Identificación de estructuras sometidas a excitaciones ambientales

AMANI, MARTA; RIERA, JORGE; CURADELLI, OSCAR

Brasilia. Brasil

Jornada; Jornadas Sudamericanas de Ingeniería Estructural; 2004

Asociación Sudamericana de Ingeniería Estructural

La identificación de sistemas constituye un área de creciente interés en ciencia y tecnología. En relación con sistemas estructurales, los parámetros identificados (frecuencias naturales, formas modales, amortiguamiento) pueden usarse para verificar o actualizar modelos analíticos, con el objetivo de reducir la incertidumbre. Técnicas de identificación de sistemas son también esenciales para detectar y evaluar el daño provocado en estructuras por acciones externas durante su vida útil. Adicionalmente, el diseño de dispositivos de control de vibraciones requiere el conocimiento de los parámetros del modelo de la estructura a ser controlada. En muchos casos prácticos de ingeniería civil no es posible medir la excitación, por lo que métodos estocásticos de identificación son de fundamental importancia. En la literatura técnica han sido propuestos procedimientos de este tipo para identificar sistemas excitados por acciones desconocidas, en los cuales se supone que apenas la respuesta de la estructura puede ser medida. Este es el caso, por ejemplo, en estructuras de grandes dimensiones sometidas a la acción del viento, tráfico o ruido ambiental. Para fines de análisis, se admite usualmente que la excitación es una realización de un proceso estocástico estacionario de tipo ruido blanco.  En este trabajo se presenta un método para identificar las características dinámicas de estructuras sometidas a vibraciones ambientales a partir de la medición de la respuesta del sistema. El método se basa en la teoría de los modos normales, que permite la determinación de las frecuencias y amortiguamientos a partir del análisis de la densidad espectral de potencia de las respuestas modales así calculadas. Se presentan ejemplos y se comparan los resultados con los obtenidos con el método denominado SSI-Cov. En el primer caso, se estudia numéricamente un pórtico plano sometido a excitación tipo ruido blanco, en el cual no existe ruido, esto es, error de medición; mientras que el segundo ejemplo describe un estudio experimental sobre el modelo de un edificio de seis pisos, en escala 1:50, construido en aluminio. El modelo es sometido a una aceleración en la base, del mismo tipo que en el caso anterior, mediante una mesa vibratoria y la respuesta medida por medio de acelerómetros instalados en cada piso. Sobre esa evidencia se establecen conclusiones sobre la viabilidad del método.