Evaluación preliminar del comportamiento de láminas de caucho reciclado como elemento de apoyo en modelos de vigas simplemente apoyadas sometidas a vibraciones horizontales
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2019-04-29
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Universidad Santo Tomás
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Resumen
El presente proyecto de trabajo de grado tiene por objetivo realizar una evaluación preliminar de forma experimental mediante simulación numérica de la efectividad de placas de llanta reciclada como elemento de apoyo en un modelo físico de vigas simplemente apoyadas. Para este estudio se elaboraron tres (3) modelos físicos, y las dimensiones de los mismos y las frecuencias empleadas fueron consideradas en función de la capacidad del elemento en el cual se realizaron las pruebas (mesa vibradora para ensayos en ingeniería); los modelos se instrumentaron con sensores y fueron sometidos a movimientos horizontales con el fin de determinar a través del desplazamiento los patrones de comportamiento de la estructura en función del tipo de apoyo que tenía cada uno de estos modelos, considerando aspectos importantes tales como: modelo 1 no cuenta con placas de llanta reciclada incorporadas, modelo 2 se le incorporaron placas en la parte inferior de las dos vigas y el modelo 3 cuenta con placas en la parte lateral de las vigas. Los tres modelos fueron probados en una mesa vibradora cuya plataforma tiene dimensiones de 1.0m x 1.0m, y posteriormente se registraron sus vibraciones en tiempo real. Posteriormente se logró llevar a cabo la calibración del prototipo numérico en el cual fue posible modelar bajo las mismas condiciones el espécimen gracias a las herramientas analíticas y metodológicas del software SAP 2000, esta vez con láminas de neopreno tradicional incorporadas en las mismas posiciones del modelo físico, y sometidas a los mismos esfuerzos y vibraciones.
Los resultados obtenidos experimentalmente, fueron comparados entre si utilizando los datos de las propiedades físico-mecánicas del neopreno las cuales han sido objeto de estudio en diferentes trabajos, y se encuentran definidas comercialmente, y las de las láminas de caucho suministradas por el proveedor. Posteriormente, se realizó un análisis funcional de la incorporación de estas láminas de caucho reciclado en las estructuras del modelo, concluyendo que la incorporación de estas laminas en el mismo, tiende a mostrar señales de mejora en el comportamiento funcional de la estructura toda vez que se evidencia una reducción del cortante en las vigas y los momentos en los tableros. Sin embargo, hay un aspecto importante a considerar y es el aumento en los desplazamientos, esto permite concluir que la estructura presenta liberación de esfuerzos, y se deja abierta la posibilidad de realizar pruebas experimentales en futuras investigaciones, en modelos de diferente escala, con el fin de determinar, mediante correlaciones estructurales, estudios económicos y ambientales si definitivamente la utilización de estas láminas de caucho reciclado es viable como elemento de apoyo elastomérico en estructuras reales , y de esta manera plantear alternativas ambientalmente amigables para el reciclaje de las llantas de los vehículos.
Abstract
The purpose of the present project, is to carry out a preliminary evaluation in an experimental way by means of numerical simulation of the effectiveness of recycled tire rubber plates as a support element in a physical model of simply supported beams. For this study, three (3) physic models were elaborated, in which their own dimensions and the frequencies used for the test, were considered in function of the capacity of the element in with the test where carried out (vibrating table for engineering test); the models were instrumented with sensors and were subjected to horizontal movements in order to determine through the displacement, the behavior patterns of the structure according to the type of support that each of these models had, considering important aspects such as: model 1 doesn’t have any recycled tire rubber sheets incorporated, model 2, was fitted with plates in the lower part of the two beams, and model 3 has them incorporated in the lateral faces of the beams. All the models were tested on a small-scale vibrating table, whose platform has dimensions of 1m x 1m and subsequently the vibrations were recorded in real time. Later, we could carry out the calibration of the numerical prototype in which it was possible to model the specimen under the same conditions thanks to the analytical and methodological tools of the SAP 2000 software, this time with the traditional neoprene sheets incorporated in the same positions of the physical model, and subjected to the same efforts and vibrations.
The results obtained experimentally, were compared among themselves using the data of the physical-mechanical properties of the neoprene which have been object of study in different works, and are defined commercially, and those of the rubber sheets given by the supplier. Subsequently, a functional analysis of the incorporation of these sheets of recycled rubber in the structures of the model was carried out, concluding that the incorporation of these sheets, tends to show signs of improvement in the functional behavior of the structure every time evidence a reduction of the shear in the beams and the moments in the boards. However, there is an important aspect to consider and it is the increase in displacements, this allows to conclude that the structure presents liberation of efforts, and it leaves open the possibility of performing experimental tests in future investigations, in models of different scale, with the In order to determine, through structural correlations, economic and environmental studies whether the use of these recycled rubber sheets is viable as an elastomeric support element in real structures, and in this way to propose environmentally friendly alternatives for recycling the tires of vehicles .
Idioma
spa
Palabras clave
Citación
Gartner McBain, L. F. & Minota Zea Y. M. (2.019). Evaluación preliminar del comportamiento de láminas de caucho reciclado como elemento de apoyo en modelos de vigas simplemente apoyadas sometidas a vibraciones horizontales. [Tesis de Maestría, Universidad Santo Tomás]. Repositorio Institucional - Universidad Santo Tomás
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