción permanezcan asegurados y firmes hasta proporcionarles la estabilidad definitiva.

Arriostramiento en K Sistema de arriostramiento que se realiza para contrarrestar las fuerzas laterales; consiste en dos elementos estructurales en diagonal cuyo encuentro es el punto medio de una barra o de un elemento estructural vertical.

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¿QUE ES UNA MESA VIBRATORIA? Una mesa vibratoria es un equipo utilizado en ensayos experimentales, con la finalidad de probar la resistencia sísmica que tiene una estructura a escala. Este equipo de prueba crea vibraciones en donde se colocan elementos o modelos de estructuras enteras, asimilando el movimiento del suelo en caso de sismos. Los simuladores sísmicos son ampliamente utilizados dentro del campo de la ingeniería sísmica como herramienta fundamental para investigar la eficacia de las estructuras antisísmicas.

CARACTERISTICAS DE UNA MESA VIBRATORIA  La mesa tiene movimiento oscilatorio en una sola dirección el cual simula un sismo en una frecuencia dada.  Ademes posee un regulador con el cual podemos dar diferentes amplitudes a los movimientos repetitivos que se producen, estoy ayuda a tener varias amplitudes de movimiento. Produciendo diferentes frecuencias y con ello sismos de distintas magnitudes.

ROL DE LAS MESAS VIBRATORIAS EN LA INGENIERIA SISMO-RESISTENTE Un sismo es la liberación de energía elástica almacenada durante años por movimientos relativos entre las placas tectónicas. Esta liberación se presenta como una ruptura en los contactos de las placas causando vibraciones en la corteza terrestre. Un sismo libera gran cantidad de energía en el suelo y genera movimientos que se transmiten a las estructuras en términos de aceleraciones, desplazamientos y velocidades. Las consecuencias de los sismos significan anualmente no sólo numerosas pérdidas humanas, sino millonarias detrimentos en la infraestructura y en las invaluables construcciones históricas.

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Adicionalmente, la ocurrencia inesperada y su gran poder de destrucción han convertido a los sismos en uno de los fenómenos naturales más temidos en el mundo. Aunque actualmente no es posible predecir un sismo, sí se pueden minimizar sus efectos mediante la construcción de estructuras sismo-resistentes. Las técnicas de análisis y diseño de estructuras sismo-resistentes pueden ser de tipo determinista o probabilista. Dentro de las herramientas deterministas más utilizadas están los modelos matemáticos, los cuales se validan a partir de la comparación con resultados medidos en experimentos. Sin embargo, este método no puede tener en cuenta todos los efectos aleatorios que se presentan en un sismo real, por lo que son denominados modelos idealizados. Para complementar la técnica determinista se han desarrollado métodos experimentales que permiten estudiar los efectos de los sismos sobre las construcciones, tales como ensayos dinámicos en mesas vibratorias, y ensayos seudo-dinámicos y cuasi-estáticos que usualmente utilizan un marco de carga o un muro de reacción.

EVOLUCION DE LAS MESAS VIBRATORIAS Las primeras mesas vibratorias se desarrollaron a finales del siglo XIX. Tales mesas vibratorias generaban el movimiento de forma manual por medio de una rueda con manivela y una plataforma móvil sobre rieles. Unas décadas más adelante se utilizaron motores eléctricos para sustituir los mecanismos manuales. La siguiente generación de mecanismos nace con la propuesta de Jacobsen (1930), la cual es una mesa vibratoria que produce vibraciones a partir de un primer impulso. Este impulso es generado por un péndulo de impacto y el movimiento a la plataforma se transmite por medio de un resorte. Con la ayuda de modelos a escala reducida, este tipo de mesas fueron una herramienta clave para realizar numerosos avances en estructuras sismo-resistentes. El principio de funcionamiento de las mesas vibratorias actúales inició con los avances logrados en la segunda guerra mundial. Las mesas vibratorias modernas usan actuadores y sistemas de control avanzados para simular sismos reales o artificiales. La primera mesa vibratoria de gran tamaño fue construida con capacidad de movimiento horizontal y vertical, e inspiró el desarrollo de otras mesas vibratorias de gran tamaño con diferentes grados de libertad en todo el mundo. En los últimos años, las mesas vibratorias se han convertido en una herramienta clave para estudiar los efectos de los sismos sobre estructuras. Los resultados medidos en este tipo de ensayos dinámicos han sido fundamentales para validar, calibrar y complementar gran variedad de modelos de predicción que se utilizan para análisis, diseño y rehabilitación de viviendas, edificios, puentes, etc.

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CLASIFICACION DE LAS MESAS VIBRATORIAS Una mesa vibratoria es una plataforma móvil que simula los movimientos de un sismo sobre un modelo estructural, tal como se observa en la Figura 1. Las mesas vibratorias pueden ser clasificadas según el tamaño, el tipo de actuador que genera el movimiento o los grados de libertad.

Los ensayos en mesa vibratoria generalmente involucran modelos a escala reducida. Sin embargo, en los últimos años se han llevado acabo ensayos de estructuras en escala real usando mesas vibratorias como las disponibles en el E-Defense en Japón o en la Universidad de San Diego en Estados Unidos. Estas mesas permiten simular movimientos hasta en seis grados de libertad

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PLANTEAMIENTO DE DISEÑO REQUERIMIENTOS 1. Realizar la simulación de un sismo lo más real posible. 2. Permitir el montaje adecuado para el tipo de maqueta. 3. Debe tener la posibilidad de introducir y controlar las variables para obtener diferentes tipos de sismo. 4. El dispositivo debe ser liviano. 5. Debe ser más económico que los dispositivos ya existentes.

PROCESO DE ARMADO DE LA MESA VIBRATORIA Y ESTRUCTURAS A ESCALA

1. Analizar el tipo de movimiento que queremos para que la mesa lo haga, para ello hemos optado 3 tipos de mesas.



Mesa 1: Esta mesa se caracteriza por ser impulsada por un motor de una cierra caladora que vari desde los 0 a 3000 revoluciones / minuto.



Mesa 2: La que le caracteriza a esta mesa son los resortes puestos debajo de ella. Para así simular un sismo TREPIDATORIO Y OSILATORIO.

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

Mesa 3: a esta mesa le caracteriza la manera como esta mesa puede aumentar su periodo al alejar el brazo del motor.

-

La que optamos fue por la mesa N° 1. Ya que en control y poder apreciar los efectos al simular los sismos en las estructuras era mejor que todos.

2. Una vez que se seleccionó el tipo de mesa teníamos que comprar los materiales como: - 2 planchas de OSB (pre-fabricado). - 1 cierra caladora. - 2 varillas de ángulos de aluminio. - 1 varilla de ángulo de 2pulg. - 1varilla de aluminio sin hueco de ½ pulg. - 1varilla de tubo de aluminio de ½ pulg. - 6rodajes N°6. - 1soldimix - 100 unidades de perno broca 2”. - 100 unidades de perno para madera 2”. - 1 interruptor. - 1cinta de aluminio de 2” x 2mml de espesor.

3. Analizar el funcionamiento del motor.

4. Se decidió tener una mesa de 1m x 0.5m y luego empezamos a poner los rieles para que la mesa este guiada asi como se muestra en la imagen. 20

5. Soldamos y fijamos bien con soldadura a los ejes. Todo bien alineado.

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6. -Fijar al motor un brazo de acero soldado. -luego el motor a la mesa. -La mesa en 2 partes. Una adherido al cuerpo del motor y la otra adherido a al bazo del motor. Y todo el peso de la mesa quedara asentado en los rieles. Para que el motor solo empuje. Como se muestra en las fotos.

7. Colocación de e instalación de corriente para la mesa. En este paso hemos sacado los reguladores de energía del motor y sacado afuera a un costado de la mesa. Así como se aprecia en la foto.

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8. Colocación de la tapa superior de la mesa.

9. ESTRUCTURA SOLO PÓRTICO:

-

Es una estructura de 2 niveles con 30 cm de altura cada nivel. En lo ancho y largo tiene 30 cm respectivamente. Y sus columnas representativas con de 2.5cm x 2.5mml. de aluminio. Tuene una base que va pegado a la mesa de 40 cm. El material que fue usado fue OSB (LO MISMO QUE LA MESA).

10. ESTRUCTURA DE PÓRTICOS CON ARRIOSTRES: -

Es una estructura de 2 niveles con 30 cm de altura cada nivel. En lo ancho y largo tiene 30 cm respectivamente. Y sus columnas representativas con de 2.5cm x 2.5mml. de aluminio. Tuene una base que va pegado a la mesa de 40 cm.

-

El material que fue usado fue OSB (LO MISMO QUE LA MESA). Tiene tubos en cada piso representando a los arriostres con una dimensión de ½” de diámetro. 23

11. DINAMICA DE LOS EDIFICION: Como ultima maqueta tenemos una ilustración para ver cómo se comporta la dinámica de los edificios con respecto a la rigidez y la masa. Consta de una base de OSB, con 3 varillas de aluminio y 3 pelotas de goma insertada en las varillas.

DESCRIPCION DEL PROYECTO VIBRACIONES DETERMINACION DEL PERIODO 24

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APORTE Y VALOR SOCIAL DEL PROYECTO

El dispositivo para simulación de sismos a escala tendrá como aporte nuevos desarrollos en la ingeniería, especialmente en la ingeniería civil, abriendo la puerta a la investigación en el área de dinámica de suelos y estructuras, buscando el desarrollo de mejores sistemas sismo-resistentes, también permitirá a los estudiantes de ingeniería tener la posibilidad de observar este fenómeno natural no solo desde la teoría sino también desde la práctica, incentivándolos a profundizar en esta área para que generen nuevas ideas y nuevos diseños.

Su aporte social es muy importante porque brindara a los diseñadores y ingenieros la confianza en sus construcciones y estructuras las cuales serán más resistentes ante un sismo de escala considerable, lo que generara también un sentimiento de confianza y seguridad en la población en general, que ante un sismo tendrán más posibilidades de sobrevivir y sus pérdidas materiales no serán tan elevadas a como lo habrían podido ser.

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CONCLUSIONES

El dispositivo para generar sismos a escala es una buena alternativa ante los diferentes equipos disponibles, cumple la misma función a pesar de lo sencillez que presenta su diseño, también es una alternativa económica.

Se utilizaron sensores de movimiento para poder hallar con más precisión, el desplazamiento de la estructura sin arriostres cuando la mesa se encontraba en movimiento, así como la frecuencia y el periodo.

Gracias al uso de arriostres en la otra estructura se logró demostrar que el movimiento unidireccional de la mesa no afecto a la estructura arriostrada es decir no causo ningún desplazamiento, volviendo más rígida la estructura y disipando así la energía del sismo.

Ante proyectos donde los temas relacionados tienen un alto grado de complejidad, como los relacionados al estudio de la sísmica y la dinámica estructural, lo recomendable es acotar el proyecto de modo que se pueda llegar a soluciones más sencillas.

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RECOMENDACIONES

Para la fabricación de los diferentes elementos y montajes de los mismos y de más equipos se debe tener un minucioso cuidado con la exactitud de las medidas suministradas en el presente trabajo.

Para la construcción y la toma de medidas en cuanto a la velocidad, el tiempo y la aceleración de la mesa vibratoria y el análisis de su interacción con el edificio se debe contar con el asesoramiento de un Ingeniero Civil , todo esto con el fin de garantizar el correcto funcionamiento y eficiencia de los equipos.

Se debe seguir realizando pruebas para observar cómo se comporta el sistema con diferentes cargas sobre la mesa a diferentes velocidades, puesto que el sistema debe cambiar su comportamiento.

Se debe tener cuidado con el uso del equipo debido que se podría averiar por su mala manipulación, por tal motivo siempre tratar de trabajar con velocidades pequeñas sin tratar de forzarlo para que así se mantenga con buen funcionamiento a largo plazo.

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LINKOGRAFIA

https://es.scribd.com/document/259746277/Proyecto-Mesa-Vibratoria

http://www.acreditacionfic.uni.edu.pe/files/MesaVibradora.pdf

http://www.umng.edu.co/documents/10162/4585612/articulo_6.pdf

http://www.scielo.org.co/pdf/cein/v23n1/v23n1a06.pdf

https://es.scribd.com/document/225736070/Proyecto-Mesa-Vibratoria

https://es.scribd.com/doc/51966739/Arriostramiento

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ANEXOS

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