Post on 15-Dec-2015
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Este proyecto será realizado para identificar los efectos generados
por las vibraciones en las estructuras. Teniendo en cuenta que las
infraestructuras civiles suelen sufrir severos problemas debido a
vibraciones. Estas vibraciones son producto de actividad sísmica y la
actividad humana de innumerables litigios (Tránsito vehicular, paso de
trenes actividades de construcción, explosiones en canteras).
INTRODUCCION
OBJETIVO GENERAL
Identificar los efectos generados por las vibraciones en las estructuras.
OBJETIVOS
OBJETIVOS ESPECIFICICOS:
• Describir cómo se desarrollan las vibraciones mecánicas
• Identificar las fuentes generadoras de vibraciones.
• Indagar sobre los efectos producidos por las vibraciones en las estructuras.
• Analizar las normas diseñadas para contrarrestar los efectos de vibraciones en las estructuras.
OBJETIVOS
Es de suma importancia analizar el impacto que generan las ondas
sobre las estructuras cuando son sometidas a constantes efectos
naturales y/o mecánicos generados por actividad humana, por lo
que resulta conveniente dar respuesta al interrogante:
¿Cuáles son las vibraciones y de qué manera afectan a las
estructuras?
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
En el estudio de las actividades sísmicas y demás fuentes de
vibraciones es importante por el efecto que soportan las obras civiles,
edificaciones yo demás infraestructura de interés para la sociedad
humana. Se considera de real importancia el estudio del mismo debido
que, como lo mencionan (Oviedo & Duque, 2006) más del 85% de la
población colombiana se localiza en zona de convergencia de
tectónicas, cifra que se considera alta y más aún, expuesta a una
amenaza sísmica entre intermedia y alta.
JUSTIFICACIÓN
METODOLOGIA DE INVESTIGACIÓN
La presente investigacion se realiza bajo el enfoque de tipo descriptivo, teniendo como referencia la metodología que, como lo establece, (Méndez, 2001) “la investigación descriptiva hace una reseña del estado actual de algún fenómeno”; por tanto el propósito de la investigación es describir la situación prevalente en el momento de realizar el estudio, de esta forma la investigación descriptiva, pretende analizar la forma en que se desarrollan las vibraciones mecánicas, y la incidencia que tiene esta sobre las construcción.
Según (Torres, Pérez, & Terán, 2009) El movimiento ondulatorio
es el proceso por el cual se propaga energía de un lugar a otro
sin transferencia de materia, mediante ondas, cuando estas
ondas necesitan un medio material, se llaman ondas
mecánicas.
VIBRACION
Si se produce una vibración en un punto de un medio elástico,
esta se transmite a todos los puntos de éste. Las ondas
mecánicas son las perturbaciones que se transmiten por este
medio. Cuando una partícula se mueve desde un punto
extremo, hasta el otro y vuelve (pasando dos veces por la
posición de equilibrio), se dice que ha hecho una oscilación o
vibración completa.
VIBRACION
Según (Dolores & Ruiz, 2014). Es posible distinguir diferentes tipos
de ondas atendiendo a criterios distintos:
Según la forma en que se propaga la onda.
Según necesiten un medio material para su propagación o según
el tipo de energía que transporta la onda.
Según la relación existente entre la dirección de vibración de la
propiedad perturbada y la dirección de propagación de la onda.
TIPOS DE VIBRACIONES
Según (Benjumea, 2003), en su investigación titulada " vibraciones
causadas por actividad humana: caracterización, efectos y manejo en la
ingeniería civil”. Establece que las vibraciones que mayor atención han
recibido en la Ingeniería civil son las causadas por terremotos, debido a
su enorme potencial de daño. Existen vibraciones, generadas por el ser
humano, que son de gran importancia, porque también pueden incidir
en la integridad de las estructuras. Su conocimiento, evaluación y control
es creciente, a medida que las fuentes de estas vibraciones aumentan
presencia y potencia.
ANTECEDENTES
En el trabajo investigativo Medición e interpretación de vibraciones
producidas por el tráfico en Bogotá D.C. Realizado por (Vacca, Rodríguez,
& Ruiz, 2011). Puntualizan sobre los efectos causados por las altas
niveles de amplitud de las vibraciones generadas por el tráfico en
Bogotá D.C. los autores afirman que dichas vibraciones dependen entre
otros aspectos, de las características mecánicas de los suelos; teniendo
en cuenta los planes futuros de construcción de sistemas transporte en
Bogotá.
ANTECEDENTES
Según (Duque, 2015), presenta un análisis de la estimación del riesgo de
daño debido a las vibraciones producidas por maquinaria pesada
trabajando en zonas urbanas cerca de viviendas, permitiendo
comprender la incidencia de la distancia de la fuente (o maquinaria) a la
vivienda de tal manera que se pueda valorar los posibles riesgos a los
que se verá sometida la edificación de acuerdo a estándares
internacionales.
ANTECEDENTES
El artículo Sistemas de control de respuesta sísmica en
edificaciones” publicado por (Oviedo & Duque, 2006). Presenta un
compendio del tema de los sistemas de control de respuesta
sísmica en edificaciones. Se realiza una presentación general del
concepto físico de balance de energía en un sistema estructural,
se identifican los diferentes tipos de energía y se relacionan los
sistemas para el control de res puesta sísmica con el tipo de
energía que disipan
ANTECEDENTES
FUENTES GENERADORAS DE VIBRACIONESSe logra identificar las fuentes generadoras de vibraciones, que
inciden en las estructuras:
las vibraciones generadas por actividad sísmica, definida por
(Inaudi, 2005), quien afirma que estas vibraciones son reconocidas
por su enorme potencial de daño.
vibraciones generadas por el ser humano, según lo afirma
(Benjumea, 2003) en actividades de voladuras, áreas de
construcción, tráfico vehicular.
VIBRACIONES GENERADAS POR ACTIVIDAD SISMICA.
El movimiento del suelo producido por la liberación de
energía del terremoto impone movimientos en la
fundación de un edificio, los que a su vez producen
deformaciones en el mismo.
Ondas de cuerpo Ondas superficiales
VIBRACIONES GENERADAS POR ACTIVIDAD SISMICA.
• Ondas de compresión.
• Ondas de corte
• Ondas Rayleigh
• Ondas de love
VIBRACIONES GENERADAS POR ACTIVIDAS HUMANA
Las vibraciones de causa humana requieren otro tipo de enfoque en su
evaluación y control, que las causadas por sismos, por varias razones:
Por el mismo hecho de su causa - humana - estas vibraciones son
controlables, si se entienden bien su generación, características y
efectos.
No pueden llegar a tener la intensidad de movimientos sísmicos,
pero son mucho más frecuentes
VIBRACIONES GENERADAS POR VOLADURASSegún lo menciona (Cahill, 2011), en el
proceso de extracción de mineral, es
necesario realizar voladuras en minas a
cielo abierto; dichas voladuras producen
inevitablemente vibraciones. En los
efectos de vibraciones accionadas por
voladuras, internacionalmente se han
establecidos límites máximos admisibles a
los niveles de vibración generados por
voladuras en la minería.
VIBRACIONES GENERADORAS EN ÁREAS DE CONSTRUCCIÓN.Uno de los inconvenientes más
frecuentes se presenta cuando se
inician las labores con maquinaria
pesada, la cual genera vibraciones
ocasionando incomodidad y
malestar en las viviendas
circunvecinas y sus ocupantes.
VIBRACIONES GENERADORAS EN ÁREAS DE CONSTRUCCIÓN.Dado al área de construcción se destacan
las máquinas de movimiento alternativo
con componentes tanto rotativos como
alternativos (motores diésel y ciertos
tipos de bombas y compresores). Se
incluyen además equipos utilizados en la
construcción, con retroexcavadoras,
volquetas, compresores, motobombas,
martillos, cargadores, vibro
compactadores.
VIBRACIONES DEBIDAS A TRAFICO VEHICULARComo lo menciona (Vacca, Rodríguez, & Ruiz, 2011). Las vibraciones causadas por el tráfico vehicular pueden generar daños en las edificaciones cercanas y problemas o molestias a las personas. Estos efectos pueden ser importantes en función del nivel de amplitud de las vibraciones, la cual depende, entre otros aspectos, de las características de los suelos.
EFECTOS NEGATIVOS, OCASIONADAS POR LAS VIBRACIONES EN LAS ESTRUCTURAS
Como lo describe (Instituto Nacional de Tecnología Industrial, 2015) Las vibraciones continuadas, pueden producir en las estructuras de los edificios, A continuación se presentan las posibles deformaciones que se presentan sobre las estructuras:
Rotura, agrietamiento o fisuras en paredes o forjados del edificio.
Empeoramiento de patologías existentes por otras causas de elementos estructurales o no estructurales.
NORMATIVAS INTERNACIONALES
Norma Sismo resistente Colombiana NSR-10.
Una edificación diseñada siguiendo los requisitos de este Reglamento, debe ser capaz de resistir, además de las fuerzas que le impone su uso, temblores de poca intensidad sin daño, temblores moderados sin daño estructural, pero posiblemente con algún daño a los elementos no estructurales y un temblor fuerte con daños a elementos estructurales y no estructurales pero sin colapso.
NORMATIVAS INTERNACIONALES
Normativa DIN 4150, Parte 3 (1999)
La normativa alemana DIN 4150 en su tercera parte trata los efectos en edificios y sus elementos estructurales de vibraciones de carácter internas o externas. Para la valoración mediante este criterio, las velocidades, las frecuencias o las tensiones debidas a las cargas dinámicas si es necesario, se comparan con los valores del criterio.
NORMATIVAS INTERNACIONALES. EEUU - USBM RI8507 Es un reporte de investigación del departamento de minas de EEUU (USBM U.S. Bureau of Mines). Aunque la RI8507 no es una norma, sus valores han sido aceptados en todo el mundo como umbrales para daño cosmético en viviendas debido a vibraciones causadas por voladuras.
CONCLUSIONES
En este proyecto, se logró examinar las fuentes de vibraciones, que pueden generar daño en una edificación. asimismo se esbozaron las diferentes criterios de aceptación de vibraciones según parámetros de afectación estructural descritos de normas internacionales, y modelos constructivos.
CONCLUSIONESEn el que se afirma que el uso de los sistemas no convencionales de control de respuesta sísmica es cada vez más común en el mundo y constituye una técnica imprescindible en las edificaciones modernas. Aunque la implantación de estas técnicas puede implicar un costo inicial mayor, el beneficio y la economía se cumplen en el momento de un sismo.