Evaluation of the dynamic properties of a 2D-frame (MDOF) in a shake table

Main Article Content

Andrea Tapia Andrade https://orcid.org/0000-0001-9701-8458
Wilson Torres Berni https://orcid.org/0000-0001-6264-2664

Abstract

At present, the study of structural dynamics is mainly theoretical with access to certain simulations through software, however, this project attempts that the student may understand and physically observe the dynamic responses of experimental models. These models correspond to 2D - frames with multiple degrees of freedom that are subjected to acceleration in the base; this acceleration is generated by a Shake Table II, and the results obtained will be compared with theoretical results. These theoretical results were obtained based on modal decomposition and Newmark's method for calculating the dynamic response, considering the linear variation in the acceleration of each floor. The application developed, ATH Dynamic Responses, provided the theoretical responses through a graphical interface friendly for the user. The experimental models are constituted by two materials: stainless steel for frame legs and acrylic sheets for floors; these were tested on a Shake Table II”. The data was acquired using accelerometers that were placed in each floor and in the shake table, and they were corrected both by baseline and with the low pass filter. The results obtained show that the instrumentation with the Shake Table II and the data acquisition with accelerometers provide results similar to the theoretical ones regarding dynamic responses and modal properties.
Abstract 64 | PDF (Español (España)) Downloads 27 PDF Downloads 27 EPUB (Español (España)) Downloads 0

References

[1] INEC, Reconstruyendo las cifras luego del sismo. Memorias. Instituto Nacional de Estadísticas y Censos. Ecuador, 2017. [Online]. Available: https://bit.ly/3gEu4Al
[2] Instituto Geofísico. (2020) Cuatro años después del terremoto de Pedernales: un testimonio sobre el peligro sísmico en el Ecuador. [Online]. Available: https://bit.ly/3dW198V
[3] MIDUVI, Norma ecuatoriana de la construcción. NEC-SE-DS. Cargas Sísmicas. Diseño Sismoresistente. Ministerio de Desarrollo Urbano y Vivienda. Ecuador, 2014. [Online]. Available: https://bit.ly/3xpr2FY
[4] D. Gutiérrez Calzada, Sistema de múltiples grados de libertad. Análisis modal espectral. Universidad Autónoma del Estado de México. México, 2018. [Online]. Available: https://bit.ly/3dSSQe2
[5] D. Henao Ángel, “Identificación de las propiedades dinámicas de una estructura sometida a vibración ambiental empleando análisis espectral,” Master’s thesis, 2013. [Online]. Available: https://bit.ly/3sQd7Fu
[6] QUANSER, “SHAKE TABLE II bench-scale single-axis motion simulator,” QUANSER INNOVATE EDUCATE, Tech. Rep., 2020. [Online]. Available: https://bit.ly/3tWivbj
[7] J. E. Hurtado Gómez, Introducción de la dinámica de estructuras. Universidad Nacional de Colombia, sede Manizales, 2000. [Online]. Available: https://bit.ly/3ezgOKC
[8] B. A. Guaygua Quillupangui, V. N. Colcha Guachamín, and E. L. Tibán Guacollante, “Estudio comparativo del comportamiento dinámico de modelos estructurales teóricos y modelos estructurales experimentales,” 2018. [Online]. Available: https://bit.ly/3gJDR8i
[9] P. X. Villalba Nieto, A. I. Cepeda Aveiga, and N. A. Hipocuro Simbaña, “Análisis de las frecuencias fundamentales de modelos estructurales con excitaciones sísmicas,” 2019. [Online]. Available: https://bit.ly/3dXrBio
[10] L. W. Morales Gubio, P. E. Chimarro Quishpe, and M. G. Coronel Armas, “Análisis de una estructura de un edificio de 9 piso a escala en Quito, sometido a cargas sísmicas en la mesa de vibración,” 2018. [Online]. Available: https://bit.ly/32Ts5A4
[11] A. K. Chopra, Dinámica de Estructuras. Pearson Educación de México, 2014. [Online]. Available: https://bit.ly/3dROhkd
[12] Y. Bai and Z.-D. Xu, Structural Dynmics for Structural Engineers. John Wiley & Sons, Inc., 2019. [Online]. Available: https://bit.ly/3tYARsf
[13] R. R. Craig and A. J. Kurdila, Fundamentals of Structural Dynamics. John Wiley & Sons, Inc, 2006. [Online]. Available: https://bit.ly/2S6J6EK
[14] O. Möller, M. Rubinstein, and J. P. Ascheri, “Análisis del amortiguamiento proporcional a la rigidez tangente en sistemas dinámicos no
lineales,” Asociación Argentina de Mecánica Computacional, vol. XXX, no. 14, pp. 1277–1293, 2011. [Online]. Available: https://bit.ly/3evo9L8
[15] D. J. Inman, Vibration with Control. John Wiley & Sons, Inc, 2017. [Online]. Available: https://bit.ly/3vidqKE
[16] R. Boroschek and F. Hernández, “Corrección de sobreestimación del amortiguamiento en el método de ancho de banda del espectro de
potencia,” in X Chilean Conference of seismology and earthquake engineering. ACHISINA, 2010. [Online]. Available: https://bit.ly/32Uy2wp
[17] M. Paz, Dinámica estructural teoría y cálculo. Editorial Reverté, 1992. [Online]. Available: https://bit.ly/32Pw94l
[18] P. L. Sierra, O. Möller, J. P. Ascheri, and M. Poliotti, “Dinámica estructural, comparación y análisis de la propagación de vibraciones en estructuras,” in XXIII Congreso de Métodos Numéricos y sus Aplicaciones (ENIEF 2017), 2017. [Online]. Available: https://bit.ly/32Wc780
[19] M. Rodríguez, “Análisis modal operacional: Teoría y práctica,” 2005. [Online]. Available: https://bit.ly/3gPU5wm
[20] H. Garzón Molano, “Instrumentación geotécnica. aplicación y soporte para la toma de decisiones,” 2018. [Online]. Available: https://bit.ly/3aF31Ru
[21] L. E. García Reyes, Dinámica estructural aplicada al diseño sísmico. Universidad de los Andes. Bogotá – Colombia, 1998.
[22] R. Aguiar Falconi, Dinámica de estructuras con MatLab. Centro de Investigación Científica, CEINCI – Universidad de las Fuerzas Armada, ESPE, 2006. [Online]. Available: https://bit.ly/3dU0dlC
[23] MathWorks. (2021) Matlab para inteligencia artificial. 1994-2021 The MathWorks, Inc. [Online]. Available: https://bit.ly/2S9ay4I
[24] B. D. Erazo Silva and P. A. Vargas Yépez, “Desarrollo de un software para procesamiento y corrección de registros, y generación de espectros de respuesta sísmica,” 2020. [Online]. Available: https://bit.ly/3u0ZAfB
[25] DataLights. (2020) Soluciones de control e iluminación. Datalights, Cia. Ltda. [Online]. Available: https://bit.ly/3aH2T3U
[26] L. Bustos, F. Zabala, J. Santalucía, and A. Masanet, “Estudio del comportamiento dinámico de un modelo de mampostería encadenada mediante un ensayo en mesa vibratoria,” in JUBILEO, XXIX Jornadas Sudamericanas de Ingeniería Estructural, Argentina, 2020. [Online]. Available: https://bit.ly/2QZYP7W
[27] Computers and Structures. (2021) Sap 2000 computer software for structural and earthquake engineering. [Online]. Available: https://bit.ly/2S75M7Q