Metodología para la obtención de las propiedades dinámicas de edificios de concreto a partir de vibraciones ambientales

Abstract

En esta tesis se propone una metodología para obtener las propiedades dinámicas de edificaciones de concreto a partir de la medición de vibraciones ambientales. El objetivo principal es contribuir a la reducción de la vulnerabilidad sísmica en estructuras mediante la implementación de técnicas de monitoreo dinámico. Para ello, se realizaron mediciones en el edificio de aulas de ciencias "Gloria Amparo Galeano Garcés" ubicado en el campus de la Universidad Nacional de Colombia, sede Bogotá. Se utilizó un acelerómetro de alta precisión (SENSR CX1) para captar las vibraciones en diferentes puntos de la edificación, lo que permitió registrar aceleraciones en los tres ejes principales (X, Y, Z). Los datos obtenidos fueron procesados utilizando la Transformada Rápida de Fourier (FFT), con el fin de identificar los periodos naturales de vibración.

El análisis de los resultados mostró una buena correlación entre los periodos obtenidos a partir de las vibraciones ambientales y aquellos calculados mediante un análisis modal utilizando el software ETABS, en especial para los primeros modos de vibración, que son los más relevantes en términos de respuesta estructural. Sin embargo, se identificaron algunas discrepancias en los modos superiores, atribuibles a la alta rigidez de la estructura y su baja altura.

El estudio concluye que la metodología es eficaz para la obtención de las propiedades dinámicas y puede ser aplicada en el monitoreo y análisis de otras edificaciones con características similares. Además, se plantea la necesidad de mejorar la instrumentación sísmica en Colombia para optimizar la captura de datos en tiempo real, lo que permitirá validar modelos estructurales y reducir la vulnerabilidad sísmica de las edificaciones (Texto tomado de la fuente).

This thesis proposes a methodology to obtain the dynamic properties of concrete buildings through the measurement of ambient vibrations. The main objective is to contribute to reducing seismic vulnerability in structures by implementing dynamic monitoring techniques. Measurements were conducted in the science classroom building "Gloria Amparo Galeano Garcés," located on the campus of the National University of Colombia, Bogotá. A high-precision accelerometer (SENSR CX1) was used to capture vibrations at different points of the building, allowing the recording of accelerations in the three main axes (X, Y, Z). The data obtained were processed using the Fast Fourier Transform (FFT) to identify the natural vibration periods.

The analysis of the results showed a good correlation between the periods obtained from ambient vibrations and those calculated through a modal analysis using the ETABS software, especially for the first vibration modes, which are the most relevant in terms of structural response. However, some discrepancies were identified in the higher modes, attributed to the high stiffness of the structure and its low height.

The study concludes that the methodology is effective for obtaining dynamic properties and can be applied to the monitoring and analysis of other buildings with similar characteristics. Additionally, it highlights the need to improve seismic instrumentation in Colombia to optimize real-time data capture, which will allow the validation of structural models and reduce the seismic vulnerability of buildings