Identificación de daños en vigas de hormigón experimentales y analíticas utilizando métodologías modales

Abstract

En este artículo se presenta una evaluación de metodologías no destructivas para detectar defectos o daños en estructuras. Todos los métodos se basan en el uso directo o indirecto de las propiedades modales medidas en la estructura sin y con daño. En particular, se evaluó el uso de matrices definidas en términos de un número limitado de frecuencias y modos, entre ellas matrices de rigidez y flexibilidad modificadas. Se usaron dos tipos de modelos en la investigación: modelos experimentales de vigas de hormigón con y sin refuerzo longitudinal y sus correspondientes modelos analíticos creados con el programa de elementos finitos ANSYS. Se construyeron modelos sin daño para ser usados como vigas de control y modelos con una y dos grietas superficiales que atravesaban todo el ancho de la viga. Las propiedades modales de las vigas simplemente soportadas se obtuvieron usando una carga impulsiva y el método de Respuesta en Frecuencia. De ambos modelos se obtuvieron los parámetros dinámicos necesarios para calcular la diferencia entre las diversas matrices que caracterizan a las vigas con y sin grietas. Para los casos estudiados se encontró que las matrices de flexibilidad definidas con los tres primeros modos de la viga fueron los indicadores más eficientes. Además se evaluó la posibilidad de usar el cambio en las frecuencias naturales y en los modos de vibración como indicadores de daños, pero los resultados no fueron satisfactorios

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