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Dissertations / Theses on the topic 'Acero estructural'
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1
Tasaico, Coloma Luis Alberto. "Análisis y diseño de un edificio alto de acero." Bachelor's thesis, Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC), 2015. http://hdl.handle.net/10757/578534.
Full textAbstract:
Este proyecto aborda un edificio diafragmado. Su análisis y diseño se aborda desde los criterios que señala la practica del diseño norteamericano. Las particularidades del diseño en acero en este tipo de estructuras deja en claro el dicho que un estructural de acero es, en esencia, un detallista y creativo.
Este proyecto aborda algunos aspectos de este problema mediante la aplicación práctica de un modelo estructural, donde el material empleado sea el acero. El análisis se ejecutará según lo que señala el Código Uniforme de Edificios 1997(UBC97) y el diseño se hará tomando lo indicado por el AISC-LRFD y las provisiones sísmicas del mismo instituto del año 1999.
En el análisis se buscará controlar las deformaciones y establecer la regularidad del sistema estructural. De igual forma, al estar trabajando con un sistema dual, se asegurará que los pórticos se lleven al menos el 25% de la fuerza sísmica.
En el diseño se aplican las provisiones sísmicas para el sistema empleado contra cargas laterales. Además, se presenta el diseño de una conexión a momento que emplea el sistema “hueso de perro”.
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Durán, Vicencio Alejandro José. "Estado del arte de arriostramientos en estructuras de acero." Tesis, Universidad de Chile, 2017. http://repositorio.uchile.cl/handle/2250/150688.
Full textAbstract:
Ingeniero CivilAl ser Chile un país sísmico, es importante tener claridad sobre los sistemas más útiles al momento de resistir solicitaciones sísmicas. En este sentido cobran importancia los arriostramientos, y por consiguiente, los marcos arriostrados, que son sistemas muy útiles al momento de resistir cargas laterales, como las que provocan sismos y vientos, y disminuir los desplazamientos laterales que sufre una estructura, lo que es fundamental para evitar el daño a elementos estructurales y no estructurales. Sin embargo, el principal problema de los arriostramientos es que son muy propensos a sufrir pandeo ante cargas de compresión, fenómeno que disminuye su resistencia y genera una respuesta histerética asimétrica del elemento. El presente documento tiene como objetivo principal el crear una base de datos actualizada sobre los estudios referentes a arriostramientos convencionales a lo largo del mundo. Para esto, se recopilaron diversas publicaciones recientes (desde el 2008 hasta la fecha) con estudios experimentales y análisis numéricos sobre el tema para poder estudiar sus resultados y obtener conclusiones. Se puso especial énfasis en temas como los tipos de secciones que se utilizan en arriostramientos, los distintos tipos de marcos arriostrados que existen, el pandeo que sufren los elementos y los factores que influyen en dicho fenómeno, entre otros. Finalmente, se concluyó que el pandeo está influenciado, principalmente, por la razón de esbeltez y la razón ancho-espesor del arriostramiento: al aumentar estos parámetros, mayor es la probabilidad de que se sufra pandeo, aunque hay algunas excepciones al variar ambos parámetros en forma conjunta. Además, a nivel mundial, se usan mucho los perfiles tubulares circulares y rectangulares, aunque los doble T presentan una muy buena alternativa. Por su parte, los marcos arriostrados más utilizados debido a su rigidez son aquellos configurados en X, en V invertida y en V. Contrastando con las prácticas constructivas de Chile, se extrañan estudios sobre perfiles XL en arriostramientos, y se notó que las publicaciones carecen de ciertas prolijidades al momento de evaluar los tipos de marcos arriostrados, pues no se hace énfasis en los problemas que pueden generar en vigas y columnas algunos tipos de configuraciones.
3
Peña, y. Lillo Araya Mauricio Antonio. "Evaluación de Parámetros Sísmicos para Edificios de Marcos de Acero." Tesis, Universidad de Chile, 2010. http://www.repositorio.uchile.cl/handle/2250/103848.
Full textAbstract:
Este trabajo consiste en el estudio de un edificio real, estructurado en base a marcos de acero, que resistió el terremoto de 1985, y de tres edificios ficticios de diferentes alturas con el mismo tipo de estructuración.
Primero, se revisan antecedentes generales del edificio real relativos a estructuración y evaluación de daños posteriores al terremoto de 1985. Luego, se analizan aspectos teóricos referentes a los factores de modificación de la respuesta estructural y de la metodología involucrada en su determinación.
Posteriormente, se procede a realizar la modelación computacional del edificio real, revisando el cumplimiento de las normas vigentes, tales como la NCh 433 Of. 96, AISC/2005 “Specification for Structural Steel Buildings” y AISC/2005 “Seismic Provisions”.
Luego, se analiza el comportamiento del modelo frente al registro de aceleraciones del sismo del 3 de marzo de 1985. Después, se procede a determinar el factor de modificación de la respuesta estructural para este edificio. Esto involucra la determinación de la capacidad y la demanda sísmica de la estructura. Para el caso de la capacidad, se tendrán dos alternativas de evaluación: Análisis no lineal estático (Pushover) y análisis no lineal dinámico, mediante el uso de registros escalados. Para evaluar la demanda sísmica se compararán los valores del análisis lineal con registros escalados y los que resultan del análisis con el espectro de aceleraciones de la norma NCh 2745 Of. 2003 “Análisis y diseño de edificios con aislación sísmica”.
Con estos valores establecidos, se procede a determinar el factor de modificación de la respuesta para el edificio real y se compara con el valor expuesto en la NCh 433 “Diseño sísmico de edificios”.
Finalmente, se realiza el diseño de edificios ficticios de distintas alturas, según la normativa vigente, para posteriormente determinar sus factores de modificación de la respuesta, utilizando la metodología del capítulo anterior. Luego, al igual que para el edificio real, se comparan estos valores con los de la NCh 433, considerando todos los aspectos referentes a los códigos de diseño.
Los resultados obtenidos en este trabajo indican que los factores de modificación de la respuesta de la NCh 433 Of. 96 resultan ser conservadores en relación a los valores obtenidos con la metodología aplicada, para el rango de períodos entre 0.89 y 1.25 segundos.
Queda en evidencia que el criterio que controla el diseño en edificios de marcos de acero es el de desplazamientos, lo que se traduce en un sobredimensionamiento de los elementos estructurales.
Estos resultados pueden utilizarse como precedente para futuros estudios de edificios de marcos de acero que puedan realizarse, a medida que existan mayores antecedentes del comportamiento real de este tipo de estructuras ante eventos sísmicos, pudiendo complementarse con estudios realizados para otros tipos de estructuraciones, de tal manera de tener un conocimiento acabado del diseño sísmico en acero.
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Pineda, Nalli Patricio Andrés. "Análisis sísmico Backward de estanques atmosféricos de acero." Tesis, Universidad de Chile, 2019. http://repositorio.uchile.cl/handle/2250/172656.
Full textAbstract:
Tesis para optar al grado de Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Ingeniería SísmicaLos grandes estanques de acero atmosféricos, verticales y cilíndricos apoyados directamente en el suelo con el fondo plano son las estructuras más utilizadas para el almacenamiento de líquidos, tales como: petróleo, ácido sulfúrico, gas natural licuado, agua potable y líquidos criogénicos. Estos estanques han presentado daños reiterados durante grandes terremotos a nivel mundial, principalmente el pandeo del manto tipo pata de elefante , deslizamientos horizontales y en algunos casos colapsos, a pesar de estar diseñados con códigos ampliamente utilizados como son API 650-E para almacenamiento de petróleo, AWWA D100 para agua y NZSEE para cualquier tipo de líquido. En este trabajo se ha aplicado el método de Análisis Sísmico Backward (ASB) con información obtenida de 69 estanques en operación durante importantes terremotos subductivos: Valdivia 1960, Chile Central 1985, Tocopilla 2007, El Maule 2010, además de Alaska (1964) y otros ocurridos en Estados Unidos entre 1933 y 1995 (subductivos y corticales), siendo esta tesis el único trabajo disponible con esta categorización y resultados que definen el origen de los daños y medidas de mitigación. El método ASB consiste en evaluar el comportamiento sísmico de estanques de acero, considerando las características del estanque en operación durante el sismo: geometría general y espesores de planchas, altura de llenado, tipos de suelos de fundación, códigos de diseño utilizados, registros sísmicos, directividad sísmica, sin daños observados, con pandeo del manto y colapsos. Se ha identificado que el efecto inercial no vibratorio es característico de los mega terremotos de subducción en zonas costeras, esto ocurre de manera simultánea con las altas aceleraciones verticales del suelo y genera en los estanques grandes desplazamientos horizontales, este fenómeno no está considerado en los códigos de diseño sísmico para estanques de acero. En este trabajo se ha concluido que no hay correlación entre modelos teóricos analíticos, ensayos experimentales (mesas vibratorias) y lo observado con el método ASB, dado que en los modelos computacionales no se consideran las condiciones reales de los estanques en operación, tales como: efecto del manto delgado, comportamiento del líquido (leyes de similitud), imperfecciones en el manto, condiciones reales del suelo y los efectos de la directividad sísmica. En este trabajo se entregan recomendaciones para corregir las prácticas usuales en el diseño sísmico en estanques de acero, reduciendo los riesgos de daños y colapsos. Lo anterior, considerando las imperfecciones de las planchas del manto en el cálculo de las tensiones admisibles, incorporación de sistemas de anclajes, reducción de la demanda sísmica convectiva y una ecuación para estimar el deslizamiento cosísmico horizontal de estanques no anclados.
5
Guerrero, Madrid Robinson Francisco. "Estudio experimental de los modos de falla predominantes en perfiles XL de acero estructural." Tesis, Universidad de Chile, 2017. http://repositorio.uchile.cl/handle/2250/148213.
Full textAbstract:
Ingeniero CivilEl presente trabajo de título tiene como objetivo estudiar los modos de falla predominantes en perfiles XL de acero estructural sometidos directamente a cargas monotónicas y cíclicas incrementales, con el fin de comprobar si se cumplen las relaciones entre la curva de pandeo y las relaciones geométricas de esbeltez encontradas en memorias anteriores. Para ello se llevan a cabo 6 experimentos en el Laboratorio de Estructuras del Departamento de Ingeniería Civil de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile, donde se prueban 3 pares de perfiles XL diseñados en base a las normas de la AISC, conformados por ángulos de iguales dimensiones, soldados a placas gusset de iguales características, y con 3 conectores intermedios soldados ubicados en los cuartos de su longitud de pandeo, variando solo esta última medida entre los pares, nombrados como cortos , intermedios y largos . Durante los ensayos se utilizan LVDT s, inclinómetros y una celda de carga para registrar los desplazamientos de la sección transversal, el cambio de longitud de los especímenes, los movimientos del montaje experimental, y la fuerza de reacción provocada por la riostra. El resultado esperado era que los perfiles más cortos mostraran un pandeo torsional, que los de longitud intermedia tuvieran un pandeo flexo-torsional, y que los más largos exhibieran un pandeo de flexión pura. Sin embargo, los 6 perfiles XL manifiestan un pandeo de flexión en torno a su eje geométrico vertical, por lo que no se cumple la relación entre su esbeltez y el modo de falla encontrada en los estudios numéricos de elementos finitos. No obstante, hay que mencionar que los experimentos se diferenciaban de los modelos en las restricciones de desplazamiento y giro del conector central y en la esbeltez local de los ángulos. Por otro lado, todos los especímenes muestran una rótula plástica ubicada en el ala horizontal de un ángulo, entre el conector central y uno extremo, que separa la riostra en 2 tramos y permite la libre rotación de ambas partes en los desplazamientos a compresión, donde se propaga paulatinamente una grieta por fatiga de material, es decir, sin falla frágil, siendo este mecanismo el que produce la mayor disipación de energía. Además, la deformación fuera del plano durante la compresión es tan grande que se produce la fluencia del material en las fibras traccionadas por flexión, en el ángulo opuesto de la formación de la rótula, que luego se manifiesta como un pandeo en aquel punto al momento de enderezar el perfil. Finalmente, 4 de los perfiles superan la capacidad esperada a compresión, mientras que los perfiles cortos solo sobrepasan la nominal calculada con la fluencia experimental del acero componente. Asimismo, ningún espécimen fue capaz de superar la capacidad nominal a tracción dada por la fluencia del estudio de materiales.
6
Quezada, Rivera Ariel Felipe. "Efectos de la Soldadura en Empalmes de Acero de Refuerzo, para Hormigón Armado." Tesis, Universidad de Chile, 2010. http://www.repositorio.uchile.cl/handle/2250/103976.
Full textAbstract:
Las barras de refuerzo fabricadas en Chile no son de soldabilidad garantizada de acuerdo a las normas que establecen las requisitos de fabricación (NCh 204 Of.2006). Sin embargo, excepcionalmente ocurren problemas en obra que obligan a soldar éstas. En esta memoria se han realizado ensayos para establecer la eficacia de las soldaduras, mediante carga monotónica.
Para este efecto se ensayaron 21 empalmes soldados de barras: 6 de diámetro 8 mm, 9 de diámetro de 10 mm y 6 de diámetro de 12 mm, 50% de calidad A630-420H y 50 % de calidad A440-280H, junto a su correspondiente barra de control sin soldar. Se ensayaron 2 tipos de empalmes: a tope indirecto y a solapo. Las soldaduras de las barras se llevaron a cabo siguiendo los procedimientos exigidos en la norma AWS D1.4 del 2005 de la American Welding Society.El rango de carbono equivalente (CE) de las barras es de 0,21-0,29 % para calidad A440-280H y de 0,51-0,56% para calidad A630-420H.
Los resultados indican que no hay grandes diferencias entre una unión soldada y una sin soldar en términos de ductilidad y resistencia, sin embargo existe evidencia que otras barras con un valor muy distinto de CE se comportaban de manera distinta. Adicionalmente es importante recalcar que este tipo de uniones deben ser soldadas con un gran cuidado, requiriendo personas especializadas y familiarizadas con las indicaciones de la norma AWS D1.4. Esto es tan importante como las propiedades químicas específicas de estas barras.
Finalmente, se proponen dispositivos para hacer ensayos cíclicos de empalmes soldados.
7
Ibáñez, Estolaza Jaime Omar. "Procedimiento de diseño de conexiones estructurales aplicado a edificios industriales y mineros de acero." Tesis, Universidad de Chile, 2019. http://repositorio.uchile.cl/handle/2250/170941.
Full textAbstract:
Memoria para optar al título de Ingeniero CivilLa alta velocidad de ejecución de los proyectos industriales y mineros, y en particular, los plazos ajustados para el desarrollo de la etapa de ingeniería de detalles, muchas veces hace que las oficinas de ingeniería de diseño deban proporcionar indicaciones generales para el diseño y cálculo de conexiones a las maestranzas que se adjudican el contrato de fabricación de estructuras. En este contexto, es una práctica recurrente que la maestranza que se adjudicó los trabajos de fabricación y montaje de las estructuras, también sea la encargada de realizar el diseño y cálculo de las conexiones. La revisión de los proyectos ejecutados por la industria revela que no siempre la información proporcionada por la ingeniería de diseño, para el diseño de las conexiones, está totalmente completa, sólo se proporcionan indicaciones generales que no siempre son bien interpretadas por la maestranzas u oficinas responsables de la fabricación y cálculo de las conexiones. La actual norma chilena NCh428, Estructuras de acero Ejecución de construcciones de acero perfiles laminados, soldados y tubos , establece que la responsabilidad del diseño estructuras, incluida las conexiones, es de la ingeniería de diseño. En este contexto, el presente trabajo de título establece un procedimiento práctico para el diseño y cálculo de conexiones de estructuras metálicas de instalaciones industriales y mineras chilenas, en particular del esqueleto resistente, considerando el hecho de que un tercero realice este diseño y que las oficinas de diseño lo revisen y validen. Entrega herramientas de diseño prácticas, más disposiciones normativas, de modo que se asegure la compatibilidad del modelo estructural, supuesto por el calculista, y lo efectivamente desarrollado por el proyectista. Presenta prácticas básicas de estructuración y cálculo. También presenta secciones orientadas a que el ingeniero y proyectista pueda entender rápidamente el modelo estructural y la interacción con sus conexiones, como también que los ingenieros puedan obtener las resistencias requeridas para calcular dos distintos mecanismos de falla que se pueden presentar. El capítulo de conexiones estándares presenta una selección de las conexiones más utilizadas en la práctica de edificios industriales y mineros chilenos. Se consideran las conexiones de empalmes, de sistemas estructurales de marcos arriostrados concéntricamente, de sistemas de marcos rígidos y de conexiones en plataformas. Finalmente se presenta el procedimiento de diseño de conexiones, el que establece las distintas responsabilidades, las normas a utilizar, los criterios para diseñar y en general los requerimientos para el diseño y cálculo de conexiones.
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Arrochas, Contreras Alberto Patricio. "Identificación de las propiedades dinámicas de un estanque de nivel de agua variable." Tesis, Universidad de Chile, 2019. http://repositorio.uchile.cl/handle/2250/171014.
Full textAbstract:
Memoria para optar al título de Ingeniero CivilEl presente trabajo está orientado en la implementación y validación de la técnica de análisis SMFDD (Seismic Modal Frequency Domain Descomposition) a través de pequeñas ventanas de tiempo, el cual se propone como una técnica de identificación de la variación de las propiedades dinámicas de estructuras a través del tiempo, que es especialmente útil para estructuras que presentan modos de frecuencias cercanas. Para comprobar la fiabilidad del método, se realiza un ensayo experimental a escala de un estanque semicilíndrico que permite almacenar líquidos, el cual es vaciado durante el tiempo y excitado en su base por registros de aceleraciones en dos direcciones del tipo aleatorios independientes a través del uso de una mesa vibradora, generando como consecuencia la variación de sus frecuencias naturales a medida que este es vaciado. Además, al ser una estructura simétrica presenta modos perpendiculares con frecuencias de valores cercanos. De esta forma, se implementa el algoritmo SMFDD (Seismic Modal Frequency Domain Descomposition) por pequeñas ventanas de tiempo en el programa Matlab, el cual es empleado para estimar la variación de las propiedades dinámicas de la estructura ensayada. La validación del método se comprueba de la alta correlación que se obtiene con la identificación realizada al usar otras técnicas de identificación aplicadas a los mismos registros y cuando el estanque contiene diversos niveles de líquido invariables en el tiempo, tales como ITD (Ibrahim Time Domain), DSI por pequeñas ventanas de tiempo (Deterministic-Stochastic Subspace Identification), Espectrograma (STFT) y tfTF (función de transferencia por pequeñas ventanas de tiempo). La ventaja de emplear SMFDD por pequeñas ventanas de tiempo radica en que la metodología, al usar múltiples sensores como inputs y outputs, permite desagregar y descomponer directamente la respuesta modal, identificando con mayor eficacia los modos de frecuencias similares (o idénticas), siendo de esta forma un avance en técnicas de identificación de estructuras con métodos tiempo-frecuencia. Observándose, que el método SMFDD por pequeñas ventanas permite obtener un tfTF para cada modo en forma independiente. Se comprobó que mediante la técnica SMFDD por pequeñas ventanas se logra definir correctamente las frecuencias fundamentales y formas modales a través del tiempo, encontrándose la existencia de dos modos perpendiculares (de frecuencias variables) que dominan el movimiento sísmico del estanque estudiado.
9
Rosenbaum, Fuentes Pablo Ignacio. "Caracterización de estructuras industriales de acero de la minería del cobre en Chile." Tesis, Universidad de Chile, 2018. http://repositorio.uchile.cl/handle/2250/169975.
Full textAbstract:
Memoria para optar al título de Ingeniero CivilA partir de los años 40 en Chile comenzaron a desarrollarse estructuras industriales de acero, hoy comúnmente relacionadas con las industrias de la minería y la celulosa. Desde sus inicios, la forma de diseñar estas estructuras ha tenido ciertas características influenciadas por la carencia de grandes herramientas de cálculo, como son la sencillez estructural, la prudencia y el pensar mucho, de manera de reducir tanto como se pudiese el uso de herramientas analíticas. Estos diseños fueron validándose con el pasar de los años y de los frecuentes terremotos que ponían a prueba este tipo de estructuras, dando origen a la norma chilena Nch2369. Una forma de caracterizar numéricamente estas estructuras es a través de las esbelteces de sus miembros en compresión. Para esto se observaron las columnas, diagonales en elevación y diagonales en planta de 17 estructuras de 11 proyectos reales a partir de 2008 y hasta 2016, es decir, después de la fecha de oficialización de la norma. Los resultados de las esbelteces tanto globales como locales fueron separados por tipo de miembro en capítulos distintos. Dentro de cada capítulo se muestran gráficos de distribución general, separados por tipo de estructura a la cual pertenecen y por tipo de perfil utilizado; además de valores promedio y porcentajes de participación. La estadística mostró una tendencia en torno al promedio de esbeltez global, el cual para columnas, diagonales y diagonales en planta es de 40, 70 y 76, respectivamente. Mientras que los rangos entre los cuales se mueve dicha esbeltez son de 10-80, 30-120 y 50-100, respectivamente. Por otro lado, para el caso de la esbeltez local de los elementos que forman los perfiles se optó por expresarla en forma del valor de la razón entre la relación ancho-espesor con respecto a su esbeltez límite según la norma, obteniéndose una tendencia al límite 1, llegando a 0.83 para columnas 0.73 para diagonales en elevación y 0.81 para diagonales en planta. En cuanto a las diferencias por tipo de estructura o tipo de perfil, se encontraron diferencias principalmente cuando se cambia el tipo de marco utilizado, reflejado en el caso del tipo de estructura en las diferencias entre naves y estructuras de soporte de silos. Se ha encontrado que, en el diseño de elementos comprimidos, a pesar de hacerse para el miembro más solicitado, hay una clara tendencia a ubicarse intuitivamente cerca del óptimo. Vale la pena mencionar que, dada la simplificación de utilizar perfiles típicos, son pocos los elementos que realmente quedan cerca de los límites establecidos en la norma. De esta forma, dichos límites no están siendo utilizados en la práctica, encontrando rara vez elementos con esbeltez global mayor a 120.
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Falconi, Retamales Álvaro Enrique. "Análisis de integridad estructural (IE) de estanques verticales empleando el procedimiento API 579 (fitness for service, FFS)." Tesis, Universidad de Chile, 2018. http://repositorio.uchile.cl/handle/2250/150565.
Full textAbstract:
Ingeniero Civil MecánicoEn Chile existe un gran inventario de estanques verticales de acero que se utilizan para el almacenamiento temporal o prolongado de líquidos, principalmente agua y combustibles. Como cualquier otro equipo o estructura los estanques envejecen y presentan defectos que influyen en su comportamiento mecánico estructural. Con tal de evitar que los defectos induzcan fallas estructurales se debe asegurar la integridad estructural (IE) del equipo. Esto se realiza a través del análisis de aptitud para el servicio o fitness-for-service (FFS), el cual se define como un análisis cuantitativo y estandarizado para determinar si un equipo es confiable y seguro para operar bajo condiciones específicas en un periodo de tiempo determinado. El objetivo general de este trabajo es desarrollar un procedimiento de análisis de IE de estanques verticales mediante análisis con elementos finitos (AEF), mientras que los objetivos específicos son: i) estudiar la tipología y defectología de estanques verticales de uso habitual en Chile, ii) preparar y adaptar una rutina para el análisis de integridad estructural (AIE) basada en el API 579, iii) analizar casos representativos aplicando la rutina para AIE, y iv) categorizar los resultados según la IE de los estanques verticales analizados. Para lograr los objetivos se realiza un AEF de un estanque vertical de acero de 11,5 𝑚���� de diámetro y 11,2 𝑚���� de altura que presenta cuatro defectos geométricos inducidos por la fabricación. Luego se analiza la estructura as-built, pero se incorporan defectos planos arbitrarios con diferentes dimensiones en cada análisis. Los parámetros utilizados para controlar la geometría y dimensión de los defectos son el radio hidráulico y la profundidad. De esta manera se relaciona la respuesta estructural de los modelos con los parámetros del defecto. En base a los análisis y estudios desarrollados se concluye que el análisis AEF permite una revisión muy detallada de los mecanismos de falla susceptibles de activarse, por lo que en general esta mirada es acertada para la revisión de estanques en uso que no están depreciados. La modelación de un estanque imperfecto conviene realizarla de forma directa al interpolar puntos de control con splines. Se reconoce que los defectos, destacando los altos y pequeños de gran profundidad, inducen esfuerzos secundarios que promueven plasticidad local, la cual no necesariamente induce inestabilidad o colapso de la estructura. Finalmente, las cargas que desarrollan mayor peligro de colapso son, para defectos en los anillos superiores del estanque, viento y presión interna; y, para los anillos inferiores, la presión interna y las cargas sísmicas.
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Borda, Galindo Eimer Adrian. "Programa para optimización en peso de armaduras de acero mediante algoritmos genéticos." Master's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020. http://hdl.handle.net/20.500.12404/17617.
Full textAbstract:
La optimización de estructuras consiste en modificar un diseño inicial mediante un método que
permita obtener la mejor alternativa que satisfaga unas condiciones preestablecidas.
Generalmente, la mejor alternativa o diseño óptimo es aquel que tiene el menor peso o costo
posible satisfaciendo al mismo tiempo las condiciones de seguridad y servicio establecidas en las
normas y reglamentos de construcción.
En esta tesis se diseñó un programa de cómputo que optimiza el peso de armaduras, o estructuras
articuladas, bidimensionales de acero mediante el método de optimización denominado algoritmo
genético. El algoritmo genético, basado en la teoría de la evolución de Darwin, utiliza un
mecanismo similar a la “selección natural”, para seleccionar mejores soluciones, y operadores
inspirados en la genética, como son el cruce y la mutación, para generar nuevos conjuntos de
soluciones (Sánchez Caballero, 2012). El programa de cómputo consiste en generar variantes o
soluciones aleatorias de la geometría de la estructura y, posteriormente, generar nuevas soluciones
utilizando operadores genéticos. Dichos operadores genéticos copian, combinan y modifican las
características de las soluciones generadas previamente, proporcionando mayor probabilidad de
aparecer en el proceso a las características de las mejores soluciones. El proceso se repite
generando soluciones nuevas y conservando las mejores alternativas, hasta que se cumpla un
criterio de convergencia (Gestal, Rivero, Rabuñal, Dorado, & Pazos, 2010).
El programa de computo fue elaborado en MATLAB© y contiene una rutina para el análisis
estructural, una rutina para el diseño estructural conforme a la Norma E.090 del Reglamento
Nacional de Edificaciones y una rutina de algoritmos genéticos para la modificación de algunas
coordenadas geométricas de la armadura que disminuyan el peso de la estructura satisfaciendo
los requerimientos normativos de resistencia y deflexiones permisibles.
Los datos de entrada del programa son: coordenadas fijas de nudos, coordenadas variables de
nudos, límites de coordenadas variables, restricciones en los apoyos, conectividad de los
elementos, cargas estáticas en direcciones “X” e “Y”, combinaciones de carga, librería de perfiles,
límites de desplazamiento y los valores de las variables que definen el algoritmo genético. El
programa asigna un perfil a cada elemento de manera independiente y obtiene coordenadas
independientes entre sí, las cuales no se ajustan a una geometría definida. De manera opcional, el
programa puede restringir los resultados para satisfacer condiciones de simetría y restricciones de
desplazamientos. El programa presenta como resultados las coordenadas óptimas, el peso propio
de la armadura, fuerzas internas de los elementos, perfiles seleccionados y una gráfica con la
geometría resultante de la armadura.
En los ejemplos, se obtuvieron estructuras óptimas con una reducción de peso entre 6% y 30%
con respecto al diseño inicial. Se muestra que las soluciones óptimas dependen de la geometría de la armadura, las cargas las cargas aplicadas, el tipo de perfil a utilizar y los límites de deflexión
permisible en servicio. El tiempo y exactitud de las soluciones es muy sensible a los operadores
del algoritmo genético.
Se concluye que es posible disminuir el peso de este tipo de estructuras de manera considerable
lo que podría repercutir en ahorros considerables en material en proyectos de gran envergadura
de naves industriales, almacenes, galpones, etc.Tesis
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Alfaro, Gasset Sebastián Andrés. "Diseño de Elementos Metálicos en Anclajes para Columnas de Acero." Tesis, Universidad de Chile, 2011. http://www.repositorio.uchile.cl/handle/2250/104126.
Full textAbstract:
No autorizada por el autor para ser publicada a texto completoEl objetivo principal del presente trabajo de título es analizar el comportamiento de los elementos metálicos en anclajes de columnas de acero frente a los distintos tipos de esfuerzos presentes en las estructuras, de manera de poder comprender de mejor forma su funcionamiento y mejorar su diseño. Actualmente el diseño de este tipo de conexiones, se sustenta en una serie de aproximaciones, las cuales deben ser mejoradas para poder proponer un procedimiento en el cual se pueda establecer una secuencia de falla clara y metódica que sea confiable. Para ello, es necesario realizar un diseño por capacidad de este tipo de conexiones, pues es la única forma de asegurar que la secuencia de falla propuesta se cumpla como se espera. Conforme a esto, se analizaron los estados de carga posibles en la conexión, considerando las posibles modelaciones de conexión y se analizaron por separado cada uno de los elementos que componen la conexión de anclaje. Los resultados obtenidos permitieron encontrar aproximaciones y errores, como modos de falla no factibles, que fueron corregidos en el procedimiento, así como también se encontró vacíos de información que es necesario cubrir mediante la realización de ensayos sobre todo para el caso de conexiones sometidas a tracción pura. Finalmente se concluye que es posible realizar un procedimiento que garantice una secuencia de falla óptima de la conexión, realizando un diseño por capacidad de la misma. Sin embargo también se concluye que aún es necesario conocer e investigar más acerca de esta conexión tan importante en el diseño de estructuras de acero.
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Alarcón, Llaja Thomas Ernesto, Arones Gabino Alberto Ramirez, and Hurtado Sissi Santos. "Investigación de la falla hidráulica del puente Bella Unión para el análisis comparativo de costo de falla y costos de prevención, brindando lineamientos para el análisis del fenómeno de socavación en otros puentes." Bachelor's thesis, Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC), 2016. http://hdl.handle.net/10757/620548.
Full textAbstract:
Ejecuta la simulación de un efecto llamado “socavación” a través del uso del software HEC-RAS. Dicho fenómeno se presentó en el Puente Bella Unión. Se evaluarán los resultados de dicha simulación con el fin de validar los datos para llegar a simulaciones de escenarios donde se busque mitigar el efecto de socavación y se logre determinar parámetros que nos permitan establecer medidas de prevención para evitar futuros desastres. La delimitación del tema será explicada por medio de la investigación de marcos conceptuales, contextualización, recopilación de información, simulación, calibración, análisis de resultados y análisis de costos. La socavación se da en muchas condiciones y afecta a diferentes estructuras, pero para esta investigación solo se abordará su efecto en cimientos de puentes. Se explicará en la tesis la mecánica de socavación en flujos de río solo con el propósito de ayudarnos a entender los criterios de diseño empleados en el cálculo de la profundidad de socavación. Como ya se explicó, se abordará la simulación de un puente ya existente (Bella Unión), el cual presentó una falla hidráulica por el resultado del efecto de socavación en sus cimientos. Si bien se presentará además casos ocurridos en otras zonas de otros puentes que también fallaron por el factor mencionado, los mismos serán de referencia para ayudar a ubicarse en un marco espacial y referencial.Tesis
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Santelices, Cabrera Karina. "Aplicación de arriostramientos de pandeo restringido a una estructura industrial." Tesis, Universidad de Chile, 2014. http://www.repositorio.uchile.cl/handle/2250/130375.
Full text
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Acosta, Reveco Joaquín Osvaldo. "Comportamiento de Edificios con Muros de Corte de Placas de Acero." Tesis, Universidad de Chile, 2010. http://www.repositorio.uchile.cl/handle/2250/103959.
Full textAbstract:
Un muro de corte de placas de acero (SPSW) consiste en una placa dispuesta verticalmente, enmarcada por columnas y vigas (denominados elementos de borde verticales y horizontales, respectivamente). Éste resiste fuerzas laterales principalmente mediante la acción de un campo diagonal de tracciones generado en la placa de relleno. El sistema SPSW ha sido implementado en Canadá, Estados Unidos y Japón, y se ha observado un buen comportamiento de los edificios provistos de esta clase de muros, frente a terremotos reales.
Este trabajo de título tiene por objetivo estudiar la aplicabilidad del sistema SPSW en la práctica nacional de diseño de edificios habitacionales. Contempla el diseño de estructuras con este sistema y el estudio numérico del comportamiento sísmico de éstas. Para ello se recopilan criterios de diseño que permiten establecer una jerarquía de fallas, a partir de información basada en estudios experimentales y analíticos, disponible en la literatura. Estos criterios incluyen el diseño por capacidad de elementos de borde horizontales, considerando reducción en la capacidad a flexión de éstos, debido a la interacción entre carga axial, momento y corte; y el diseño por capacidad de elementos de borde verticales, que pretende distribuir la fluencia de las placas de relleno de manera uniforme en la altura del muro. Utilizando los criterios de diseño y la normativa sísmica chilena impuesta por NCh433, se diseñaron tres edificios de 3, 9 y 15 pisos de altura con el sistema SPSW. En forma paralela se diseñaron tres edificios con la misma cantidad de pisos que los anteriores, pero utilizando el sistema de marcos arriostrados concéntricos (CBF). En ambos casos se consideró un asentamiento en la ciudad de Santiago.
La respuesta de los edificios diseñados fue estudiada a partir del análisis de modelos planos de los ejes resistes. Se utilizó el modelo de franjas (strip model) para modelar el sistema SPSW y un modelo que reproduce el pandeo global en arriostramientos, para la modelación del sistema CBF. Con éstos se realizó análisis pushover e historia de respuesta no lineal, utilizando la plataforma OpenSees.
Se evaluó la probabilidad de colapso de las estructuras diseñadas con SPSW, ante solicitaciones equivalentes a un sismo máximo creíble para la zona considerada en el diseño, utilizando la metodología FEMA P695, junto a un conjunto de 24 acelerogramas de terremotos chilenos. La caracterización del peligro sísmico utilizada proviene de un reciente estudio de peligro sísmico probabilístico, hecho para la zona central de Chile. El resultado de la aplicación de la metodología indica que los factores de modificación de la respuesta: R = 6 y R0 = 10, para su uso con NCh433, junto a las limitaciones de corte basal mínimo de esta norma, resultan en un comportamiento sísmico adecuado para el sistema SPSW.
Se encontró que los diseños con SPSW poseen mayor sobrerresistencia y ductilidad que con CBF. La evaluación estadística de la respuesta de estos sistemas, frente al conjunto de acelerogramas chilenos, indica para el primero un perfil de derivas de piso relativamente uniformes en la altura de los edificios, e inferiores al 1.5% en la mayoría de los casos, mientras que el segundo muestra la formación de pisos blandos, con deformaciones laterales hasta de un 4%.
La comparación entre la respuesta lineal-elástica y la respuesta no lineal de los modelos de SPSW sugiere que los edificios diseñados incursionaron moderadamente en el rango inelástico del comportamiento, esto debido principalmente a la gran sobrerresistencia que poseen los muros diseñados y a la limitación de corte basal mínimo de NCh433.
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Molina, Contreras Jaime. "Modos de fallas predominantes en perfiles XL de acero estructural." Tesis, Universidad de Chile, 2014. http://www.repositorio.uchile.cl/handle/2250/129830.
Full textAbstract:
Ingeniero CivilPara determinar el modo de falla y la carga crítica asociada, se realizaron tres tipos de análisis. Bajo el criterio descrito por la norma de diseño AISC, según las fórmulas desarrolladas por Marsh (1997) en su trabajo Design of Single and Multiple Angle Columns and Beams y mediante un análisis no lineal a través del programa de elementos finitos ANSYS, en el cual se realiza un estudio estático tipo Push-Over. La metodología utilizada consistió en calcular la carga crítica y modo de falla dada por cada método de análisis. Además, con los modelos de elementos finitos se determinaron las solicitaciones sobre las placas de conexión de los arriostramientos, tanto su magnitud como la distribución sobre las caras de las placas. Para el desarrollo de la investigación se utilizó una gama de perfiles XL de dimensiones comúnmente utilizadas en la práctica y largos totales de 1.5, 2.5, 5 y 10 metros. Con los resultados obtenidos se generó una clasificación de la falla predominante en los perfiles XL y se definió que la tendencia de los perfiles a fallar por torsión se encuentra relacionada con la razón entre la esbeltez global y local menor a 5.5. Por el otro lado, los elementos que superan este valor muestran fallar por pandeo flexural. Finalmente, para los elementos que fallen por flexión, se recomienda diseñar la conexión de cada cara de la placa para la carga total obtenida. Mientras que para los elementos con falla torsional es posible utilizar la mitad de la carga para cada conexión.
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Gacitúa, Hernández Camilo Nicolás. "Determinación de los valores de fluencia y rotura esperados para perfiles de acero que se utilizan en Chile." Tesis, Universidad de Chile, 2014. http://repositorio.uchile.cl/handle/2250/130662.
Full textAbstract:
Ingeniero CivilEl presente trabajo de título busca encontrar los valores de las razones de fluencia, Ry, y rotura, Rt, de la norma ANSI/AISC 341-10 Seismic Provisions for Structural Steel Buildings para perfiles de acero que se utilizan en Chile. Para el análisis se hace una investigación y recopilación de información de distintas fuentes chilenas que estén dispuestas a facilitar datos y que tengan relación con el ensaye de elementos de acero en sus distintos grados (por ejemplo: IDIEM, DICTUC, CESMEC, ICHA), o en su defecto con empresas que tengan relación con el rubro del acero estructural y que tengan dentro de sus políticas el tener el respaldo de los ensayos de las planchas y/o perfiles con que trabajan (por ejemplo: ARRIGONI, EDYCE, CAP). Con ello se hizo un análisis estadístico que, acorde con la metodología de cálculo de los coeficientes de la Norma AISC, tendrá como objetivo encontrar el valor de resistencia esperada tanto de fluencia como de rotura de los tipos de acero en cuestión. Así posteriormente, se planteó el valor nominal de Rt y Ry que corresponde a cada grado de acero utilizado en Chile. Lo medular se concentra en un análisis comparativo entre los valores para el acero norteamericano y el utilizado en Chile, con el motivo de discernir si es necesario el que los nuevos valores encontrados se apliquen en el medio nacional o si los estadounidenses son adecuados para las condiciones de nuestro país. Esto se hace teniendo en consideración distintos factores que pudieran afectar la calidad del acero, como el país de origen de las planchas y/o perfiles de acero y año en que fue introducido al mercado (desde 2006 a la fecha), además del total de los datos recopilados. Los resultados obtenidos indican una concordancia, en magnitud, entre las tensiones de fluencia y rotura esperadas observadas en el mercado local con los que se pueden obtener de la norma ANSI/AISC 341-10. Para el caso de planchas de acero ASTM A36 el Ry obtenido supera en un 3% al recomendado y el Rt está 1,6% bajo el normado. Por otro lado para las planchas de acero A572 Gr50 el valor de Ry supera en un 12,7% el valor propuesto por la AISC, mientras que el de Rt está por sobre el de la norma en un 7%. Los valores obtenidos para los perfiles de acero laminados en caliente de calidad A270ES son Ry=1,25 y Rt=1,15. Para perfiles laminados de calidad A345ES los coeficientes son Ry=1,26 y Rt=1,14. Estos valores son únicos y no tienen comparación con la Norma ANSI/AISC 341-10 dado que son de fabricación y nomenclatura nacional.
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Calo, Catota Byron Patricio. "Desempeño sísmico de edificaciones con marcos arriostrados excéntricamente con enlaces cortos diseñados según la NCh433." Tesis, Universidad de Chile, 2018. http://repositorio.uchile.cl/handle/2250/168264.
Full textAbstract:
Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Ingeniería Estructural, Sísmica y GeotécnicaLa presente investigación aborda el estudio de marcos arriostrados excéntricos (EBF) aplicada a la práctica Chilena usando únicamente enlaces (excentricidades) cortas; para ello se usa la metodología del FEMA P695 el cual provee una manera confiable de cuantificar el desempeño sísmico de un sistema estructural aplicando procedimientos no lineales. La investigación considera 9 modelos (arquetipos) que son marcos planos con distintas alturas (1,2,3,4,5,6,8,12,y 16 niveles); a su vez cada arquetipo considera la variabilidad de la demanda sísmica acuerdo a la NCh433, es decir, se tiene en cuenta las zonas sísmicas (I, II y III) y el tipo de suelo (A,B,C,D y E). De lo anterior se derivan 135 casos posibles de análisis, en donde luego del diseño de elementos y cumplir todos los requisitos de resistencia y servicio estipulados en las normas de AISC 360, AISC 341 y NCh433 se seleccionan 55 modelos que son sujetos a análisis no lineal. Para el desarrollo de los modelos no lineales se usa la plataforma OPENSEES tanto para el análisis no lineal estático (pushover) y dinámico incremental (IDA), asimismo, se hace especial énfasis en el comportamiento del enlace, para ello se usa el modelo de Radaman y Ghoborah que es calibrado a través de ensayos experimentales para el caso de enlaces cortos y materiales ASTM A36. De los resultados del análisis pushover se obtienen factores de sobreresistencia relativamente constantes en altura de Ω=3.5, excepto para arquetipos de 1,2 y 3 niveles donde los valores son: 5<Ω<15. Esto a su vez se evidenció en la variación del factor de modificación de respuesta, R, pues para arquetipos de hasta 8 niveles las estructuras poseen mayor capacidad de incursionar en el rango inelástico, presentando que lo expuesto en la NCh433 genera análisis conservadores (i.e., R*
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Díaz, Alvarado Sergio Alberto. "Análisis estructural sísmico de edificios de acero : un enfoque probabilista." Doctoral thesis, Universitat Politècnica de Catalunya, 2017. http://hdl.handle.net/10803/458528.
Full textAbstract:
The main objective of this thesis is the probabilistic assessment of the expected seismic damage in steel buildings located in Mexico City. Although a deterministic analysis is performed both, seismic actions and buildings, are considered in a probabilistic way. A broad acceleration database, with 7132 records (3 components) of the 180 stations in the city, 1363 with peak ground acceleration (PGA) above 0.01 g, is analyzed; this analysis, allows having data representative for each one of the 6 seismic zones of the city; the seismic action in each zone is defined by means of 20 accelerograms compatible and with controlled error, in the sense that the mean value and standard deviation of the 20 spectra match well the design spectrum and a predefined error function, respectively. Concerning structures, the study is based on low- (3 stories), mid- (7 stories) and high-rise (13 stories) buildings and on 3 structural configurations: i) Special Moment Frames (SMF) ii) Special Concentrically Braced Frames (SCBF) and (iii) Buckling Restrained Braced Frames (BRBF). The mechanical properties are considered in a probabilistic way by means of appropriate probability distributions; Monte Carlo simulation and Latin hypercube based sampling techniques are used. The deterministic analysis is performed by using mean values of buildings and accelerograms. 2D models, Nonlinear Static Analysis (NLSA), Non Linear Dynamic Analysis (NLDA) and Incremental Dynamic Analysis (IDA) are used. NLSA allows obtaining capacity spectra, fragility curves, mean damage state curves and relations between PGA and the displacement of the performance point. IDA allows obtaining relations among PGA, maximum roof displacement and Park and Ang damage index. The results show that buildings perform properly. However, BRBF show the best performance; SMF the worst. The highest expected damage is obtained for high-rise buildings and, particularly, for SMF buildings; this result is attributed to soft-soil¿s amplification effects, affecting more to high buildings. Uncertainties in the response increase with the severity of the earthquake and they are dominated by uncertainties in the seismic action; however, the influence of uncertainties of the mechanical properties of buildings, although minor, is also significant. Static analysis provides good results, when compared with the ones of the dynamic analysis; but, this consistency is lower for high-rise buildings. The deterministic analysis shows a good consistency with the median values of the probabilistic analysis, although the probabilistic approach allows analyzing uncertainties and, in this sense, it should be preferred.
In this thesis, innovative methods for the analysis of the seismic action and for damage assessment have been implemented. Concerning to seismic action, a comprehensive study of directionality effects in Mexico City has been performed; also, the design spectra have been compared with the ones of the recorded accelerograms. Concerning to damage analysis the performance point is obtained by using an energy-balance based method. The parametric model for capacity curves has been applied; this model completely defines capacity curves/spectra with 5 independent parameters. In addition, two damage indices that are compatible with the Park and Ang index have been obtained; these two damage indices are calculated from the capacity curve, in a straightforward way. In addition, a probabilistic assessment of the collapse damage state, is performed. Finally, as a practical and useful contribution, several developments of this thesis, are implemented in an interactive software; it is intended that the computer program, "Probabilistic Seismic Risk" (PSRv1.0), be an easy and efficient tool allowing a fast assessment of the seismic risk.El principal objetivo de esta tesis es la evaluación probabilista del daño esperado en edificios de acero sometidos a las acciones sísmicas de diseño en la Ciudad de México. Aunque se efectúa un análisis determinista, la acción sísmica y los edificios se consideran de forma probabilista. Se analiza una extensa base de datos de aceleración, con 7132 registros (3 componentes) de las 180 estaciones de la ciudad, de los cuales 1363, con aceleraciones pico (PGA) mayor de 0.01 g; este análisis, permite disponer de datos representativos para cada una de las 6 zonas sísmicas de la ciudad. Así, la acción sísmica en cada zona, se define mediante 20 acelerogramas compatibles y con error controlado, de forma que el valor medio y la desviación estándar de los 20 espectros correspondientes, coinciden con el espectro de diseño de cada zona y con una función de error predefinida, respectivamente. Por otra parte, se consideran edificios porticados de 3, 7 y 13 pisos y 3 configuraciones estructurales: i) pórticos especiales resistentes a momento (SMF) ii) pórticos con riostras concéntricas (SCBF) y iii) pórticos con riostras de pandeo restringido (BRBF). Las propiedades mecánicas de las secciones estructurales se consideran de forma probabilista y se usa el método de Monte Carlo y la técnica de muestreo del hipercubo latino. El análisis determinista se efectúa usando valores medios de edificios y acelerogramas. Se usan modelos 2D y análisis no lineal estático (NLSA) y dinámico (NLDA) incremental (IDA). El NLSA, permite obtener espectros de capacidad, curvas de fragilidad, curvas de daño medio y relaciones entre PGA y el desplazamiento del punto de capacidad por demanda, que son fundamentales para comparar los resultados de los NLSA y NLDA. El IDA permite obtener relaciones de PGA con el desplazamiento máximo en el techo y con el índice de daño de Park y Ang (IPA). Los resultados muestran un comportamiento adecuado de los edificios; los BRBF son los que tienen un mejor rendimiento y los SMF los que peor. El mayor daño esperado se obtiene para los edificios altos y, en particular, para los no arriostrados (SMF); este resultado se atribuye a la amplificación de la acción sísmica, por efecto de suelos blandos de grandes espesores, afectando más a los edificios altos. La incertidumbre en la respuesta crece con la severidad del terremoto y está dominada por la incertidumbre en la acción sísmica; la influencia de las incertidumbres de las propiedades mecánicas de los edificios, aunque menor, es también significativa. Para los edificios estudiados, en general, el NLSA proporciona buenos resultados comparados con los del NLDA. El análisis determinista muestra una buena consistencia con los valores medianos del probabilista, aunque el análisis probabilista es preferible, ya que permite analizar las incertidumbres. En esta tesis se han desarrollado, implementado y aplicado métodos novedosos para el análisis de la acción sísmica y del daño. En referencia a la acción sísmica, se ha hecho un estudio completo del efecto de direccionalidad en la Ciudad de México. En cuanto al análisis de daño, el cruce entre los espectros de capacidad y de demanda se efectúa usando un método de balance de energías; se ha aplicado el modelo paramétrico de capacidad, que parametriza los espectros de capacidad mediante 5 parámetros independientes y se han obtenido dos índices de daño que son compatibles con el IPA, pero que se evalúan, de forma directa y sencilla, a partir de las curvas de capacidad; además se efectúa una evaluación probabilista del colapso, que permite obtener la frecuencia o tasa anual de colapso. Finalmente, parte de los desarrollos de esta tesis se implementan en un programa interactivo que constituye una contribución práctica y útil de esta tesis; así, el programa "Probabilistic Seismic Risk" (PSRv1.0), pretende ser una herramienta para una evaluación rápida del riesgo sísmico, en térmicos de tasas anuales de excedencia del daño esperado
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Nuñez, Armijo Oriel Ignacio. "Estudio númerico de llaves de corte de acero en cruz para placas base de columnas." Tesis, Universidad de Chile, 2014. http://www.repositorio.uchile.cl/handle/2250/115602.
Full textAbstract:
Ingeniero CivilUna llave de corte es un elemento estructural de acero, embebido en la fundación de hormigón y conectado a la placa base, cuya funcionalidad es transmitir los esfuerzos de corte a la subestructura. En zonas de alta sismicidad como Chile, los esfuerzos de corte basales pueden llegar a ser de gran magnitud, por lo que el diseño de las llaves de corte adquiere gran importancia. Existen distintas geometrías para este elemento, siendo el perfil cruz el más utilizado en nuestro país, ya que es capaz de resistir esfuerzos de corte en dos direcciones perpendiculares. Este trabajo de título tiene por objetivo estudiar de forma numérica, utilizando el método de los elementos finitos, las llaves de corte de acero en cruz para placas base de columnas, identificando el modo de falla predominante y su respectiva resistencia, además de contrastar los resultados obtenidos con los criterios de diseño actuales. Para esto se desarrolla un modelo de elementos finitos 3D en la plataforma ANSYS Workbench, para la conexión entre la base de una columna de acero y la fundación de hormigón que incluye la llave de corte y su interacción con el hormigón circundante, considerando las no linealidades del problema. En una primera etapa los modelos son calibrados utilizando datos experimentales existentes de llaves de corte tipo cruz ensayados por otros. De los resultados obtenidos y de los análisis realizados se puede concluir que el modo de falla predominante es la fluencia al corte en la sección transversal de la llave, lo que difiere de los criterios de diseño actuales, en donde la fluencia a flexión en la base de llave es considerada como el modo de falla principal. Por otro lado, también se puede descartar el supuesto de la llave de corte actuando como viga en voladizo. Esto sugiere revisar los criterios de cálculo utilizados en la actualidad para las llaves de corte en cruz. A pesar de que los modelos calibrados no reproducen el modo de falla asociado al hormigón, del análisis de los elementos de concreto es posible asegurar que si bien su nivel tensional provocaría daño en éstos, no se comprometería la integridad estructural del sistema, permitiendo que la falla ocurra en el elemento de acero. En una segunda etapa, se realiza un análisis paramétrico con algunas variables de la geometría de la llave de corte, obteniendo que el espesor (t) es el parámetro geométrico que influye mayormente en el comportamiento del conjunto, lo que es consistente con el modo de falla identificado previamente. Su altura (H) por otra parte, y el espesor del grout (G), no inciden significativamente en la respuesta del sistema resistente.
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Ortega, Meza Gustavo Adolfo. "Evaluación y reforzamiento de los puentes Canyar, Cañapay y Huamani." Bachelor's thesis, Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC), 2015. http://hdl.handle.net/10757/578749.
Full textAbstract:
En la presente investigación se aborda el tema de reforzamiento de puentes de concreto armado en el Perú. Para lograr explicar el tema adecuadamente, el trabajo ha sido divido en cinco capítulos. En el primer capítulo del trabajo se busca hacer una síntesis de los conceptos generales de rehabilitación y reforzamiento de puentes, es decir definiciones, semejanzas y diferencias. Además de explicar las principales causas que originan el reforzamiento de un puente, así como las principales técnicas de reforzamiento. El segundo capítulo es una síntesis de las principales características de cada puente, también se mencionan fechas de construcción y sobrecargas de diseño. En el Tercer capítulo analizaremos la evaluación, modelación y análisis estructural de los puentes, para explicar este tema adecuadamente el capítulo ha sido dividido en cuatro subcapítulos. El primero de ellos enfocado a la evaluación de la resistencia actual de los puentes. El segundo explica la manera de modelar los puentes en el programa de estructuras SAP2000. El tercero nos muestra los valores obtenidos durante el análisis estructural con la nueva sobrecarga de diseño HL93 del LRFD. Por último, se desarrolla el subcapítulo de comparación entre la resistencia actual y los efectos producidos por la nueva sobrecarga, determinándose de esta manera que sectores de los puentes necesitan ser reforzados. En el cuarto capítulo se desarrolla el reforzamiento propiamente dicho con sus diferentes técnicas y métodos. Finalmente, en el quinto capítulo se muestran los presupuestos obtenidos así como los planos.
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Orihuela, Dávila Junior Didi, and Ríos Riccardo Francesco Dávila. "Cálculo y diseño estructural de una nave industrial aplicando la normativa AISC en la ciudad de Juliaca, provincia de San Román." Bachelor's thesis, Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC), 2016. http://hdl.handle.net/10757/621640.
Full textAbstract:
Plantea el análisis y diseño estructural de una nave industrial en acero, ubicada en la ciudad de Juliaca. La cual se encuentra sometida a diversas cargas presentes en la zona.
Todo diseño estructural parte por la recolección de información, lo cual lo indicamos dentro del marco teórico. Se describe las cargas actuantes, las combinaciones de carga según la metodología descrita en el AISC, y las ecuaciones necesarias para el diseño de las componentes de la estructura.
Posterior a ello se procede a describir el predimensionamiento de los diferentes elementos de la estructura, se realiza las combinaciones de carga que se proceden a colocar en el software SAP 2000. Con ello se obtienen la envolvente de cargas, así como los desplazamientos en los nudos.
Una vez completado el modelamiento, se procede a diseñar cada elemento estructural en función a las ecuaciones ya descritas. Siendo así posible especificar y detallar los planos de diseño para la nave industrial.
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Roa, Molina Hermo Alexis. "Parámetros de diseño sísmico para edificios estructurados a partir de marcos autocentrantes de acero." Tesis, Universidad de Chile, 2013. http://repositorio.uchile.cl/handle/2250/113882.
Full textAbstract:
Ingeniero CivilUn marco autocentrante de acero consiste básicamente en una unión viga columna que tiene la particularidad de no quedar con deformaciones remanentes significativas cuando es sometida a cargas laterales. Dicho sistema consiste, a grandes rasgos, en involucrar un cable pretensado a lo largo del sistema resistente del edificio. Este sistema de unión fue ideado y diseñado en la universidad de Lehigh, Pennsylvania, Estados Unidos; y aunque no se han probado modelos a escala real, se han ensayado especímenes a menor escala junto con modelos analíticos, mostrando en base a estos resultados las bondades de dicha estructuración. Este trabajo consiste en el estudio del comportamiento sísmico de edificios estructurados a partir de marcos autocentrantes de acero. Los objetivos del trabajo son la obtención de los parámetros de diseño sísmico (en base a análisis no lineales) y la propuesta de las respectivas recomendaciones de diseño. Primero, se revisó antecedentes generales acerca del predimensionamiento de los edificios utilizados, involucrando la metodología a utilizar en su dimensionamiento, así como las consideraciones de diseño (ubicación, importancia, entre otros). Posteriormente, se procedió a realizar el diseño de tres edificios prototipo (de 3, 10 y 20 pisos), revisando el cumplimiento de las normas vigentes. Luego, se realizó los análisis no lineales de cada estructura, estudiando los edificios diseñados a partir del análisis de modelos planos de los ejes resistentes, utilizando no linealidades debido a cargas (estáticas y dinámicas) y materiales. Esto involucra la determinación de la capacidad y la demanda sísmica de la estructura. Para el caso de la capacidad, se tiene dos alternativas de evaluación: Análisis no lineal estático (Pushover) y análisis no lineal dinámico (time-history), mediante el uso de registros escalados del terremoto del 27 de Febrero de 2010. Con esto, se procedió a determinar el factor de modificación de la respuesta estructural para este tipo de edificio, así como también el factor de sobreresistencia Ω_0 y el factor de amplificación de la deflexión, C_d. Finalmente, se realizó un análisis de sensibilidad respecto al uso del corte mínimo estipulado en la norma de diseño correspondiente, estudio que proporciona recomendaciones de diseño importantes en cuanto a comportamiento y optimización de elementos estructurales. El resultado de los análisis arroja que de acuerdo a las consideraciones bibliográficas es correcto diseñar edificios prototipo considerándolos como marcos especiales. Sin embargo, para edificios altos no es necesario considerar la restricción de corte mínimo, lo cual posibilita tener diseños menos pesados y con mejores comportamientos. Se encontró que los diseños poseen una alta sobrerresistencia y una nula reducción por ductilidad, teniéndose en consecuencia, para este tipo de estructuración, un valor de R_0 = 4. Esto se debe al aumento de resistencia que poseen los marcos al estar integrados con cables lo que conlleva al poco daño ocasionado por los registros usados. La evaluación de la respuesta de estos sistemas, frente al conjunto de acelerogramas chilenos, indica desplazamientos máximos de piso iguales o inferiores al 0.2% de la altura de éstos. La comparación entre la respuesta lineal-elástica y la respuesta no lineal de los modelos sugiere que los edificios diseñados no incursionaron en el rango inelástico. Finalmente, se obtuvo la comparación entre marcos convencionales y marcos autocentrantes, teniéndose la nula presencia de desplazamientos laterales para los últimos.
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Lastra, Moya Leabdro Alberto. "Modelamiento del comportamiento de pandeo local en vigas de acero." Tesis, Universidad de Chile, 2012. http://www.repositorio.uchile.cl/handle/2250/112490.
Full textAbstract:
Ingeniero CivilEste trabajo tiene como objetivo modelar el comportamiento del pandeo local del ala en vigas doble T de acero. Para tal efecto, se adaptó el modelo propuesto por Massone & Moroder (2008), que luego fue modificado por Lacaze (2009), para el pandeo en barras de refuerzo en muros de hormigón armado, subdividiendo las alas de la vigas en barras circulares que tuvieran un área equivalente a una sección cuadrada de ancho igual al espesor del ala. Se consideró realizar el análisis en el programa de elementos finitos OpenSees, el cual posee las herramientas para poder definir de manera adecuada el problema. La versión de Opensees que se utiliza en el modelo es la v. 2.3.2. En esta memoria se considera sólo el caso de una viga sometida a una carga puntual, considerando que la viga falla según el Modo 1 definido por Earls (2000), es decir, que existe pandeo en el plano de la sección. Los resultados de los análisis son comparados con ensayos experimentales realizados por SAC 1997-06, donde se registra el momento último v/s la capacidad de rotación de la viga, cuando se ve sometida a cargas cíclicas debido a un desplazamiento vertical en el apoyo de la viga. La metodología utilizada consistió en una recopilación de antecedentes e información sobre el pandeo local en vigas de acero. Luego, se reprodujo el modelo propuesto por Massone & Moroder (2009) en Opensees, y finalmente, una vez terminado el modelo, se implementó éste a una viga de acero con sección transversal doble T. Los resultados sugieren que el modelo es capaz de reproducir correctamente el pandeo en una viga de acero, cuando se ve sometida a un esfuerzo de flexión
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Urzúa, Arce Cristián Antonio. "Comparación del desempeño de dos estructuras industriales de acero diseñadas según la práctica nacional y disposiciones AISC." Tesis, Universidad de Chile, 2015. http://repositorio.uchile.cl/handle/2250/137527.
Full textAbstract:
Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Ingeniería SísmicaLa norma chilena que regula el diseño sísmico de estructuras e instalaciones industriales es la norma NCh2369.Of2003. Esta norma referencia a modo complementario el estándar AISC Seismic Provisions for Structural Steel Buildings , el cual presenta diferencias conceptuales respecto a la norma chilena, siendo la más importante la definición del mecanismo de disipación de energía sísmica. En la práctica norteamericana se espera que la disipación de energía ocurra sólo en elementos puntuales del sistema sismorresistente (fusibles), lo que requiere que la incursión inelástica de estos elementos esté ampliamente distribuida en altura, de modo de maximizar la disipación de energía y evitar mecanismos frágiles. En un contexto industrial, donde las estructuras se diseñan en gran parte para servir a la operación de equipos y maquinaria, lograr un detallamiento que permita una distribución amplia de plastificación de elementos fusibles no es simple, dada las irregularidades usuales de masa, rigidez y geometría que presentan las estructuras. Considerando lo anterior, la práctica chilena, además de los elementos fusibles tradicionales define el anclaje estructura-fundación como un punto de disipación adicional. La ventaja de este enfoque es que permite limitar en la base la cantidad de energía que ingresa a la estructura, reduciendo el daño de esta durante terremotos severos. Esta práctica ha mostrado un comportamiento exitoso en los últimos once terremotos de magnitud Richter-Kanamori mayor a 7.5. De manera de estudiar el impacto en el comportamiento sísmico de la aplicación de una u otra práctica, en este trabajo se diseñan paralelamente dos estructuras arriostradas típicas del rubro de la minería chilena utilizando los requisitos de NCh2369 y AISC. El comportamiento estructural se caracteriza por medio de los parámetros de desempeño y la metodología indicados en el estándar FEMA P695. Se estudia adicionalmente para cada práctica la distribución de energía sísmica entre los diferentes mecanismos de disipación y el efecto de incorporación de disipación adicional en el anclaje. Se observa que la utilización de un anclaje dúctil mejora el comportamiento estructural, reduciendo la demanda sobre los elementos resistentes y aumentando la ductilidad general. Se aprecia también que la incorporación de disipación adicional en el anclaje aparece como un medio eficiente de reducción de la demanda sísmica.
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Ruiz, Osorio Sebastián Matías. "Estudio de los modos de falla para estanques de acero mediante análisis de elementos finitos." Tesis, Universidad de Chile, 2016. http://repositorio.uchile.cl/handle/2250/141117.
Full textAbstract:
Ingeniero CivilDebido a la sismicidad nacional y la importancia económica de la industria vitivinícola chilena nace la necesidad de estudiar el comportamiento estructural de los estanques de almacenamiento de acero frente a una solicitación sísmica. En la presente memoria se modelan 2 estanques con dimensiones geométricas diferentes a través del programa de elementos finitos ANSYS versión 15. Se realiza un análisis no-lineal estático del tipo pushover variando la condición de borde para ambos tipos de estanque. De los modelos analizados se extraen las curvas de capacidad, los modos de falla y la distribución de tensiones principales y equivalentes (o tensión de Von-Mises). Los resultados entregados por el programa se comparan con las cargas y fuerzas de diseño obtenidas de las normas y guías de cálculo. Luego de procesar los resultados se concluye que -El programa logra modelar de buena forma el comportamiento estructural de los estanques obteniendo los modos de falla observados en terreno -La condición de borde del estanque incide en el modo de falla visualizado en el manto -Los estanques simplemente apoyados muestran un pobre desempeño. Su capacidad máxima se encuentra por debajo del corte basal de diseño.
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Fernandez, Bordín Santiago Pablo. "Cuantificación y estudio estructural de la fase sigma en aceros austeníticos." Bachelor's thesis, Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, 2015. http://bdigital.uncu.edu.ar/14051.
Full textAbstract:
En el presente trabajo se caracterizan las fases presentes en aceros inoxidables austeníticos de tipo AISI 347. Para ello,o, se analizan 4 muestras de este material, las cuales fueron sometidas a diferentes tratamientos térmicos que simulan condiciones de pos soladura y de servicio de recipientes a presión que operan en reactores nucleares. El estudio se lleva a cabo en un microscopio electrónico de barrido utilizando principalmente la técnica de difracción de electrones retrodispersados (EBSD). Además, la información se complementa con la adquisición de mapas de rayos x, imágenes de electrones secundarios e imágenes de electrones retrodispersados.
A partir de los estudios realizados, comprobamos la precipitación de la fase sigma en las muestras sometidas a los tratamientos térmicos de 600 ◦C durante 100 h y 600 ◦C por 40 h más 284.4 h a 452 ◦C. Los sitios de preferencia para la precipitación de esta fase son los bordes de grano ferrita/austenita (α/γ) y la relación de orientación con la austenita es {111}γ //{001}σ y <011>γ //<140>σ . Presentamos una caracterización para las fases austenita, ferrita, carburos de niobio, silicatos, sulfuros y carburos de cromo. Además, a partir de las imágenes obtenidas estimamos la concentración de cada fase.
Adicionalmente, mediante simulaciones Monte Carlo, estudiamos la resolución espacial del EBSD para un material homogéneo de fórmula estequeométrica FeCr (equivalente a la fase sigma). Obtuvimos que el mínimo tamaño de fase detectable por esta técnica, dado por la resolución es de 20 nm y 75 nm en las direcciones lateral y longitudinal, respectivamente.Fil: Fernandez Bordín, Santiago Pablo. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.
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Escobedo, Gutiérrez Fabián Domingo. "Evaluación experimental de arriostramiento con pandeo restringido por un material no tradicional." Tesis, Universidad de Chile, 2016. http://repositorio.uchile.cl/handle/2250/141688.
Full textAbstract:
Ingeniero CivilLos arriostramientos convencionales de acero se pandean en compresión y se fracturan en pocos ciclos. Por dicho motivo se propone como elemento de protección sísmica, un arriostramiento de pandeo restringido que usa un material no tradicional para confinar el elemento de acero con el fin de evitar el pandeo. Este trabajo tiene como objetivo estudiar experimentalmente el comportamiento de un arriostramiento de pandeo restringido por un material no tradicional ante solicitaciones monotónicas y cíclicas. El ensayo consiste, básicamente, en imponer a los arriostramientos desplazamientos monotónicos o cíclicos, alternadamente de tracción y compresión, a niveles crecientes de amplitud hasta llegar a la falla del elemento. Además se verifican las propiedades dinámicas (módulo de corte G y amortiguamiento β) del elastómero utilizando una máquina para ensayar probetas a corte directo y las propiedades mecánicas del núcleo de acero. Se fabrican 4 probetas con distintas configuraciones del tubo exterior y de la interfaz entre el núcleo y el material confinante. La primera consta de un tubo cuadrado, una interfaz no adherida o unbonded; la segunda consta de un tubo cuadrado, una interfaz unbonded; la tercera consta de un tubo cuadrado, una interfaz adherida o bonded y la cuarta consta de un tubo exterior cuadrado con tapas en sus extremos, una interfaz unbonded. A la primera se le aplica una acción monotónicamente creciente y a las otras tres acciones cíclicas crecientes en magnitud. Se concluye que el nuevo material confinante restringe parcialmente el pandeo del núcleo de acero, los ciclos de histéresis presentan mayor capacidad en tracción que en compresión, en tracción se observa la fluencia del acero y los arriostramientos tienen capacidad de disipación de energía. Además, el peso del prototipo es menor que los arriostramientos rellenos con mortero de hormigón, lo que avala continuar con el estudio de estos prototipos. Esta investigación es financiada por el proyecto CA13I10026 del Programa IDeA Fondef Conicyt.
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Claverie, Rojas Fabbio Adrián. "Estudio numérico de los modos de falla predominantes en perfiles XL de acero estructural ante solicitación cíclica." Tesis, Universidad de Chile, 2016. http://repositorio.uchile.cl/handle/2250/139886.
Full textAbstract:
Ingeniero CivilEl presente trabajo de título tiene por objetivo identificar los principales modos de falla en perfiles armados XL sometidos a carga cíclica y su vinculación con propiedades geométricas y de comportamiento estructural. Parámetros estudiados son las fuerzas máximas de tracción y compresión, la degradación de la capacidad compresiva, la ductilidad y las fuerzas en las conexiones con la placa gusset y en la intersección de las diagonales. Adicionalmente, se comparan los efectos de utilizar dos espaciamientos de placas separadoras: cada un cuarto y un octavo del largo total del arriostramiento. Para proceder, se realiza un análisis no lineal de tipo pushover en el software de elementos finitos ANSYS Workbench 15. Se estudian en total 74 elementos, con secciones variando en altura de 80 a 400 mm, espesores de 4 a 16 mm y largos de 3 a 6 m. Como resultado, se establece una relación entre el modo de falla y el cociente entre la esbeltez y la compacidad de la sección transversal: perfiles con una relación de esbelteces mayor a 10 tienden a fallar por flexión; cuando la razón está comprendida entre 6 y 10 fallan por flexotorsión, mientras que para valores menores a 6 lo hacen por torsión. Se identifica que los perfiles con una relación de esbelteces menor a 4 no experimentan deformaciones laterales ni aparición de una rótula plástica, por lo cual presentan una alta ductilidad y prácticamente nula degradación en la capacidad compresiva. En cuanto a las fuerzas en las conexiones, los casos más desfavorables se vinculan con perfiles con falla flexotorsional y flexural, ya que las demandas tienden a ser crecientes con la relación de esbelteces para los ejes de las conexiones que concentran las fuerzas más críticas. Finalmente, se recomienda distanciar los interconectores a un cuarto del largo total, por cuanto se aumenta la capacidad de deformación inelástica y se disminuyen las fuerzas en las conexiones. Además, se sugiere evitar la implementación de perfiles con falla flexotorsional, ya que mostraron fallar prematuramente y además, producto de la forma de pandeo, suponen costos de reparación mayores.
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Vilchez, Cerna Jonathan Hernan, and Mejía Walter Luis Toledo. "Alternativas de solución para prevenir la socavación en el río Rímac, entre los puentes Libertadores y Talavera, distrito de El Agustino." Bachelor's thesis, Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC), 2018. http://hdl.handle.net/10757/624786.
Full textAbstract:
El objetivo de la presente investigación es plantear el diseño de un muro de mampostería, un muro de mampostería con sistema terramesh y un muro de mampostería con gaviones, con la finalidad de seleccionar la alternativa más viable para proteger el talud más crítico que existe entre los puentes Talavera y Libertadores en la zona de El Agustino. Como primer paso se realizó un levantamiento topográfico en la zona en estudio. Luego se realizaron los estudios geológicos y geotécnicos para obtener los parámetros de resistencia del suelo. Seguidamente, se recopilaron los caudales máximos instantáneos anuales para diferentes periodos de retorno, emitidos por la Autoridad Nacional del Agua en un estudio hidrológico de la cuenca del río Rímac. Asimismo, el Manual de Carreteras, Hidrología, Hidráulica y Drenaje del Ministerio de Transporte y Comunicaciones sirvió para obtener los caudales de diseño, estos fueron necesarios para calcular la profundidad de socavación, mediante la teoría de Lischtvan-Lebediev.
Para obtener la alternativa de diseño más viable se hizo un análisis comparativo, donde se evaluaron tres aspectos relevantes: la evaluación técnica, la evaluación económica y la gestión-construcción. Para evaluar la estabilidad de talud y muro se utilizó el programa SLIDE y GEO5. Luego se realizó un presupuesto para cada propuesta. Por último, se entrevistó a ingenieros especialistas en este tipo de proyectos para definir, mediante una comparación y evaluación de cada alternativa, que el muro de mampostería con sistema terramesh es la alternativa más viable para que en un futuro se pueda llevar a cabo.The objective of the present investigation is to propose the design of a masonry wall, a masonry wall with a terramesh system and a masonry wall with gabions, in order to select the most viable alternative to protect the most critical slope that exists between the Talavera and Libertadores bridges in the area of El Agustino. As a first step, a topographic survey was carried out in the study area. Then the geological and geotechnical studies were carried out to obtain the parameters of soil resistance. Then, the annual maximum instantaneous flows were collected for different return periods, issued by the National Water Authority in a hydrological study of the Rímac river basin. Likewise, the Road, Hydrology, Hydraulics and Drainage Manual of the Ministry of Transport and Communications served to obtain the design flows, these were necessary to calculate the depth of scour, by means of the theory of Lischtvan-Lebediev. To obtain the most viable design alternative, a comparative analysis was carried out, where three relevant aspects were evaluated: technical evaluation, economic evaluation and management-construction. To evaluate the slope and wall stability, the SLIDE and GEO5 program was used. Then a budget was made for each proposal. Finally, engineers specialized in this type of project were interviewed to define, by means of a comparison and evaluation of each alternative, that the masonry wall with the terramesh system is the most viable alternative so that in the future it can be carried out.
Tesis
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GARCÍA, QUINTERO MARCOS. "IMPACTO DEL RIESGO SISMICO EN LA EVALUACIÓN DE LA SEGURIDAD ESTRUCTURAL DE CONEXIONES DE ACERO ATORNILLADAS PARA EDIFICIOS DE ACERO." Tesis de Licenciatura, Universidad Autónoma del Estado de México, 2010. http://hdl.handle.net/20.500.11799/58055.
Full textAbstract:
Revisión bibliográfica sobre estados límite de conexiones atornilladas y evaluación del daño.
Desarrollo de un modelo estructural para analizar la respuesta de una conexión atornillada en el programa SAP 2000[18], ante acciones sísmicas en la zona III del DF.
Obtención de respuestas de la conexión atornillada ante diversas intensidades de la curva de riesgo sísmico del sitio.
Cálculo de la confiabilidad de la conexión atornillada y evaluación de su efectividad económica.
Generación de recomendaciones prácticas.Se evalúa la seguridad estructural de conexiones de acero atornilladas en edificios de mediana altura ubicados en la zona III del Distrito Federal sujetos a temblores para analizarlas y comenzar a generar bases para recomendaciones practicas de diseño basadas en confiabilidad y que estas a su vez minimicen el costo total esperado. Se incorpora la información que proviene del análisis de riesgo y confiabilidad para mejorar el desarrollo de criterios y especificaciones de diseño que permitan medir y controlar los riesgos sísmicos y poner al dueño y a la sociedad en mejor posición para decidir, de manera consciente, el tamaño del riesgo que está dispuesto a correr y la magnitud de recursos necesarios para invertirlos en el diseño que sean congruentes con el tamaño del riesgo por asumir. Con estos procedimientos, los reglamentos y códigos podrían mejorarse al contar con información que permite establecer parámetros de diseño que sean congruentes con el nivel de riesgo aceptable para la sismicidad de cada zona. Con esta visión se pueden establecer, entre otros objetivos, el minimizar fatalidades y pérdidas económicas esperadas en la vida útil de la estructura, de acuerdo con el nivel de riesgo aceptable. De manera adicional, se puede determinar el monto que se debe invertir en seguros para proteger de manera óptima tanto la vida humana como el capital de la infraestructura y recomendar el monto de la prima adecuada al nivel de riesgo de la instalación.
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Gallegos, Calderón Marco Fernando. "Desempeño sísmico de nudos en pórticos de acero a momento con columnas tubulares considerando efectos bidireccionales." Tesis, Universidad de Chile, 2017. http://repositorio.uchile.cl/handle/2250/147494.
Full textAbstract:
Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Ingeniería Estructural, Sísmica y GeotécnicaEl último gran terremoto y tsunami de Tohoku de 2011 reveló que los edificios con estructuras de pórticos de acero resistentes a momento, empleando columnas tubulares y conexiones rígidas con vigas de sección I, no sufrieron daños graves y muchos fueron reconstruidos sobre la estructura original de manera muy rápida. La experiencia japonesa ha mostrado que este sistema estructural posee un adecuado comportamiento sísmico para las dos direcciones horizontales, constituyendo una ventajosa solución para ser importada y adaptada en varios países de América Latina, donde los eventos naturales extremos como los terremotos se presentan con alta periodicidad. La normativa americana AISC, adoptada por muchos países de la región, precalifica solamente dos conexiones rígidas con columnas tubulares para su uso en pórticos especiales e intermedios. Pero que, al estar protegidas por patentes comerciales pueden incrementar los costos finales del edificio. Una innovadora solución propone una conexión, de tipo plancha extrema, que trata de adaptar su uso a la práctica constructiva habitual en nuestros países. La conexión fue estudiada numérica y experimentalmente ante cargas cíclicas, mostrando una distribución de tensiones que favorece la manifestación de mecanismos de falla dúctiles, siendo la viga la responsable de disipar energía. En tal virtud, la presente investigación continua con el desarrollo de la nueva conexión, al estudiar el desempeño sísmico de configuraciones típicas de nudos en pórticos a momento, abordando dos aspectos no considerados previamente: 1) el efecto bidireccional que confieren las vigas que se conectan a la columna por ambos ejes horizontales ortogonales y 2) la influencia del nivel de carga axial sobre la columna. Para alcanzar los objetivos, modelos no-lineales tridimensionales en elementos finitos de los nudos se simularon numéricamente usando el software ANSYS. Cinco configuraciones de nudos, que incluyen: 2D-exterior (1B), 2D-interior (2BI), 3D-esquina (2BC), 3D-exterior (3B) y 3D-interior (4B), fueron sometidas a cargas cíclicas unidireccionales y bidireccionales según el protocolo AISC. Las modelos incluyeron cuatro niveles de carga axial sobre la columna para cada configuración estudiada. Las simulaciones muestran que, para todas las configuraciones de nudos las conexiones fueron capaces de sostener un ángulo de deriva de piso de 0.04 radianes y de alcanzar una resistencia superior al 80% del momento plástico nominal de la viga para el nivel de deformación indicado, cumpliendo los requerimientos de resistencia para pórticos a momento especiales (SMF) según las disposiciones AISC vigentes. Se logró integrar las respuestas individuales de las vigas y expresarlas en términos de la respuesta global del sistema, según el principio de equivalencia de energía. El análisis de los ciclos histeréticos de los sistemas equivalentes llevan a concluir que la capacidad de disipación de energía de los nudos con mayor número de vigas (3B y 4B) es menor en comparación a aquella de los nudos con menor número de vigas (1B y 2B), y que el incremento del nivel de carga axial sobre la columna tiene un impacto directo en la reducción de la capacidad de disipación de energía de los sistemas, en especial para los nudos con mayor número de vigas (3B y 4B). De ello resulta necesario admitir que la acción sísmica bidireccional es un factor importante que puede ocasionar la manifestación del mecanismo de falla por rotulación de las columnas.
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Bustos, Rojas Javiera Constanza. "Desempeño sísmico de marcos excéntricos con enlaces largos en edificaciones ubicadas en Chile." Tesis, Universidad de Chile, 2018. http://repositorio.uchile.cl/handle/2250/168511.
Full textAbstract:
Memoria para optar al título de Ingeniera CivilLos marcos arriostrados excéntricamente de enlaces largos son un sistema que combina la rigidez del marco concéntrico y la capacidad de disipar energía del marco a momento. En este sistema los esfuerzos de las riostras son transferidas al resto de la estructura mediante esfuerzos de flexión en segmentos de la viga llamados enlaces que a su vez funcionan como mecanismo de liberación de energía o fusible estructural. Esta investigación se centra en el estudio de los parámetros de diseño sísmico como el factor de reducción de respuesta R, factor de sobrerresistencia Ω_o y ductilidad µ en sistemas estructurales de marcos EBF de enlaces largos exclusivamente, buscando obtener rangos para el valor de la sobrerresistencia, ductilidad y evaluar el factor de modificación de respuesta, agrupando en edificaciones de pequeña, mediana y gran altura. Los arquetipos considerados corresponden a 9 marcos 2D de acero ASTM A992 de diferentes alturas (1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 12 y 16 pisos), compuestos por 5 vanos con altura de entrepiso de 4 metros y distancia entre columnas de 6 metros. Los arquetipos son diseñados considerando todas las combinaciones de suelo y zona sísmica que la NCh433 contempla (135 modelos), a modo de caracterizar en totalidad el suelo nacional. La verificación de resistencia de perfiles es según la AISC360 y el diseño por capacidad para marcos EBF es según lo indicado por la AISC341. Luego del diseño se seleccionan 17 modelos para ser sometidos a análisis pushover (no lineal estático) y análisis tiempo-historia (no lineal dinámico) mediante el uso de la plataforma SAP2000. Los resultados obtenidos indican que la sobrerresistencia se encuentra en un rango de 5≤Ω_o≤14 en edificaciones de pequeña altura, mientras que en edificaciones de mediana y gran altura se obtiene sobrerresistencias menos variantes en torno al 5,9 y 4,1, respectivamente. Las ductilidades se consideran todas adecuadas según lo establecido por FEMA (μ≥3,0) y se encuentran en un rango 2,7≤μ≤ 5,5. El análisis tiempo-historia indica que la razón de margen de colapso, CMR, decrece en cuanto crece la altura total de los modelos, lo que indica que para modelos más bajos el factor de modificación de respuesta entregado por la norma NCH433 resulta en un diseño más optimo que para estructuras más altas, donde el diseño se considera conservador, al asumir más ductilidad de la que realmente tienen. Se concluye que la norma NCh433 no favorece edificaciones dúctiles altas, pues actúa aumentando probabilidad de colapso.
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Valenzuela, Núñez Rodrigo Andreas. "Desempeño de marco arriostrado excéntricamente de varios niveles sin losa intermedia." Tesis, Universidad de Chile, 2019. http://repositorio.uchile.cl/handle/2250/172633.
Full textAbstract:
Memoria para optar al título de Ingeniero CivilEl sistema estructural de marcos arriostrados de varios niveles sin losa intermedia (MTBF) posee dos o más niveles arriostrados lateralmente en una estructura con altura única, las cuales están encargada de resistir la carga axial desbalanceada, la cual ocurre luego del pandeo a compresión de los arriostres, con ausencia de diafragmas en la dirección perpendicular. Estos son utilizados en edificaciones industriales de gran altura, en las cuales utilizar un solo arriostramiento genera secciones muy grandes. En general, se utiliza arriostramientos concéntricos de tipo X, chevron o V. Este trabajo de título tiene como objetivo principal evaluar el desempeño del sistema estructural MTBF utilizando arriostramientos excéntricos en sus niveles, caracterizando el modo de falla que presente, considerando las no linealidades del problema. Para la realización de esta investigación se consideró una estructura MTBF de dos niveles, compuesta por 5 vanos de 11,65 metros de alto con 10,48 metros de ancho, en los cuales el segundo y cuarto vano corresponden al sistema sismorresistente EBF, utilizando diafragma rígido solamente en el nivel superior, ubicada en un suelo de tipo 2 y zona sísmica III. Además, para las uniones de cada uno de los elementos se considera una conexión de tipo rígida y se utiliza la calidad de acero de ASTM A992 para todos los elementos. Esta estructura es diseñada en base a la norma NCh2369, considerando un diseño por capacidad para marcos EBF según lo estipulado en la norma AISC341 y verificando la resistencia de los perfiles según lo indicado en la norma AISC360. Posterior al diseño, se consideraron 4 modelos a estudiar; el primero sin imperfecciones en el enlace del nivel inferior, el segundo con una imperfección en los nodos del enlace de 2,8 milímetros en direcciones contrarias, el tercero con una imperfección en los nodos del enlace igual a 7,7 milímetros en la misma dirección y un cuarto modelo incorporando un diafragma rígido en el nivel intermedio. Estos fueron sometidos a un análisis no lineal estático y dinámico utilizando el programa SAP2000 v20.2. Los resultados obtenidos indican que se obtiene un desempeño sísmico aceptable en base a lo estipulado en el informe FEMA P695. Por lo tanto, las disposiciones de diseño para este sistema estructural, utilizando las normativas vigentes en la actualidad, cumplen con los requisitos establecidos para obtener un desempeño sísmico adecuado. Además, se cumple con el modo de falla esperado en todos los modelos, ya que la formación de rotulas plásticas solo se presenta en los enlaces de ambos niveles, los cuales corresponden al elemento fusible del sistema estructural, mientras que sus demás elementos presentan un comportamiento lineal durante todo el análisis.
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Morral, Faúndez Matías José. "Modelamiento numérico de arriostramientos de acero com pandeo restringido mediante el uso de elastómetros." Tesis, Universidad de Chile, 2015. http://repositorio.uchile.cl/handle/2250/137317.
Full text
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Pajuelo, Céspedes Jorge Elías. "Evaluación de los procesos de soldadura TIG con y sin material de aporte en planchas de acero estructural." Bachelor's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2009. http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/579.
Full textAbstract:
El presente trabajo muestra el estudio comparativo del proceso de soldadura GTAW,
más conocido como TIG, empleado en la unión de planchas de dos milímetros de
espesor, de acero estructural ASTM A36. El objetivo principal de esta tesis es el de
comparar las características y propiedades de las uniones soldadas con y sin material
de aporte utilizando el proceso GTAW.
Para el estudio se hicieron cuatro cupones, dos sin material de aporte con una y dos
pasadas, y los otros dos cupones empleando el aporte ER70S6 con una y dos
pasadas.
El estudio de las características y propiedades de los cupones soldados se realizó a
través de ensayos de tracción, ensayos de microdureza Vickers, ensayos de doblado y
por último metalografía y caracterización microestructural a las probetas obtenidas de
los cupones soldados y del material base utilizado.
En los ensayos de tracción los resultados de las probetas soldadas sin material de
aporte con una pasada alcanzaron ligeramente mayores valores en esfuerzo máximo,
en esfuerzo de fluencia y en elongación. En los ensayos de microdureza Vickers las
probetas sin material de aporte alcanzaron durezas en el centro de la soldadura
similares las probetas soldadas con material de aporte. En los ensayos de doblado,
tanto de cara como de raíz, todas las probetas pasaron las pruebas.
Sobre la base de los resultados obtenidos se concluyó que para este caso de unión de
planchas de acero ASTM A36 de 2 milímetros de espesor mediante soldadura GTAW,
se puede utilizar cualquiera de los dos métodos, con material de aporte o sin material
de aporte. El proceso sin material de aporte con una sola pasada resulta más
ventajoso, pues cumple con las propiedades mecánicas requeridas alcanzando
excelentes valores y es beneficioso porque disminuye costos al no utilizar material de
aporte y al aumentar la velocidad de soldeo.Tesis
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Sotil, Levy Alfredo José, and Riveros Jorge Eduardo Zegarra. "Análisis comparativo del comportamiento del concreto sin refuerzo, concreto reforzado con fibras de acero Wirand® FF3 y concreto reforzado con fibras de acero wirand® FF4 aplicado a losas industriales de pavimento rígido." Bachelor's thesis, Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC), 2015. http://hdl.handle.net/10757/581616.
Full textAbstract:
El presente estudio se enfocará en el concreto aplicado a losas industriales, las cuales han venido ganando popularidad por su gran desempeño ante solicitaciones cada vez más críticas. El objetivo general es comparar analíticamente las propiedades mecánicas (flexión, compresión, tenacidad) del concreto sin refuerzo respecto al concreto reforzado con fibras de acero Wirand® FF3 y la fibra de acero Wirand ® FF4 (80/60). Si bien es cierto, existen estudios y ensayos realizados en otros países años atrás, se busca analizar los resultados con componentes locales, tales como materiales de construcción y parámetros ingenieriles utilizados en la práctica nacional. Así mismo, se busca obtener una base de datos para la empresa Maccaferri, teniendo las condiciones de trabajo más cerca a la realidad peruana, logrando la expansión del producto en el mercado nacional.
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Torres, Flores Luis Alberto. "Análisis comparativo técnico-económico de un hospital de 7 pisos diseñado en concreto armado y acero estructural usando aisladores sísmicos." Bachelor's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019. http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/13672.
Full textAbstract:
La presente tesis fue realizada con el fin de poder comparar, en aspectos técnicos y
económicos, el rendimiento y eficiencia de dos posibles soluciones de estructuración
para un mismo hospital de siete pisos construido en concreto armado y en acero
estructural. Se ha realizado el análisis modal espectral y el diseño de las componentes
estructurales para los dos modelos. De acuerdo a los diseños se elaboraron metrados
y presupuestos referenciales para cada caso. Ambas estructuras contarán con la
protección sísmica de aisladores de núcleo de plomo en la base. Se comparará las
estructuras en los ámbitos de rigidez, resistencia, costo y tiempo de realización; cada
una de estas áreas tendrá un porcentaje de incidencia mediante el cual se asignará una
calificación final a cada estructura. De esta manera, se presenta la discusión para cada
criterio y la elección de la mejor opción para el caso de estudio.Tesis
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Arroyo, Sampén Cynthia Karina. "Análisis comparativo del diseño estructural de una edificación con sistema de acero convencional y acero con amortiguadores, en la ciudad de Chiclayo." Bachelor's thesis, Universidad Católica Santo Toribio de Mogrovejo, 2018. http://hdl.handle.net/20.500.12423/1890.
Full textAbstract:
El presente proyecto de investigación, buscó realizar el análisis comparativo del diseño estructural de una edificación de ocho niveles con sistema de acero convencional y acero con amortiguadores, en la ciudad De Chiclayo, con el propósito de evaluar las ventajas y desventajas técnicas, económicas y ambientales, para ser precisos: estructuración, tiempos de construcción, facilidades de montaje, precios de los materiales, costos en la mano de obra e impactos ambientales; debido a que todas estas características generan un impacto financiero alto en las construcciones. Recordando que la ingeniería estructural tiene la responsabilidad de cumplir con la normativa para el diseño óptimo y correcto, que deje la seguridad pública satisfecha, el presente proyecto cuenta con las siguientes fases: I) Recopilación y análisis de información, II) Desarrollo del análisis en base a los sistemas de estructuración seleccionados, III) Realización de los diseños de acuerdo a la normativa correspondiente, IV) Comparación técnica, económica, ambiental y resultados finales.Tesis
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Vega, Pereda Carlos Enrique. "Evaluación y reforzamiento de dos edificios contiguos construidos en la década del 60 en el centro de Lima." Bachelor's thesis, Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC), 2013. http://hdl.handle.net/10757/273579.
Full textAbstract:
En la actualidad, existen diversos edificios ubicados en el centro de Lima, con una antigüedad mayor a los 50 años aproximadamente. Varios de estos edificios están siendo remodelados para los proyectos del programa MI VIVIENDA. Sin embargo, en la mayoría de los casos no se está realizando un análisis que permita verificar si la estructura cumple con las normas actuales y si necesita ser reforzado. El tema de tesis que se desarrollará consiste en la evaluación y reforzamiento de dos edificios contiguos de 11 pisos construidos en la década del 60 en el centro de Lima; utilizando solo los planos de arquitectura, el cual contiene el levantamiento de las dimensiones estructurales. Se utilizarán los planos de Arquitectura pues al igual que la mayoría de edificaciones del centro de Lima, no se cuenta con los planos estructurales en la Municipalidad. Se utilizará planos de proyectos similares de la época, para evaluar el desarrollo de los proyectos en ese tiempo y deducir el tipo de refuerzo con el que cuenta la estructura que analizaremos. Posteriormente, se plantearán distintas alternativas de reforzamiento haciendo uso de elementos nuevos de concreto como la inclusión de placas, ensanchamiento de los elementos estructurales como vigas y columnas, elementos nuevos de acero como arriostres, así como el reforzamiento con fibra de carbono con mayor énfasis en el cortante de las vigas. Para el análisis de las distintas alternativas se utilizará el software ETABS8 Nonlinear el cual nos ayudará a determinar las ventajas y desventajas de las alternativas propuestas así como el cumplimiento de lo exigido por la norma sismorresistente en cuanto al análisis estático, análisis dinámico, los desplazamientos laterales de entrepisos, cálculo de la junta, etc. Una vez evaluadas las distintas alternativas se procederá a diseñar la más adecuada desde el punto de vista económico, su funcionalidad y seguridad, cumpliendo con todos los parámetros exigidos en la Norma de concreto armado y la Norma de diseño y sismorresistente. Por último, en función a los resultados de la investigación se concluirá en el desarrollo de una propuesta de guía metodológica para las edificaciones construiTesis
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Añazco, Campoverde Gilbert Adrián. "Desempeño sísmico de marcos especiales a momento compuestos (C-SMF) con columnas tubulares cuadradas de acero rellenas de hormigón." Tesis, Universidad de Chile, 2018. http://repositorio.uchile.cl/handle/2250/169951.
Full textAbstract:
Tesis para optar al grado de Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Ingeniería Estructural, Sísmica y GeotécnicaEn el presente trabajo de investigación se evalúa el desempeño sísmico y el riesgo de colapso de marcos especiales a momento compuestos (C-SMF), utilizando la metodología de FEMA P695 [24]. Para llevar a cabo este planteamiento como primer punto se realizó el diseño de varias configuraciones de edificios prototipo en 2D de 3, 6, 8, 12 y 16 pisos de altura tomados de una planta típica, ubicados en diferente zonificación sísmica y tipo de suelo, aplicando la norma chilena NCh 433 [25]. Se incluye la no linealidad geométrica (efecto P-Delta) y la no linealidad del material al implementar modelos de plasticidad concentrada basados en fibras utilizando las curvas efectivas de esfuerzo-deformación para dicho fin. Se utilizó el software SAP2000 versión 19.1.1 para llevar a cabo todo el trabajo de investigación. Como segundo punto se realizaron análisis no lineales estáticos (Pushover) y no lineales dinámicos incrementales (Time History) para obtener el factor de sobreresistencia Ω, la ductilidad 𝜇���𝑇���, la intensidad media de colapso 𝑆���̂𝐶���𝑇���, la razón del margen de colapso CMR y así poder evaluar el desempeño sísmico comparando la razón del margen de colapso ajustado calculada ACMR con los valores admisibles propuestos por FEMA P695 [24]. El propósito de esta metodología es determinar los parámetros de respuesta (𝑅���,𝐶���𝑑���,𝛺���𝑜���) para que cuando sean propiamente implementados en los procesos de diseño, las edificaciones resulten con una seguridad equivalente contra el colapso durante un terremoto de manera similar a la seguridad que brindan los actuales códigos de diseño sísmico. Además, busca afirmar que el sistema estructural analizado asegure la protección de vida cuando posea una baja probabilidad de colapso (<10%) al ser sometida al sismo máximo considerado (MCE) con la finalidad de incluir el sistema C-SMF en normativa nacional para resistir fuerzas laterales inducidas por sismos. Un total de 30 diseños y 1373 análisis no lineales efectivos repartidos en 18 modelos seleccionados fueron los que se llevaron a cabo. Acorde a los resultados obtenidos, los factores de desempeño sísmico para uso normativo en C-SMF que se recomiendan son: Ωo=3.0, R*=6.0 y Cd=5.5; esto aplicando las limitaciones impuestas por FEMA P695 [24] y ASCE/SEI 7-16 [20]. La evaluación del desempeño fue satisfactoria para todos los casos individuales y grupales; sin embargo, se debe remarcar que los valores de CMR obtenidos disminuirán (aproximadamente en un 50%) si se realiza un Full IDA, lo que provocaría que el valor de CMR para las edificaciones de 16 pisos no cumpla con el criterio de aceptación. Con este antecedente, a criterio del autor, el sistema estructural C-SMF asegura la protección de vida y puede ser incluido en normativa nacional colocando una limitación en altura de 12 pisos.
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Olea, Guajardo Manfred. "Ensayo en Mesa Vibradora de Marco de Acero con Conexiones SMA." Tesis, Universidad de Chile, 2009. http://repositorio.uchile.cl/handle/2250/103620.
Full textAbstract:
Se ha observado que frente a eventos sísmicos de magnitud considerable, las uniones vigacolumna
en estructuras de acero pueden presentar fallas, debido a fracturas en la soldadura o
deformación plástica de la unión. Esto genera la posibilidad de estudiar sistemas de disipación
de energía en las conexiones viga columna. Una alternativa es la incorporación de disipadores
en base a SMA (Shape Memory Alloys).
Este estudio es de carácter teórico-experimental, donde se describe el comportamiento de un
modelo a escala reducida de una estructura de acero de un piso, en cuyas conexiones vigacolumna
se usan barras SMA. Previo a la ejecución de ensayos, se modeló la estructura y las
acciones en ella, utilizando un programa de análisis no lineal, para tener una estimación en el
orden de magnitud de la respuesta del modelo experimental.
Las conexiones viga-columna están formadas por 4 barras SMA, y el marco se sometió a ensayos
tipo pull-back y registros sinusoidales y de sismos reales en una mesa vibradora de un grado de
libertad. Se usan dos tipos de barras: de Nitinol de 2,5 mm de diámetro y de CuAlBe de 3,3 mm
de diámetro. Ambos materiales se encuentran en fase austenita a temperatura ambiente y han
sido caracterizados con anterioridad en ensayos cíclicos de tracción.
La instrumentación incluye acelerógrafos a nivel de losa y de techo, un potenciómetro para
medir desplazamiento de techo, y celdas de carga y potenciómetros para medir fuerzas y
deformaciones en las barras SMA de cada conexión.
A partir de los ensayos tipo pullback se obtiene el período fundamental y el amortiguamiento
por decremento logarítmico, resultando 0.52 [seg] y un 2.3% para el marco con barras de Nitinol
y 0.47 [seg] y 1.4% para el marco con barras de CuAlBe.
Al aplicar el registro de Llolleo N10E escalado en un 25% y 50% al marco con conexiones de
Nitinol, se observa reducciones en la aceleración del techo, comparada con la aceleración
espectral, del orden del 24% para el registro escalado a un 25% y del 49% para el registro
escalado a un 50%. Para el marco con conexiones de CuAlBe, la reducción de la aceleración es
de un 14% para el registro de Llolleo escalado en un 25%.
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Falk, Quintanilla Peter Alfredo. "Análisis del Comportamiento de Estructuras de Acero Provistas de Disipadores de Energía Tipo “Slotted Bolted Connection”." Tesis, Universidad de Chile, 2010. http://www.repositorio.uchile.cl/handle/2250/103955.
Full textAbstract:
Chile es uno de los países con más alta tasa de actividad sísmica en el mundo, por esta razón, se necesitan estrategias para mejorar el comportamiento de las estructuras frente a un sismo.
El presente trabajo, trata sobre el análisis del comportamiento de una estructura de acero de 10 pisos, provista de un tipo de disipador friccional de energía sísmica llamado Sloted Bolted Connection (SBC). Estos estudios se realizaron en base a un proyecto de norma para el análisis de estructuras provistas de disipadores pasivos de energía, que en estos momentos está siendo desarrollada.
El objetivo principal de este trabajo es determinar las reducciones en aceleraciones, velocidades y desplazamientos de la estructura debido a la incorporación de los dispositivos SBC. Además, se realizó una comparación de éstos resultados, con aquellos obtenidos tras la incorporación a la estructura de otros tipos de disipadores (ADAS, viscoelásticos y de marcos con arriostramiento excéntrico).
Todo el análisis del desempeño de los disipadores SBC, y el estudio de los sistemas estructural y disipador, fue realizado mediante un modelo computacional en el programa de análisis no lineal SAP2000.
Al analizar los resultados obtenidos, se concluye que los dispositivos SBC reducen efectivamente los índices de aceleraciones, velocidades y desplazamientos en la estructura. Al realizar la comparación entre los resultados obtenidos mediante los distintos tipos de dispositivos, se puede notar que son bastante similares, pero si se toma en cuenta la facilidad de construcción, la disponibilidad de materiales componentes, su fácil montaje, simplicidad de diseño, durabilidad y facilidad de monitoreo, hacen que la aplicación de los SBC sea la mejor alternativa para la realidad nacional.
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Moreno, Zavala Guillermo Alejandro. "Estudio de la soldabilidad de la unión disimilar de un acero estructural ASTM A36 con una aleación de aluminio AA5052-H34." Bachelor's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2015. http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/6157.
Full textAbstract:
En el presente trabajo se estudió la soldabilidad de una unión disimilar formada por el
acero estructural ASTM A36 y la aleación de aluminio AA5052-H34. Las uniones
disimilares obtenidas no lograron alcanzar la resistencia mecánica mínima indicada en el
código AWS B 2.1 que establece que este tipo de uniones como mínimo deben alcanzar
170 MPa de resistencia a la tracción. En esta investigación los mejores resultados
obtenidos alcanzaron los 86 MPa de resistencia a la tracción, representando el 50,6%
de lo requerido por el código.
De los resultados se determinó que no es posible obtener uniones, entre el acero
estructural ASTM A36 y la aleación de aluminio AA5052-H34, empleando un solo metal
de aporte, pues se presentan problemas de soldabilidad básicamente entre el aporte y el
acero. Se hace necesario realizar el proceso de enmantequillado o buttering en el lado
del acero mediante el electrodo Cu-8Al. Luego de realizado el buttering, para la
elaboración de los cupones de soldadura disimilares se emplearon diversos materiales
de aporte y procesos de soldadura en la búsqueda de un procedimiento de soldadura
que cumpla con lo estipulado en el código AWS B2.1.
Para el desarrollo de este trabajo, se emplearon los procesos de soldadura más
comunes en el medio como SMAW, GMAW y GTAW. El procedimiento de soldadura con
el que se obtuvieron las mejores propiedades mecánicas fue el realizado mediante el
buttering a cinco pasadas mediante el proceso SMAW (62 A, 25 V) y realizando la unión
con el proceso GMAW usando un aporte de Al-5Si (15.4 V, 105 A). Estas uniones no
cumplieron lo requerido por el código en resistencia mecánica, ni en el ensayo de
doblado, pues durante ambos ensayos se produce desprendimiento del buttering y el
metal de aporte.
En el barrido de durezas realizado a la sección transversal del cordón, en las uniones
mencionadas, se apreció que no existe mayor variación en los valores de dureza
encontrados en las ZAC de ambos metales, lo que demuestra que se evitó la formación
de zonas duras.Tesis
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Santis, Álvarez Andrés Cristian. "Análisis Térmico No Lineal en Perfiles de Acero Expuestos a Incendio." Tesis, Universidad de Chile, 2011. http://www.repositorio.uchile.cl/handle/2250/104171.
Full textAbstract:
El objetivo general del presente trabajo de título es obtener un modelo teórico-matemático para la predicción del calentamiento de perfiles de acero protegidos contra incendio, con el fin de predecir su temperatura máxima y el espesor de material aislante Blaze Shield II necesario para satisfacer los requerimientos de resistencia contra el fuego.
La Sección de Ingeniería Contra Incendios del IDIEM de la Universidad de Chile, cuenta con laboratorios para la certificación de estructuras según la actual norma chilena para ensayos y diseño de elementos de construcción en general. El uso de modelos teóricos puede optimizar el proceso de certificación disminuyendo la cantidad de productos rechazados y los costos asociados a ello.
Los actuales modelos recomendados no consideran la variación con la temperatura de las propiedades térmicas de los materiales, lo que significa que las curvas de calentamiento no son resultados en general confiables, mostrando incluso en ciertos casos valores de temperatura sin sentido físico. A raíz de lo anterior, el modelo propuesto se formuló incluyendo en la ecuación de difusión de calor la dependencia con la temperatura de las propiedades de los materiales, para así obtener mejores aproximaciones de las curvas de calentamiento del acero. Se determinaron los factores que predominan en la respuesta térmica del sistema y fueron ajustados los resultados del modelo a los datos experimentales entregados por el IDIEM.
Se pudo observar que la emisividad resultante, la conductividad térmica del material aislante y el calor específico del acero, tienen un efecto importante sobre el calentamiento de los perfiles. Además el modelo propuesto entregó resultados físicamente consistentes en el rango de masividades estudiado, y las curvas de calentamiento se ajustaron satisfactoriamente a los datos experimentales.
Se concluye que el modelo desarrollado entrega mejores aproximaciones de las temperaturas máximas y de las curvas de calentamiento que los modelos actuales, utilizando Blaze Shield II como material protector. No obstante, debe ampliarse el rango de validez del modelo para variadas condiciones de incendio y tipos de protección térmica.
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Villanueva, Riffo José Antoinne. "Modelo computacionalmente eficiente de marcos de acero incluyendo efectos no-lineales." Tesis, Universidad de Chile, 2017. http://repositorio.uchile.cl/handle/2250/149481.
Full textAbstract:
Ingeniero CivilLa respuesta dinámica no lineal de un conjunto de marcos de acero es estudiada por medio de un modelo simplificado. El ajuste a un modelo parsimónico se realiza mediante un análisis estático no lineal que tome en cuenta efectos de modos superiores (en particular del segundo modo). Esto genera una mejor predicción de la respuesta para el caso de los pisos superiores (donde el efecto del segundo modo es más relevante), manteniendo la calidad para los pisos inferiores con respecto al ajuste considerando únicamente el primer modo. La eficiencia del modelo radica principalmente en su versatilidad para implementar distintas histéresis y el reducido tiempo de cálculo por sismo, siendo en promedio de 0.2 [s] para los casos tri-lineales y 0.06 [s] para la histéresis de BoucWen. Se estudia el efecto de introducir incertidumbres tanto en las excitaciones de la base (lo cual se logra mediante la generación de sismos sintéticos) como en la estructura. En general se observa que los valores medios de la respuesta son poco sensibles a la incerteza del 10% supuesta en las matrices de rigidez y masa, pero la covarianza tiende a aumentar entre un 1% y un 3% siendo más importante el efecto en pisos superiores. La generación de curvas de fragilidad permite estudiar el comportamiento de la estructura frente a un banco de sismos con la variabilidad intrínseca de los registros naturales, para niveles crecientes de demanda. Todos los modelos presentan un buen desempeño sísmico, estando casi todos por debajo del 10% de probabilidad de colapso frente a una demanda de pga de 1[g].
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Ramos, Llerena Ricardo André. "Estudio de la soldabilidad de la unión disimilar de un cobre con 5 % de Zn con acero estructural ASTM A36." Bachelor's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2013. http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/5315.
Full textAbstract:
Debido a la poca práctica en el soldeo y obtención de uniones disimilares (materiales de
diferente composición química y propiedades mecánicas), los conocimientos sobre estos
tipos de uniones son muy reducidos en comparación con las uniones similares. El problema
principal de este tipo de uniones es que las características de cada unión son muy
particulares según los metales bases que se quieran unir y el material de aporte que se use.
En el presente trabajo se estudió la soldabilidad de una unión disimilar formada por una
aleación de Cu-5Zn y acero estructural ASTM A36, ambos de 3,0 mm de espesor. El
proceso de soldeo empleado fue SMAW. Luego de ensayos previos, se obtuvieron uniones
soldadas con propiedades mecánicas satisfactorias empleando como aportes (electrodos)
ECuSn-A (Cu-6Sn) y ECuSn-C (Cu-9Sn-3Ni).
Las uniones soldadas obtenidas con ambos aportes, fueron ensayadas a tracción, rompiendo
en el metal Cu-5Zn. Estas uniones presentan una resistencia máxima a tracción promedio
que varía entre el 80% y 84% de la resistencia del metal base Cu-5Zn. Las uniones
obtenidas con el aporte ECuSn-C alcanzan una resistencia a la tracción de 243 MPa;
mientras que, las uniones obtenidas con el aporte ECuSn-A logran alcanzar 234 MPa. Los
valores de elongación (ductilidad) obtenidos a través del ensayo de tracción muestran que
con ambos aportes se alcanzan valores muy similares (22 %). De los ensayos de
microdureza Vickers realizados, se aprecia que no existe mayor diferencia en los valores de
dureza encontrados en ambas ZACs y metales de aporte.
De acuerdo a los resultados encontrados en la presente tesis, se recomienda el empleo del
aporte ECuSn-C (Cu-9Sn-3Ni) para las uniones soldadas mediante el proceso SMAW entre
el acero estructural ASTM A36 y la aleación Cu-5Zn, ambos de 3,0 mm de espesor. Este
aporte presenta un costo que es un 8% menor que el aporte ECuSn-A (Cu-5Sn); además,
que las uniones presentan un mejor acabado superficial.Tesis
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Córdova, Paz Carlos Hernán. "Evaluación de la resistencia a la corrosión en probetas de acero estructural A36 recubiertas de pintura con nanopartículas de óxido de Zinc." Master's thesis, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017. http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/9698.
Full textAbstract:
El presente trabajo de investigación tuvo como objetivo de estudio realizar una evaluación de la resistencia a la corrosión mediante el ensayo de niebla salina en acero estructural A36 recubiertas de pintura alquídica incorporando nanopartículas de óxido de zinc.
Se utilizaron nano ZnO industriales, las cuales fueron caracterizadas por espectroscopia infrarroja con transformada de Fourier (FTIR), espectroscopia UVvisible, microscopía electrónica de barrido (SEM) y difracción de rayos X (DRX). Se realizó la incorporación de nanopartículas de óxido de zinc en la pintura alquídica en porcentajes en peso de 0,5; 1,5 y 3,0.
La evaluación de la incorporación de estás nanopartículas sobre el sustrato metálico se realizó por FTIR, SEM-EDS y DRX. Finalmente, se realizó el ensayo de corrosión acelerada de niebla salina, con una exposición de solución salina de NaCl al 5.0%w.
Los resultados de la caracterización de las nano ZnO indicaron que las nanopartículas muestran la estructura cristalina hexagonal tipo wurtzita, sensibilidad a la luz UV-vis con banda característica en el espectro ultravioleta, y en el caso del FTIR mostrón una manda característica en el rango de 400-500cm-1. La incorporación de nano-ZnO de concentración en la pintura alquídica de 0,5% w mostró un mejor aspecto superficial a comparación de 1,5 y 3,0 %w que mostraron un aspecto más rugoso. La mayor resistencia a la corrosión la mostró la concentración de 1.5% w de nano-ZnO en el ensayo de corrosión acelerada de niebla salina.The objective of this research was to evaluate corrosion resistance by the salt spray test in A36 structural steel coated with alkyd paint incorporating zinc oxide nanoparticles. Industrial ZnO nano were used, which were characterized by infrared spectroscopy with Fourier transform (FTIR), UV-visible spectroscopy scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD). The incorporation of zinc oxide nanoparticles in the alkyd paint was performed in percentages by weight of 0.5; 1.5 and 3.0. The evaluation of the incorporation of these nanoparticles on the metallic substrate was performed by FTIR, SEM-EDS and XRD. Finally, the salt spray accelerated corrosion test was performed, with a 5.0%w NaCl saline solution. The results of the nano-ZnO characterization indicated that the nanoparticles show the wurtzite-type hexagonal crystal with structure, with, sensitivity to UV-vis light with characteristic band in the ultraviolet spectrum, and in the case of FTIR showed a characteristic band in the range of 400-500cm-1. The incorporation of nano-ZnO concentration in alkyd paint 0.5%w showed a better surface appearance compared to 1.5 and 3.0%w which showed a more rough appearance. The highest corrosion resistance was shown by the concentration of 1.5% w of nano-ZnO in the accelerated salt spray corrosion test.
Tesis
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Silva, Segura Renzo Alessandro, and Bocanegra Carlo David Apaza. "Análisis estructural sísmico de una edificación existente ubicada en Lima Metropolitana que no cumple el control de derivas y propuesta de reforzamiento con acero estructural." Bachelor's thesis, Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC), 2020. http://hdl.handle.net/10757/654490.
Full textAbstract:
La presente tesis tiene como objetivo analizar y evaluar la efectividad de reforzar con acero estructural a una edificación existente que no cumple el control de derivas. La edificación a reforzar, ubicada en el distrito de Lince en la ciudad de Lima, cuenta con un área de terreno total de 193m2, con 5 pisos destinados al uso de oficinas y un sistema estructural de pórticos de concreto armado construido en el año 2004.
Se exponen todos los sistemas de reforzamiento con acero estructural más utilizados en la actualidad para rigidizar la edificación y que la estructura logre un comportamiento sismorresistente adecuado. El material del reforzamiento será acero estructural ASTM A36.
Se verificará las irregularidades que presenta la edificación existente; dado a que la edificación fue construida bajo las especificaciones de la Norma E.030 del 2004, se actualizarán todos los parámetros sísmicos a la más reciente Norma E.030 Diseño Sismorresistente 2018.
Se modela la edificación con cada tipo de reforzamiento con acero, se realiza un análisis símico para comprobar que la estructura cumpla con los requisitos especificados en la Norma E.030, y verificar que los desplazamientos laterales relativos de entrepisos (derivas) no superen el límite máximo permitido de 0.007 establecido en la Norma. De esta manera, se optará por el sistema de reforzamiento con acero más efectivo y viable para la edificación.
Por último, se verifican todos los elementos estructurales de concreto y se diseña los nuevos elementos de acero implementados a la estructura, bajo la Especificación AISC 360 para acero estructural.The objective of this thesis is to analyze and evaluate the effectiveness of reinforcing an existing building with structural steel that does not comply with drift control. The building to be reinforced is located in the Lince district in the city of Lima, has a total land area of 193m2. The building consists of 5 floors for office use, it is a structural system of reinforced concrete porches and was built in 2004. All the systems of reinforcement with structural steel most used today are exposed to stiffen the building and that the structure achieves an adequate earthquake-resistant behavior. The reinforcement material will be ASTM A36 structural steel. Irregularities in the existing building will be verified; Since the building was built under the specifications of Standard E.030 of 2004, all seismic parameters will be updated to the most recent Standard E.030 Seismic-resistant Design 2018. The building is modeled with each type of steel reinforcement, a simian analysis is carried out to verify that the structure complies with the requirements specified in Standard E.030, and to verify that the relative lateral displacements of the floors (drifts) do not exceed the limit. maximum allowed of 0.007 established in the Standard. In this way, the most effective and viable steel reinforcement system for the building will be chosen. Finally, all the concrete structural elements are verified and the new steel elements implemented to the structure are designed, under the AISC 360 Specification for structural steel.
Tesis
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Carrasco, Navarrete Sebastián Andrés. "Recomendaciones de Diseño de Columnas Compuestas de Acero-Hormigón Sometidas a Esfuerzos Básicos." Tesis, Universidad de Chile, 2010. http://www.repositorio.uchile.cl/handle/2250/103984.
Full textAbstract:
A medida que el hombre ha ido creando nuevas estructuras como grandes edificios. Estos se realizan sin importar que no cumplan con los límites de resistencia impuestos por los materiales tradicionales como son el hormigón armado o las estructuras hechas de perfiles de acero. En éstas estructuras, las columnas forman parte esencial de ellas, ya que a través de éstas se transmiten a la base las acciones a las cuales queda sometida la estructura.
Es por esto que para grandes esfuerzos en elementos como columnas, hace un tiempo en países como U.S.A. y Japón, entre otros, se han utilizado desde hace más de veinte años columnas compuestas. Las cuales se encuentran formadas por hormigón armado y además perfiles de acero. Las columnas compuestas pueden ser clasificadas en tres tipos: secciones de acero embebido en hormigón armado (steel reinforced concrete, SRC), secciones circulares de acero rellenas de hormigón armado (concrete filled tuve, CFT) y secciones rectangulares de acero rellenas de hormigón armado (rectangular concrete filled tuve, RCFT). Esta sinergia existente entre ambos materiales entrega distintas ventajas: (1) en columnas CFT o RCFT, el acero incrementa la resistencia y ductilidad del hormigón por su efecto de confinamiento, el hormigón inhibe el pandeo local del perfil de acero y a la vez hace innecesaria la utilización de moldajes; (2) en columnas SRC el hormigón previene el pandeo local del perfil de acero y a la vez sirve como protector del fuego.
Ahora, en base a las normativas existentes y las distintas investigaciones desarrolladas en distintos tipos de columnas compuestas. El objetivo principal de la presente memoria de título fue formular recomendaciones de diseño de columnas compuestas de acero y hormigón, sometidas a esfuerzos de tracción, compresión, flexión y corte. Para que puedan ser utilizadas en Chile como recomendaciones de diseño para el ingeniero que desee información más ordenada acerca del diseño de este tipo de columna.
El resultado final de diseño propuesto para cada uno de los distintos tipos de columnas sometidas a cada uno de los distintos esfuerzos, fue que las normativas americanas se destacan en sus resultados en comparación con códigos europeos. Y a la vez para aquellos tipos de ensayos en los cuales no se encontró datos experimentales para poder llevar a cabo la comparación, se sugiere al lector diseñar, según el criterio que posea, entre alguna de las dos normas americanas.
En base a los resultados obtenidos en la presente memoria de título. Se recomienda llevar a cabo estudios experimentales, de tal forma de obtener en base a datos reales el comportamiento de las columnas compuestas sometidas principalmente a esfuerzos de corte y de flexión pura. Los cuales no se encontraron datos experimentales de algunas columnas para poder llevar a cabo la comparación de cual método sería el apropiado.