Análisis dinámico de vibraciones bajo cargas peatonales para una pasarela en base a modelos matemáticos
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Date
2015
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Abstract
Today, the introduction of new resistant material and the development of
construction technology have created a tendency to design lighter and slender
footbridges. The excessive vibrations caused by dynamic loads of pedestrians
may affect the serviceability of footbridges because of improper design, making
them unusable and abandoned by the risk and inconvenience posed to users.
The building codes imposed in the country do not consider the analysis of
dynamic loads caused by pedestrians when walking. This leads to uncertainty
about the structural response and serviceability during the useful life of the
structure. In this thesis, we present the study and analysis of the forces that
generate vertical and horizontal vibrations produced by a pedestrian or a group
of pedestrians by using mathematical models. Algorithms in MATLAB of the
model or periodic load and Nakamura are developed for the analysis of footbridge
provided by the MTOP. The objective of this analysis is to obtain an estimation of
the maximum acceleration produced by the vibration and its comparison with the
considerations made by the existing guides and standards such as BS 5400, ISO
10137, AASHTO LRFD GUIDE, EUROCODE and BRO 2004. To validate the
methodology and results obtained, it was performed a comparison with the
criteria of level of comfort and service in terms of acceleration and displacement.
Resumen
En la actualidad, con la introducción de nuevos materiales resistentes y el desarrollo de la tecnología de la construcción se ha creado una tendencia a diseñar pasarelas peatonales más ligeras y esbeltas. Las vibraciones excesivas producidas por cargas dinámicas de los peatones pueden afectar la capacidad de servicio de la pasarela debido a un diseño inapropiado, siendo inutilizables y abandonadas por el riesgo y la incomodidad que representan para los usuarios. Los códigos de la construcción impuestos en el país no consideran el análisis de cargas dinámicas producidas por los peatones al caminar, lo que conduce a cierta incertidumbre sobre la respuesta estructural y sobre la serviciabilidad durante el periodo de vida útil de la estructura. En esta tesis se presenta el estudio y análisis de las fuerzas que generan vibraciones verticales y horizontales producidas por un peatón o un grupo de peatones mediante el uso de modelos matemáticos. Se elaboraron algoritmos en MATLAB del modelo de carga periódica y de Nakamura para el análisis de una pasarela proporcionada por el MTOP. El objetivo del análisis es la estimación de la aceleración máxima producida por la vibración y su comparación con las consideraciones realizadas por los guías y normas existentes tales como la BS 5400, ISO 10137, GUÍA AASHTO LRFD, EUROCÓDIGO Y BRO 2004. Para la validación de la metodología y los resultados obtenidos se realizó una comparación con los criterios de nivel de confort y servicio en términos de aceleración y desplazamiento.
Keywords
Ingeniería Civil, Análisis de vibración, Pasarela
Citation
Código de tesis
Código de tesis
TI;998