Examinando por Autor "Oviedo Amézquita, Juan Andrés"
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Publicación Acceso abierto Calibración de un modelo matemático para determinar el desempeño de un elemento estructural de disipación de energía por deformación para la empresa f´c control y diseño de estructuras S. A. S.Hoyos Aristizábal, Daniel; Oviedo Amézquita, Juan AndrésRESUMEN: Con el objetivo de obtener una herramienta eficiente para la evaluación matemática de disipadores de energía por deformación tipo riostra, se desarrolló un modelo de elementos finitos basado en 6 especímenes construidos a escala real con industria y mano de obra local y llevados a la falla mediante un protocolo de carga que supera el establecido por la norma Colombiana NSR-10. Mediante la exposición sencilla y detallada del comportamiento teórico de una riostra que surge de éste proyecto, se espera aumentar la confianza en el gremio constructor Colombiano para desarrollar nuevos métodos de diseño sismorresitentes en edificaciones locales mediante el uso de disipadores histeréticos. El modelo fue desarrollado a través de la calibración de diferentes parámetros como lo son las propiedades mecánicas de los materiales, el coeficiente de endurecimiento, los tipos y definiciones de elementos matemáticos, entre otros; teniendo siempre presente los resultados experimentales obtenidos. Para la simulación se utilizó el software SimulationMechanical 2014 de Autodesk y se aplicaron cargas cíclicas de tracción y compresión hasta llegar a las deformaciones especificadas en el programa experimental y en la norma. Los resultados de ésta investigación explican el desarrollo de la simulación paso a paso ydeterminan las consideraciones que deben ser tomadas para simular futuros modelos de riostras BRB.Por otro lado se grafica la curva histerética de fuerza – deformación calculada por el software seleccionado y se demuestra la necesidad de utilizar modelos no lineales con mayores capacidades al incluir no linealidades simultaneasde pandeo, deformaciones plásticas, estabilización de partes por contacto y cargas cíclicas en el tiempo. La principal conclusión de ésta investigación determina la capacidad máxima del software SimulationMechanical y especifica el proceso de simulación y modelación de una riostra BRB.Publicación Acceso abierto Comparación de mallas para el análisis de convergencia en el modelo de elementos finitos de un aerogenerador(Universidad EIA, 2024) Fernando Gómez Ferrer; Pineda Montoya, Juan David; Oviedo Amézquita, Juan AndrésRESUMEN: existe un vacío en el conocimiento sobre los análisis de convergencia de malla para elementos finitos en modelos de aerogeneradores, lo que impide que los modelos trabajen de manera eficiente, resultando en tiempos de procesamiento prolongados o resultados imprecisos, lo que representa una pérdida de tiempo y recursos económicos y puede obstaculizar proyectos esenciales para la transición energética. Este trabajo de grado investiga la convergencia de la malla en el modelo de elementos finitos de un aerogenerador en Llanogrande, Colombia. El objetivo principal es seleccionar el tamaño de malla que proporcione resultados precisos y exactos en términos de esfuerzos y desplazamientos, con una precisión mínima del 0.1\% y una discontinuidad máxima del 5\%, lo que quiere decir que los valores entre una malla y la siguiente evaluada muestren una convergencia a un valor 'real' con una variación del 0.1\% y que el resultado medido entre elementos contiguos dentro de un mismo modelo no deben diferir en más del 5\%; Para conseguir el objetivo, se empleó el método de elementos finitos (MEF), que permite analizar estructuras complejas discretizándolas en elementos más simples. Se realizaron pruebas con diferentes tamaños de malla y se evaluaron los resultados bajo diversas fuerzas de prueba. La malla óptima se determinó mediante un análisis comparativo, concluyendo que la malla con un tamaño de elemento de 15.8 mm proporcionó una precisión superior al 0.1\%, con un tiempo de procesamiento de poco más de dos minutos. La convergencia de los resultados de las diferentes iteraciones mostraron que los parámetros y criterios de convergencia utilizados son efectivos para encontrar una malla con un tiempo de procesamiento adecuado. En busca de esta convergencia analizó y estudio el comportamiento de diferentes puntos de la estructura, para hacer las comparaciones correspondientes, entre estos puntos se analizaron los ubicados en los extremos tanto superior como inferior y el punto donde se encontraban los esfuerzos y deformaciones máximas. De estos análisis se pudo identificar que los tres puntos mencionados no son ideales para evaluar la convergencia, ya que en los extremos la concentración de esfuerzos provoca divergencias, y los valores máximos pueden cambiar de posición. Estos hallazgos son relevantes para mejorar el diseño de mallas en modelos de elementos finitos, permitiendo obtener una malla óptima según el uso previsto del modelo.Publicación Acceso abierto Comparación del comportamiento estructural en edificaciones controladas sísmicamente con un amortiguador de masa sintonizada (Tuned Mass Damper)(Universidad EIA, 2018) Urrego Gómez, Pedro; Oviedo Amézquita, Juan AndrésLas investigaciones realizadas por los anteriores autores son un punto de partida para realizar una investigación sobre el TMD enfocada al contexto nacional de manera que contribuya a la comprensión de los fenómenos físicos asociados al TMD como el amortiguamiento y la disminución de daños. Las técnicas de control sísmico también traen un beneficio económico en la construcción de las edificaciones y, por lo tanto, con este trabajo se pretende comenzar a fomentar confianza para implementarlas en Colombia. Si esto se logra, se puede pensar en la posterior elaboración de una nueva normativa sismorresistente en la que las investigaciones locales aporten para que se incluyan apartes de diseño por desempeño y sistemas de control de respuesta sísmica. Se ha investigado sobre el TMD que para cargas sísmicas han mostrado que la gran aplicación del TMD es la disminución de los daños estructurales por encima de la reducción de las deformaciones máximas, debido a que las edificaciones se conciben para que salgan del rango lineal luego de que ocurra el sismo de diseño. Este trabajo muestra el comportamiento estructural de una estructura de 10 pisos con tres nivele de ductilidad diferentes (R=3, R=5 y R=7) adecuada con un TMD sometida a 8 sismos. El comportamiento estructural se estudió por medio de las variables: índice de daño, desplazamiento de piso y aceleración de piso. Variables como la relación de masa entre la estructura y el TMD, el amortiguamiento del TMD y la relación de frecuencias entre el TMD y la estructura fueron también analizadas mediante una sensibilidad cambiando esos parámetros. El resultado de esta investigación muestra que la efectividad del TMD para mejorar el desempeño estructura es un fenómeno sismo-dependiente.Publicación Acceso abierto Comparación económica de la demanda de ductilidad de una estructura con aisladores sísmicos elastoméricos(Universidad EIA, 2016) Baena Urrea, José Fernando; Oviedo Amézquita, Juan AndrésLos aisladores sísmicos elastoméricos han tenido buenos resultados en países alrededor del mundo. En colombia no hay una implementación frecuente de estos dispositivos ni de otros sistemas de control en edificaciones. Los aisladores sísmicos podrían ser una fuente de ahorro en las construcciones colombianas sin dejar de lado aspectos de seguridad. Se ha demostrado a través de investigaciones y en la práctica que los aisladores sísmicos elastoméricos aumentan el periodo fundamental de las edificaciones y proveen amortiguamiento extra, lo que conlleva a una reducción de la aceleración y velocidad de diseño. Por lo tanto, se quiere investigar los beneficios de utilizar los aisladores sísmicos en el aspecto de las demandas ductilidad y demandas de disipación de energía. Las demandas de ductilidad y las demandas de disipación de energía de las estructuras se encontrarán por medio de un análisis no lineal tiempo historia. Luego, se encontrarán la respuesta de cada uno de los miembros de la estructura y se analizarán los daños por medio del índice de daño de park, ang y wen para cuantificar costos de reparación.Publicación Sólo datos Demanda de deformación en edificaciones con y sin disipadores de energía(Universidad EIA, 2013) Garza Agudelo, Luis Huitzi; Henao Muñoz, Santiago; Oviedo Amézquita, Juan AndrésEste trabajo tiene como objetivo analizar el comportamiento de la demanda de deformación en estructuras aporticadas de concreto reforzado con y sin disipadores de energía cuando están sometidas a fuerzas sísmicas.Publicación Acceso abierto Demanda de deformación en edificaciones porticadas de concreto reforzado con sistemas de disipación de energía(Universidad EIA, 2015) Gómez Minotas, Valentina; Oviedo Amézquita, Juan AndrésEl objetivo de este trabajo consiste en evaluar la predicción de la demanda de deformación en estructuras de concreto reforzado luego de adicionar disipadores histeréticos. Los sistemas de disipación de energía disminuyen la vulnerabilidad sísmica de una edificación, incrementan el amortiguamiento y minimizan los daños estructurales causados por sismos moderados o severos. Estos sistemas no se han implementado en Colombia como métodos de análisis en el diseño estructural por el desconocimiento de los diseñadores y constructores sobre el comportamiento sísmico de edificaciones con estos procesos innovadores. Por esto se plantea un modelo para predecir el cociente de demanda de deformación que relaciona la máxima deformación del sistema con disipadores Δ’max y sin disipadores Δmax expresada como Δ’max/Δmax. Este modelo considera que la energía de entrada del sistema sin disipadores es igual a la energía de entrada del sistema con disipadores multiplicada por un factor de corrección ajustado ϕ’. Éste simboliza un cambio en el período y la rigidez del sistema al adicionar disipadores, variando así la cantidad de energía de entrada. Además, ϕ’ explica el valor necesario para que la predicción de Δ’max/Δmax de cada estructura sea igual al valor real de este cociente. Para analizar Δ’max/Δmax se diseñaron 5 edificios de 2, 4, 6, 8 y 10 pisos y se desarrollaron 5 modelos equivalentes de un sólo grado de libertad (SDOF). Se instalaron disipadores histeréticos modificando sus propiedades mecánicas y los modelos fueron sometidos a 30 registros sísmicos escogidos según un perfil de suelo tipo C y la presencia de un pulso con una frecuencia de 1-2 s en el registro de velocidad (“killer-pulse”). A diferencia de investigaciones anteriores, en este trabajo se ajustaron los espectros de respuesta de velocidad y energía al espectro de velocidad de diseño y a un espectro de energía supuesto para representar adecuadamente la intensidad sísmica de la NSR-10. Los registros se modificaron garantizando demandas de deformación similares entre los registros para que el comportamiento inelástico de las estructuras sea comparable. De esta forma se minimiza la variabilidad de la energía de entrada al sistema, obteniendo así una correlación más precisa de Δ’max/Δmax de cada modelo. Los parámetros analizados fueron: input de energía, desplazamiento máximo, aceleración, ductilidad, entre otros. Después de ejecutar los análisis no lineales se plantearon ecuaciones para estimar ϕ’ para cada sismo y modelo SDOF en función de las características de los disipadores y de un factor de corrección teórico ϕteórico obtenido mediante relaciones empíricas. Los resultados mostraron una disminución considerable en las deformaciones máximas y en la demanda de ductilidad luego de disponer los disipadores histeréticos en las estructuras. Finalmente se obtuvo una mejor correlación entre las deformaciones obtenidas por las ecuaciones propuestas y por los análisis no lineales en vista de que se redujo significativamente la variabilidad en el input de energía. Por consiguiente se concluye que la metodología desarrollada es una herramienta adecuada para el diseño preliminar de una edificación porticada de concreto reforzado con disipadores de energía.Publicación Acceso abierto Estudio económico a corto y largo plazo de una edificación aislada sísmicamente en su base mediante aisladores elastoméricos(Universidad EIA, 2014) González Echavarría, Kelly Johana; Pérez Echeverry, Esteban; Oviedo Amézquita, Juan AndrésDiversos estudios realizados dan cuenta de las bondades que representa el uso de dispositivos de control de respuesta sísmica en estructuras. Esta investigación discute acerca de cómo se mejora el desempeño estructural con estos dispositivos, lo cual se traduce en la viabilidad económica de proyectos con aislamiento sísmico por sus beneficios en el corto y largo plazo. El objetivo de la investigación es realizar una estimación de los costos que implica la implementación de aisladores basales como dispositivos de control de respuesta sísmica, adicionalmente se destacan los beneficios en cuanto al desempeño de la estructura y la seguridad de los usuarios y los constructores. Se analizan cuatro estructuras hospitalarias tipo pórtico en concreto reforzado con capacidad de disipación de energía moderada (DMO) ubicadas en la ciudad de Medellín, dos de ellas de seis pisos con igual configuración geométrica salvo que una se concibe empotrada y la otra aislada en la base, las otras dos estructuras son de diez pisos con iguales condiciones estructurales. Se realiza el diseño de las estructuras empotradas bajo el Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente (NSR-10) y de las estructuras aisladas mediante la normativa Estadounidense FEMA 451 junto con la NSR-10. Posterior al diseño se realiza un análisis dinámico no lineal utilizando una serie de registros de aceleraciones de sismos importantes que han sucedido en la historia. Los resultados del análisis permiten determinar el índice de daño de los elementos estructurales mediante el método de Park & Ang, que finalmente conducen a cuantificar costos futuros por reparaciones debido a disminución en daño de elementos estructurales y lucro cesante de operación. Se concluye de la investigación que la implementación de aisladores elastómeros de núcleo de plomo favorecen la economía en el corto plazo por disminución en materiales (acero y concreto) y en el largo plazo porque se garantiza la vida útil de la estructura, no se incurre en lucro cesante por cese de actividades, se disminuyen las aceleraciones de piso y el daño en los elementos estructurales es considerablemente menor que en la estructura empotrada lo cual implica que disminuye el costo de reparaciones en la estructura. Esta investigación pretende incentivar el uso de dispositivos de control de respuesta sísmica dando cuenta de los beneficios que trae consigo esta tecnología, además del beneficio económico que se genera también es de suma importancia la seguridad e integridad de las personas que habitan, laboran o concurren las edificaciones aisladas y evitar calamidades debido a sismos.Publicación Acceso abierto Estudio economico a corto y largo plazo de una edificación aislada sismicamente en su base mediante aisladores elastométricos(Universidad EIA, 2014) Gonzales Echavarría, Kelly Johana; Peréz Echeverry, Esteban; Oviedo Amézquita, Juan AndrésResumen: Diversos estudios realizados dan cuenta de las bondades que representa el uso de dispositivos de control de respuesta sísmica en estructuras. Esta investigación discute acerca de cómo se mejora el desempeño estructural con estos dispositivos, lo cual se traduce en la viabilidad económica de proyectos con aislamiento sísmico por sus beneficios en el corto y largo plazo. El objetivo de la investigación es realizar una estimación de los costos que implica la implementación de aisladores basales como dispositivos de control de respuesta sísmica, adicionalmente se destacan los beneficios en cuanto al desempeño de la estructura y la seguridad de los usuarios y los constructores. Se analizan cuatro estructuras hospitalarias tipo pórtico en concreto reforzado con capacidad de disipación de energía moderada (DMO) ubicadas en la ciudad de Medellín, dos de ellas de seis pisos con igual configuración geométrica salvo que una se concibe empotrada y la otra aislada en la base, las otras dos estructuras son de diez pisos con iguales condiciones estructurales. Se realiza el diseño de las estructuras empotradas bajo el Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente (NSR-10) y de las estructuras aisladas mediante la normativa Estadounidense FEMA 451 junto con la NSR-10. Posterior al diseño se realiza un análisis dinámico no lineal utilizando una serie de registros de aceleraciones de sismos importantes que han sucedido en la historia. Los resultados del análisis permiten determinar el índice de daño de los elementos estructurales mediante el método de Park & Ang, que finalmente conducen a cuantificar costos futuros por reparaciones debido a disminución en daño de elementos estructurales y lucro cesante de operación. Se concluye de la investigación que la implementación de aisladores elastómeros de núcleo de plomo favorecen la economía en el corto plazo por disminución en materiales (acero y concreto) y en el largo plazo porque se garantiza la vida útil de la estructura, no se incurre en lucro cesante por cese de actividades, se disminuyen las aceleraciones de piso y el daño en los elementos estructurales es considerablemente menor que en la estructura empotrada lo cual implica que disminuye el costo de reparaciones en la estructura. Esta investigación pretende incentivar el uso de dispositivos de control de respuesta sísmica dando cuenta de los beneficios que trae consigo esta tecnología, además del beneficio económico que se genera también es de suma importancia la seguridad e integridad de las personas que habitan, laboran o concurren las edificaciones aisladas y evitar calamidades debido a sismos.Publicación Acceso abierto Modelo de análisis no lineal dinámico simplificado para la predicción de la respuesta sísmica de pórticos de concreto con disipadores de energía(Universidad EIA, 2012) Londoño Piedrahíta, Cristian Camilo; Oviedo Amézquita, Juan AndrésEn general, el método de diseño estructural puede resumirse en dos grandes etapas: una etapa de diseño y otra de verificación. En el código japonés ya se implementó, para la etapa de verificación, un modelo de un grado de libertad (SDOF) que busca reducir la complejidad de estructuras de pórticos de concreto reforzado como un sistema de múltiples grados de libertad (MDOF), permitiendo incluso el análisis de este tipo de estructuras en las que se instalan disipadores de energía por deformación. Esta simplificación se realiza con técnicas de linealización que han demostrado tener un buen acercamiento a la respuesta sísmica de la estructura al cumplir ciertas condiciones.Publicación Acceso abierto Pórticos de concreto reforzado equipados con riostras metálicas restringidas contra pandeo. Viabilidad económica para el caso colombiano(Universidad EIA, 2012) Giraldo Rincón, Juan Felipe; Peláez Olano, Andrés; Oviedo Amézquita, Juan AndrésEn Colombia, debido al desconocimiento de las técnicas de análisis y diseño sismorresistente para edificaciones que usan estas riostras y de las ventajas que trae su uso estructural, aún no se han dado grandes avances en la implementación de tales dispositivos en edificaciones. Es por esto que este Trabajo de Grado tiene como objetivo implementar en un hospital de pórticos de concreto reforzado las riostras metálicas con pandeo restringido, para compararlo con uno que no las usa y determinar los posibles beneficios económicos que estos dispositivos pueden traer. Se escogió un hospital porque son estructuras fundamentales para el cuidado y atención de los ciudadanos cuando ocurre un sismo, por lo que deben permanecer en pie y sin daños graves.
