Evaluación del método del decaimiento aleatorio para estimar las fracciones de amortiguamiento y periodos modales de una estructura experimental a partir de registros de vibraciones ambientales

Abstract

La presente investigación evalúa la sensibilidad del método del Decaimiento Aleatorio (RD, Random Decrement), ante variaciones en diversos parámetros involucrados en su funcionamiento, con el objetivo de estimar los periodos y fracciones de amortiguamiento modales de sistemas estructurales sometidos a excitaciones de vibraciones ambientales. Este método ha sido estudiado e implementado por diferentes autores, mostrando ser una alternativa útil a la hora de realizar análisis modales. Se genera un paquete de rutinas computacionales en MATLAB que implementan el método RD, posteriormente usadas para llevar acabo un análisis de sensibilidad a diversos factores que influyen directamente en los resultados obtenidos a la hora de estimar las propiedades modales de una estructura. En base a múltiples simulaciones numéricas, se estudia la sensibilidad de los resultados frente a variaciones en el tipo de umbral utilizado, el periodo fundamental del sistema, duración de la señal, largo de los segmentos y superposición entre segmentos. El método es posteriormente aplicado a una estructura experimental de tres pisos, sometida a ensayos en donde se aplica una señal de ruido blanco como aceleración basal. En base a esto, se estiman sus periodos y fracciones de amortiguamiento modales, las cuales son luego comparadas con valores teóricos y resultados obtenidos por otras investigaciones. Para todos los escenarios teóricos estudiados, los resultados de amortiguamiento muestran errores no mayores a 6% y para la frecuencia no mayores a 1%. En cuanto a las múltiples simulaciones realizadas para los análisis de sensibilidad, los resultados muestran dispersiones no mayores al 15%.