Gobierno de España. Ministerio de Fomento

Simulador sísmico con seis grados de libertad

Descripción

Dentro del campo de la ingeniería sísmica es de importancia fundamental la realización de estudios experimentales del comportamiento de elementos o modelos estructurales. El simulador sísmico de seis grados de libertad instalado en el Laboratorio Central de Estructuras y Materiales del CEDEX, permite la aplicación sobre una plataforma de acero de 3 x 3 m, sobre la que se instala el elemento a ensayar, de una acción consistente en un movimiento espacial, definido en función del tiempo por sus seis componentes lineales y angulares. Ello se consigue mediante la incidencia sobre la plataforma de cuatro actuadores hidráulicos verticales y otros cuatro horizontales. Todo este sistema está servocontrolado y optimizado para conseguir que las diferencias entre las componentes del movimiento que se quiera aplicar y el realmente conseguido sean mínimas. El grupo hidráulico que sirve a los actuadores está constituido por 2 bombas acopladas de 700 l/min a 207 bar. La excitación sísmica aplicada a la mesa puede definirse mediante un fichero externo o sintetizarse numéricamente a partir de un espectro de respuesta compatible o por leyes de amplitudes y fases prefijadas. La instalación se complementa con un sistema de ensayos seudodinámicos constituido por un muro de reacción de 5,20 x 3,00 m y dos actuadores de 147 kN para sendos grados de libertad.

Características técnicas

  • Mesa:
    • Dimensiones: 3x3 m.
    • Grados de libertad: 3 desplazamientos y 3 giros.
    • Actuadores: 4 horizontales y 4 verticales de 147 kN.
    • Masa máxima modelo: 10 tm.
    • Frecuencia máxima: 60 Hz.
  • Límites movimientos (aceleración):
    • Horizontal: 1 g para f > 2 Hz (10 tm) 2,5 g para f > 5 Hz (vac ­o)
    • Vertical: 2 g para f > 6,5 Hz (10 tm) 5 g para f > 15 Hz (vac ­o)
  • Límites movimientos (desplazamiento) para masa máxima: 10 tm
    • Horizontal: 0,1 m para f <1,2 Hz
    • Vertical: 0,05 m para f <1,5 Hz
  • Cimentación:
    • Masa flotante de 700 tm apoyada en 18 cojines neumáticos.
    • Amortiguadores telescópicos entre masa y cimentación.
  • Señal de control: Senoidal con barrido de frecuencias. Aleatoria. Función de tiempo definida en archivo. Síntesis de señales temporales a partir de funciones frecuencias.

Aplicaciones

  • Ensayos sísmicos de estructuras completas o a escala.
  • Ensayos de análisis modal para determinación de frecuencias, formas y amortiguamientos modales
  • Ensayos de sistemas de control de estructuras para comprobación y optimización de los algoritmos de control.