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Dinámica estocástica de cables tensos con aplicaciones a torres arriostradas y líneas de transmisión de energíaRango, Bruno Javier 18 March 2020 (has links)
Debido a su gran
exibilidad, los cables suspendidos presentan un comportamiento dinámico
complejo producto de la no linealidad geométrica característica, con alta sensibilidad al
nivel de tensión mecánica. Asimismo, en torres arriostradas de telecomunicaciones y de transmisión de energía, la tensión de las riendas presenta un considerable nivel de incertidumbre,
en cuanto puede verse afectada en el tiempo debido a eventos ambientales, acciones accidentales
o deliberadas sobre la estructura. En ciertas con guraciones de torres arriostradas
de comunicación, las riendas poseen un arreglo de aisladores que interrumpen su longitud
en segmentos menores. En esos casos, la aplicación de los métodos existentes basados en
frecuencias naturales para la determinación de la tensión podría conducir a errores signi cativos.
En el presente trabajo se desarrollan dos metodologías para la estimación de la tensión
en cables con complejidades. Por un lado, a través de un enfoque probabilístico se propone
un esquema Bayesiano de inferencia. Adicionalmente, se aborda la resolución del problema
a través de la implementación de una Red Neuronal Arti cial. Ambas metodologías son evaluadas
a través de ensayos físicos y computacionales. En el contexto del estudio dinámico de
cables y estructuras con cables, se incluye un análisis probabilístico de líneas de transmisión
de energía eléctrica (LTEE). En estos sistemas, la carga asociada al viento constituye usualmente
el factor más relevante en el diseño estructural. Se aborda el análisis probabilístico
de LTEE mediante un enfoque Monte Carlo de propagación y cuanti cación de incertidumbre,
considerando a la carga de viento como un campo dinámico estocástico con correlación
espacial y temporal, y a la tensión de las riendas como variables aleatorias. Por medio de
este enfoque, se deriva una representación robusta de la respuesta estructural. A través de
la aplicación de la carga estática de reglamento, se de nen umbrales de referencia que sirven
de base para un análisis de cont abilidad estructural de la respuesta estocástica. / Due to its great
exibility, suspended cables exhibit a complex dynamic behavior associated
to their characteristic geometrical nonlinearity, and high sensibility to their pretension
level. At the same time, in guyed power and telecommunication towers, the mechanical tension
of the guys presents a signi cant uncertainty level, since it could be a ected in time
due to environmental or deliberated human actions against the structure. In some con guration
of guyed communication towers, an arrangement of insulators is attached to the guys,
breaking its total length in minor sub-spans. In those cases, the application of the existing
vibration-based methods for the estimation of the tension force could lead to signi cant
errors. Therefore, two separate methodologies are developed in the present investigation for
the estimation of the tension force in cables with complexities. On one side, through a probabilistic
approach, a Bayesian framework is proposed. Additionally, the problem is approached
through the implementation of an Arti cial Neural Network (ANN). Both methodologies are
evaluated through physical and simulated tests. Additionally, the application of cables in Power
Transmission Lines (PTL) is studied. In these systems, the load due to wind acting on
the structure usually de nes the structural design. In the present investigation, the probabilistic
analysis of a PTL is performed by means of a Monte Carlo approach for uncertainty
quanti cation and propagation, considering the wind-related load as a dynamical stochastic
eld with spatial and temporal correlation. Moreover, the uncertainty in the guys tension is
included in the study through the de nition of a statistical model for the tension in the four
guy wires of the supporting structure. This approach allows the derivation of a robust representation
of the system response. Moreover, through the application of the static-equivalent
wind load suggested in an international design code, reference thresholds are de ned and
used in a reliability analysis of the stochastic dynamical structural response. / TEXTO PARCIAL en período de teletrabajo
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Análisis de la influencia de la variabilidad de los parámetros geotécnicos en la estabilidad de taludes, utilizando las metodologías del método primer orden segundo momentoAlarcón Leong, Julio Cesar, Velásquez Altamirano, Rubén Ananias 12 June 2020 (has links)
Comúnmente los estudios geotécnicos de análisis de estabilidad de taludes se realizan mediante métodos determinísticos, en los cuales se obtiene como resultado un factor de seguridad (FS) de la estructura analizada. Sin embargo, estos métodos no cuantifican la incertidumbre en las variables de entrada (parámetros de resistencia del suelo), en el análisis y tampoco muestran los detalles de las variables más influyentes en la estabilidad del talud. Es por ello los métodos probabilísticos permiten superar estos problemas.
Esta investigación tiene como objetivo principal realizar el análisis de estabilidad de taludes mediante el método probabilístico Primer Orden Segundo Momento (FOSM) dos recomendaciones de aplicabilidad, que ofrecen los autores Sandroni & Sayao (1992) y Mostyn y Li (1993). Se analizó un caso común y muy importantes porque fueron claves en la realización de métodos probabilísticos en la ingeniería geotécnica. El caso, es una de las carreteras más importantes de Brasil, el cual sufrió deslizamiento 2 años después de su construcción. Se realizó el análisis probabilístico dando como resultado que los parámetros de confiabilidad de la estructura eran muy bajos y la probabilidad de rotura muy alta. Se plantea la propuesta de solución de estabilidad con una probabilidad de rotura mínima. La investigación se realizó con datos realizados en Brasil, por la cantidad de datos que requieren los estudios probabilísticos. Los tipos de suelos que se estudiaron fueron cohesivos, los cuales se pueden encontrar también en la selva peruana. Sin embargo, no se está tomando en cuenta proyectos nacionales por lo que no cuentan con la información necesaria para la aplicación de esta metodología. / Geotechnical studies on slope stability analyzes are performed using deterministic methods, from which are obtained as a result of a safety factor (FS) of the structure analyzed. However, these methods do not quantify the uncertainty in the input variables (parameters of soil resistance), analysis and do not show the details of the most influential variables in the stability of the slope. Therefore, probabilistic methods can overcome these problems.
This research has as main objective the analysis of slope stability by probabilistic first order second moment method (FOSM) by two applicability recommendation that we provide the authors Sandroni & Sayao (1992) and Mostyn and Li (1993); and a comparison with the results obtained. Resulting in the second method is more accurate by being number of analysis performed. The case is one of the most important roads in Brazil which suffered a landslide two years after its construction. probabilistic analysis result that reliability parameters of the structure were very low and very high probability of rupture was performed. It was decided to make the solution stability with a minimum breaking probability. The research was carried out with studies of Brazil, for the amount of data that is required when probabilistic studies are conducted. Soil types found were generally cohesive, which can be found in the Peruvian jungle. However, there is no necessary data projects with this amount of data is required. / Tesis
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