Simulación estocástica de cargas para análisis dinámico de estructuras en ingeniería civil

Abstract

El presente Trabajo Fin de Máster, con título Simulación Estocástica de Cargas para Análisis Dinámico de Estructuras en Ing. Civil, parte de la revisión de una serie de metodologías para la generación de cargas estocásticas debidas a la acción del viento y a la acción sísmica. De acuerdo al estudio realizado, dichas metodologías se pueden dividir en dos grandes grupos: métodos basados en espectros de referencia y métodos basados en filtros digitales. Los primeros son más sencillos de implementar, si bien requieren una mayor exigencia computacional que los segundos. Realizada la revisión de metodologías se han escogido dos casos particulares, ambos basados en espectros de referencia, para la generación, por un lado, de señales sísmicas artificiales y, por otro lado, de historias de velocidad de viento turbulento. Ambas metodologías han sido implementadas, a través del software MatLab, en una interfaz gráfica de usuario: SimulAcel© para el caso de señales sísmicas, y WindMaker© para el caso de historias de viento. El objetivo ha sido, en todo momento, crear herramientas versátiles que permitan la obtención de series temporales de cargas para su uso en análisis estructurales dinámicos. Tras la implementación de las metodologías y la creación de las interfaces gráficas, se ha realizado una aplicación práctica para probar las señales generadas. A tal efecto, se ha elegido una pasarela peatonal suspendida situada en el municipio de Zuheros (Córdoba), con objeto de disponer de una estructura con un comportamiento no lineal que propicie el uso de un análisis transitorio para su estudio dinámico. El modelo numérico de dicha pasarela, implementado en el software ANSYS, ha sido debidamente actualizado de acuerdo a medidas de campo de un ensayo de vibración ambiental. Finalmente, se ha procedido al análisis dinámico de la pasarela utilizando las señales sísmicas y de viento generadas con los programas desarrollados en el trabajo con objeto de probar la utilidad de los mismos.