Browsing by Author "Villalobos Ramírez, Francisco"

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Análisis comparativo de costos entre sistemas de entrepiso de losas postensadas y losas huecas pretensadas en edificios duales
(2017) Morales Yglesias, Mauricio; Villalobos Ramírez, Francisco
Calibración de un modelo de análisis estructural para evaluar la acción de cargas laterales en el plano del sistema prefabricado de columnas y mampostería sin refuerzo "Prefablock"
(2024) Molinari Ulate, Valeria; Villalobos Ramírez, Francisco
El sistema constructivo de columnas prefabricadas de concreto y mampostería sin refuerzo ha tenido mucho auge en Costa Rica por su facilidad constructiva, sus ventajas económicas y sus beneficios arquitectónicos. Sin embargo, pese a su uso extensivo en el país, es un sistema nuevo en el mercado (aproximadamente 5 años) del que no se dispone información técnica de investigación asociada a su comportamiento estructural. El presente proyecto aporta los resultados obtenidos en la calibración de un modelo analítico por medio de la ejecución de ensayos de laboratorio de modelos a escala natural construidos con este sistema. El modelo analítico propuesto permite determinar el comportamiento del sistema constructivo ante cargas aplicadas paralelas a su plano. El programa experimental consiste en el ensayo de dos muros a escala natural. Los resultados permiten calibrar un modelo de análisis basado en un sistema de marcos arriostrados con puntales equivalentes desarrollados por la mampostería. En las pruebas se registran los desplazamientos, deformaciones y se determina la rigidez lateral desarrollada por el sistema. Adicionalmente, se evalúa la demanda soportada por una vivienda típica unifamiliar según los requisitos establecidos por el CSCR y se compara con los resultados obtenidos por los muros a escala natural. Se concluye que el sistema es seguro ante la respuesta de cargas aplicadas en su plano. Se establecen recomendaciones para el sector constructivo y para el desarrollo de futuras investigaciones.
Caracterización de la curva de ganancia de resistencia a compresión en concretos de alto desempeño utilizados en vigas prefabricadas, para la calibración del método de medición de velocidad de onda por ultrasonido
(2017) Bolaños Espinoza, Braulio; Villalobos Ramírez, Francisco
Comportamiento de vigas de concreto armado reforzadas a cortante mediante recubrimiento perimetral de fibras de carbono (CFRP)
(2013) Jiménez López, Luis Diego; Villalobos Ramírez, Francisco
Debido a la implementación de nuevasmetodologías en la tecnologíadel reforzamiento de estructuras de concreto, se hace evidente y necesaria la investigación en el comportamiento exhibido por las mismas con el fin de determinar las nuevas características conferidas por estas nuevas metodologías. Este trabajo comparavalores teóricos y experimentales de la resistencia de vigas de concretoarmado externamente reforzadas a cortante mediante recubrimiento perimetral completo con fibras de carbono (CFRP). Se evalúa el incremento en resistencia de vigas mediante la construcción y ensayo destructivo de seis vigas de concreto armado, dos vigas como muestra de control yotras cuatro reforzadas a cortante con la misma configuración de fibra de carbono. Se utiliza en esta investigación un envolvimiento del perímetro también conocido como esquema en O, en el cual se aplican bandas de fibra que se trabajan símilmente a aros de acero.Luego utilizando la metodología de diseño del ACI 440.2 se procede acomparar la resistencia experimental contra la predicha por la teoría. En esta investigación se logró determinar que las fibras no solo incrementan la resistencia en cortante de las vigas sino que su aplicación también impacta de forma significativa el agrietamiento que sufren las vigas durante la carga,dado que se observó una disminución en el ancho de grieta a cortante para todos los niveles de carga ensayado.
Desarrollo de metodología para el tratamiento térmico de acero de refuerzo no corrugado utilizado en modelos de resistencia en concreto reforzado a escala reducida
(2017) Bustos Brenes, Juan Carlos; Villalobos Ramírez, Francisco
En esta investigación se estudiaron los efectos generados sobre las propiedades mecánicas (especialmente la ductilidad) de los alambres lisos galvanizados utilizados como refuerzo en los modelos de escala reducida debido al proceso de corrugación al que deben de ser sometidos. Específicamente se trabajó con alambres calibre 16 y 12 el cuál corresponden a al modelado de las varillas Nº3 y Nº5 respectivamente a una escala de 1/6. Por otro lado, con el fin de poder restablecer las propiedades mecánicas alteradas posterior al proceso de corrugación y cumplir con las especificaciones establecidas, los alambres fueron tratados térmicamente mediante un recocido subcrítico, donde luego se ensayaron mediante pruebas de tensión según la norma ASTM A370 para poder para identificar la combinación temperatura-método de enfriamiento más adecuada. Además, dicha investigación contempla un análisis general de la microestructura del alambre liso, corrugado y corrugado con tratamiento térmico con la combinación temperatura-método de enfriamiento elegida para cada calibre de alambre. Finalmente se construyeron dos vigas a escala reducida de 1/6, donde una de ellas contenía como refuerzo el alambre corrugado sin previo tratamiento térmico, mientras que el otro modelo contaba con el refuerzo tratado térmicamente. Dichos modelos fueron utilizados para analizar la influencia que tiene el tipo de refuerzo en el comportamiento del elemento cuando es sometido a una carga en su punto medio.
Determinación experimental de la distribución de fuerzas en baldosas de concreto en paredes prefabricadas
(2018) Valverde Ugalde, Alonso; Villalobos Ramírez, Francisco
Esta investigación se enfoca en estudiar el comportamiento para cargas laterales en el plano, del sistema prefabricado de columnas y baldosas horizontales. Específicamente se analiza la distribución de fuerzas que se dan en las baldosas. De forma general, se puede decir que este proyecto consta de dos partes. Una experimental que incluye el diseño de la probeta experimental, su construcción y el ensayo de laboratorio; otra parte analítica comprende el razonamiento análisis de los resultados obtenidos en la fase experimental y recomendaciones para el análisis estructural de este tipo de sistema. En la fase experimental se diseña y se construye un modelo a escala natural de un muro construido con el sistema de baldosas horizontales y columnas. Cuatro de las baldosas que integran la probeta de ensayo, son instrumentadas con tres galgas extensométricas cada una. La información registrada por estos sensores permite obtener de manera experimental la distribución de deformación de las baldosas frente a cargas laterales. Esta información se utiliza para obtener el ancho del puntal equivalente en la etapa de análisis y se compara con valores analíticos obtenidos en investigaciones anteriores. Con el desarrollo de esta investigación, se identifican dos comportamientos claros del sistema prefabricado frente a cargas laterales. En una primera etapa se comporta como un marco compuesto únicamente por las columnas y la solera; al aumentar la carga y los desplazamientos laterales en el plano de la pared prefabricada, se presenta un comportamiento donde las baldosas empiezan a tomar cargas de compresión en su diagonal. Se documenta todo el proceso de diseño (de acuerdo con el CSCR-10) y construcción de la probeta prefabricada para que funja como insumo para posteriores investigaciones de tipo experimental. Se verifica que las baldosas y columnas cumplan con la norma INTE C131:2017 de baldosas y ...
Evaluación de la demanda de resistencia para elementos de estructuras tipo Prefa (baldosas horizontales y columnas) sometidas a carga lateral según el CSCR-10
(2015) Otárola Madrigal, Kenneth; Villalobos Ramírez, Francisco
El Instituto de Normas Técnicas de Costa Rica en colaboración con INPREFA, EUROBAU, PRENAC, PRODUCTOS DE CONCRETO, ICCYC, CFIA, LANAMME, ITCR, BANHVI, EKSTROM, IDSCASAS, CONCORI e IDECASA; se dio a la tarea en 2013 de desarrollar una normativa técnica nacional (INTE 06-10-02) donde se establecen las especificaciones que deben cumplir los elementos prefabricados de concreto que se utilizan para la construcción de viviendas unifamiliares de un nivel bajo el sistema tipo Prefa, además, sean diseñadas según los lineamientos del capítulo 17 del Código sísmico de Costa Rica 2010 (CSCR-10). En esta investigación se evalúan los límites de resistencia mínima establecidos en la Tabla 1 de esta norma, para esto se estudia la demanda de resistencia de los elementos (baldosas horizontales y columnas) de este sistema mediante un análisis estructural formal de casos particulares. Para generar los modelos de análisis se investigó acerca de los métodos que mejor representen el comportamiento real del sistema, de este modo se determina que el modelado mediante el uso de puntales diagonales que emulen la capacidad a cortante que tienen las baldosas horizontales es adecuado. Se realiza un análisis de los datos obtenidos con el fin de obtener los límites de resistencia que se ajusten a la demanda esperada para este tipo de estructuras y se identifican zonas propensas a tener altas concentraciones de esfuerzos y por ende posibles fallos estructurales.
Evaluación de la resistencia a flexión para baldosas prefabricadas de concreto reforzado con fibra, mediante ensayos destructivos según los requisitos mínimos de resistencia establecidos en la norma INTE 06-10-02
(2017) Mora Rojas, Aarón; Villalobos Ramírez, Francisco
La normativa INTE 06-10-02, tiene el objetivo de establecer especificaciones para el sistema prefabricado de columnas y baldosas horizontales. Respecto a las baldosas, uno de los principales problemas es el recubrimiento del acero de refuerzo, lo que afecta su durabilidad. Por tanto, se realiza la evaluación de la resistencia a flexión para baldosas prefabricadas de concreto reforzado con fibras como una alternativa al refuerzo convencional. Se fabrica y se caracteriza una mezcla de concreto reforzado con fibras sintéticas. Posterior se fabrica especímenes de baldosas y se prueba su resistencia a la flexión mediante el método de ensayo de la norma INTE 06-10-04:2017 y se compara los resultados obtenidos contra los requisitos de resistencia establecidos en la norma INTE 06-10-02:2017. Se determinó que las baldosas fabricadas alcanzan la resistencia mínima normada.
Evaluación del comportamiento a cortante en vigas sub-reforzadas transversalmente, reforzadas externamente con fibra de carbono con envoltura perimetral
(2015) Obando Alpízar, Daniel Josué; Villalobos Ramírez, Francisco
En Costa Rica existen actualmente, estructuras civiles que debido a que aproximan o superan su vida útil, son vulnerables a sufrir daños. Por lo tanto surge la necesidad de investigar metodologías novedosas que ayuden a reforzar y readecuar dichas estructuras a los códigos de diseño actuales. En este trabajo se estudia el comportamiento de vigas de concreto sub-reforzadas transversalmente cuando son reforzadas con una configuración de envoltura perimetral de fibra de carbono (CFRP). El programa experimental de esta investigación consiste en la construcción de 6 vigas de concreto reforzado de sección rectangular, de las cuales 4 son reforzadas y 2 se utilizan como vigas de control. Se ensayan las vigas llevándolas hasta el punto de falla aplicando carga monotónica incremental. Se obtiene la capacidad experimental a cortante de las vigas reforzadas con CFRP y de las vigas de control y se comparan estos valores con los predichos teóricamente por la metodología del ACI 440.2R. Se obtiene que el refuerzo de CFRP genera un 63% de incremento promedio en la capacidad a cortante. Las vigas reforzadas con CFRP presentan grietas con anchos máximos de 0,25 mm, mientras que las vigas sin reforzar presentan grietas con anchos máximos de 7 mm. En las vigas de control se observó una falla frágil por cortante, mientras que en las vigas reforzadas con CFRP se observó una falla por flexión, la cual es una falla deseable ya que posee un comportamiento dúctil.
Evaluación experimental del sistema prefabricado de columnas y baldosas bajo la aplicación de cargas perpendiculares al plano de la pared
(2020) Bogantes Sánchez, Víctor Andrey; Villalobos Ramírez, Francisco
En esta investigación se estudió el sistema prefabricado de columnas y baldosas con el objetivo de conocer su comportamiento bajo la aplicación de cargas uniformemente distribuidas perpendiculares al plano de la pared. Se construyó una pared a escala natural conformada por dos paños de baldosas, viga solera y una cimentación de concreto. Se aplicó carga al sistema mediante bolsas de aire para generar una presión uniforme en la pared. El principal resultado es la comprobación experimental de que las columnas son el elemento crítico de diseño en el sistema prefabricado de columnas y baldosas. Se logró demostrar también que los requisitos de resistencia establecidos en INTE C131:2019 son adecuados para que el sistema resista cargas de viento y sismo de manera segura.
Variación de diagramas momento-curvatura en columnas circulares de concreto reforzado debido a cargas fuera del plano
(2017) Suárez Salinas, Diego; Villalobos Ramírez, Francisco
Se desarrolla una investigación experimental para determinar la variación de la capacidad de rotación inelástica de columnas circulares de concreto reforzado debido a cargas constantes en un plano perpendicular al plano de la aplicación de la carga de falla de las columnas (plano de análisis). El trabajo experimental consiste en el diseño, construcción, instrumentación y falla de cinco especímenes de concreto reforzado de 20 cm de diámetro y 1,70 m de altura en configuración de voladizo, construidos bajo los criterios de diseño del CSCR-2010 y del ACI 318-14. Se aplica una carga axial constante de 100 kN (con un sistema de pos-tensión desadherido y servo-controlado) y se fallan las columnas aplicando una carga monotónica; con diferentes magnitudes de carga constante fuera del plano (diferentes porcentajes de la capacidad de las columnas). Los porcentajes y número de ensayos realizados son: 1 ensayo con 0%, 2 ensayos con 30% y 2 ensayos con 80%. Los resultados obtenidos sugieren que existe una reducción en la capacidad de rotación de las columnas que afecta su ductilidad y que esta se intensifica conforme aumenta el porcentaje de carga fuera del plano. Se obtiene una relación lineal que describe la reducción observada en el índice de ductilidad conforme se aumenta la proporción de carga aplicada en el plano perpendicular al plano de análisis. Se comparan los resultados con reducciones obtenidas en investigaciones previas para columnas cuadradas con características similares.