Ingeniería Civil
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Item Análisis comparativo de sistemas para entrepisos metálicos en sección compuesta(2013) Marín Bonilla, Braulio Alonso; Poveda Vargas, Alvaro E.Se efectuó una comparación estructural y económica de los sistemas para entrepisos metálicos en sección compuesta para diferentes condiciones de carga y dimensión. Se realizaron diseños de entrepisos con perfiles RT y perfiles rectangulares laminados en frío de fabricación nacional, vigas IPN, vigas W y secciones rectangulares HSS; se utilizó lámina ondulada de acero galvanizado y angulares como conectores de cortante para los perfiles laminados en frío y para las demás vigas se usó lámina portante y conectores de espiga lisa y cabeza redonda. Lo anterior para luces de 4 m, 6 m y 9 m; para carga temporal de oficinas y habitacional. Por otra parte, se desarrollaron diseños específicos con apuntalamiento de las vigas de acero, de las láminas portantes y apuntaladas ambos. Los resultados se clasificaron desde aspectos estructurales, de cuantificación de materiales y económicos. Se obtuvieron como conclusiones principales que: el entrepiso de menor costo es el que se construye con perfiles RT; al apuntalar de cualquier forma, se reduce en un 20% el costo del metro cuadrado de entrepiso; para los entrepisos sin apuntalamiento rigen las cargas de construcción y se obtienen secciones de mayor tamaño que en los casos con apuntalamiento; no existen diferencias significativas entre los diseños para carga temporal de oficinas que los correspondientes a carga temporal habitacional.Item Análisis comparativo de indicadores de daño en elementos y marcos de concreto reforzado(2002) Ramírez Dondi, Brenda; Cruz Azofeifa, Miguel FranciscoEn este trabajo se obtiene la relación del Índice de Daño (ID) experimental para un marco de concreto reforzado a nivel global, por piso y por elementos, con indicadores de daño como la Energía Plástica Disipada, la Energía Plástica Normalizada, el Desplazamiento Relativo, la Ductilidad de Rotación y la Razón de Daño; además se analiza la variación de los indicadores de daño de acuerdo al nivel de daño observado. Se trabaja con 2 modelos de marco global, y 6 modelos de elementos, que corresponden a las vigas del primer y segundo nivel y las columnas, 2 modelos por cada elemento; todos en escala 1:3. Los índices de daño se calculan para dos condiciones: una en que la carga de cedencia se obtiene directamente a partir de la curva de histéresis de cada uno de los modelos, y la otra donde está se lee de la curva elastoplástica equivalente. Cada uno de los indicadores de daño se correlaciona con el índice de daño experimental, para las diferentes condiciones de análisis. El análisis realizado permite establecer una variación tanto del índice de daño experimental, como de los otros indicadores de daño, en función del nivel de daño observado. El parámetro que mejor relaciona con el índice de daño, para todos los modelos, es la Energía Plástica Normalizada; el Desplazamiento Relativo es un indicador que presenta una muy buena relación, sin embargo se diferencia si se trata de modelos de elementos, o de marco (global y por piso). La información generada es valiosa para la predicción del daño en estructuras de concreto sometidas a cargas sísmicas.Item Discretización temporal y espacial de las ecuaciones gobernantes del flujo bidimensional utilizando un esquema implícito en diferencias finitas(2002) Miranda Jenkins, Pío Alberto; Oreamuno Vega, Rafael AlfredoLa investigación numérica del flujo bidimensional evidenció que los métodos de solución explícitos presentan restricciones severas en el paso de tiempo, altos tiempos de ejecución, estabilidad condicional y oscilaciones numéricas. Este trabajo busca estudiar y aplicar un método de solución implícito sobre las ecuaciones gobernantes del flujo bidimensional para superar esas limitaciones. La discretización implícita se basó en el esquema de diferencias finitas desarrollado por Beam y Warming, aplicado sobre una malla computacional estructurada en coordenadas cartesianas. El estudio teórico se complementó con la derivación del algoritmo computacional y su posterior programación utilizando el lenguaje C++. El modelo resultante se aplicó en diversas situaciones hidráulicas, incluyendo flujo bidimensional, flujo no-permanente y flujo uniforme. Su aplicación reveló la existencia de algunas deficiencias en los casos de flujo no-permanente y de flujo bidimensional. Se documentó su origen y se plantearon posibles soluciones. La aplicación del modelo tuvo éxito en casos de flujo uniforme. Fue capaz de manejar el cambio de régimen y fue estable para números de Courant mayores que 1. Su tiempo de ejecución fue de aproximadamente un 65% del tiempo de duración del hidrograma. El algoritmo de Beam y Warming tiene un buen potencial para ser utilizado en modelos hidráulicos.Item Desarrollo y aplicación de una metodología de criterio múltiple para la zonificación combinada de amenazas naturales en el Cantón de Alajuela(2001) Arce Miranda, Federico; Vargas Monge, WilliamEl impacto social y económico de un fenómeno natural adverso dependerá del grado de vulnerabilidad de la población y de la infraestructura, en una región con amenazas naturales múltiples. La creación de mapas de zonificación de amenazas naturales contribuye a reducir esa vulnerabilidad, ya que permite conocer el grado de exposición de la población y la infraestructura ante las diferentes amenazas. Este proyecto realiza una zonificación combinada de amenazas naturales para el cantón de Alajuela, por medio de una metodología de Evaluación Multicriterio, e incluye la amenaza volcánica (caída de piroclastos, lahares), sísmica (vibración, ruptura del terreno), inundación y deslizamientos. La zonificación de amenaza volcánica fue realizada por Paniagua y Soto, en 1986. La zonificación de la amenaza sísmica usada, es resultado de combinar los mapas de isoaceleraciones propuestos por Laporte y otros (Proyecto NORAD, 1994) para todo el país y el mapa de fallas geológicas activas de la CNE (Proyecto MIRVYS, 1993). Con base en criterios topográficos se identificaron las áreas susceptibles a inundación. Por medio de una metodología de pesos relativos, se determinaron las zonas propensas a deslizamientos. A partir del criterio de expertos y el Método Jerárquico Analítico, se definieron pesos relativos de cada amenaza a diferentes tipos de obra (estructuras, carreteras, puentes, acueductos, asentamientos) y posteriormente se realizó la zonificación combinada de amenazas naturales. Se produjeron mapas específicos para cada uno de esos tipos de obras, que representan distribución espacial, pero no asignan probabilidad de ocurrencia del evento. Los resultados obtenidos identifican a la amenaza de deslizamientos con un peso relativo de importancia, para los diferentes tipos de obra analizada. De igual manera la ruptura del terreno, es una amenaza de mayor importancia, para estructuras y acueductos. La escala de los mapas no permite...Item Influencia de las excitaciones rotacionales en la base para desplazamientos sísmicos reales en estructuras de un grado de libertad(2001) Pérez Alvarado, Edwin Fernando; Cruz Azofeifa, Miguel FranciscoEl presente es un análisis comparativo de las historias de desplazamiento en estructuras de un grado de libertad, sometidas a carga sísmica; donde además de la excitación horizontal del terreno se incluye una excitación rotacional en la base. Como primer paso, se formulan las siguientes metodologías para hallar una posible función de excitación rotacional del terreno: a) excitación rotacional en función proporcional de la aceleración vertical del terreno, b) excitación rotacional en función de la velocidad de propagación de onda sísmica y la aceleración vertical del terreno. El análisis respectivo se efectuó mediante la interpretación de los espectros de desplazamiento generados a partir de ambas metodologías y se hallan factores de amplificación de desplazamientos por efecto de rotación. Posteriormente, se revisa el nivel de validez de los supuestos utilizados en el planteamiento de las hipótesis de ambas metodologías. De los resultados se concluye, que la existencia de excitación rotacional en la base es importante, pues puede aumentar los desplazamientos relativos y hasta duplicarlos para algunos periodos. El efecto de rotación prácticamente solo afecta a la magnitud de los desplazamientos relativos del sistema, y la forma de éstos espectros no se altera. Ambas metodologías planteadas conducen a resultados similares, lo cual valida los supuestos iniciales.Item Determinación de una herramienta numérica para el análisis de consolidación primaria en suelos finos saturados(2011) Quesada Sandí, Allan Humberto; Salas Alvarado, Luis AlonsoEs de suma importancia en toda obra civil, conocer el impacto real que ésta tendrá sobre el suelo a lo largo no solo de su proceso constructivo sino también en su vida útil, y es por esto que el asentamiento por consolidación juega un papel vital en todo análisis geotécnico. La teoría para la determinación del asentamiento por consolidación en suelos finos saturados analiza presiones de poro constantes a lo largo de los distintos estratos de suelo. El propósito de este trabajo consiste en la determinación de estos asentamientos debido a la inducción de presiones de poro no constantes en el suelo, utilizando para ello la ecuación de consolidación propuesta por Karl von Terzaghi, variando las condiciones iniciales y de frontera de dicha ecuación, y analizar por medio del Grado de Consolidación, las variaciones de estos asentamientos a lo largo del tiempo. Se resolvió la ecuación de consolidación para ocho distintas variaciones de presión de poro en el estrato y el impacto de fronteras impermeables en los valores del Factor Tiempo para cada caso. Se realizó una herramienta numérica para obtener los gráficos del Grado de Consolidación contra el Factor de Profundidad por medio del programa Microsoft Visual C#, por medio de un lenguaje de programación orientado a objetos y por último se resolvió un ejemplo práctico para mostrar la efectividad del método.Item Diseño de mezclas de concreto utilizando agregados provenientes de la zona Pacífico Norte(2011) Martínez de Lemos, Octaviano; Fernández Castro, AdriánEl presente reporte pretende estudiar la influencia que tiene la utilización de distintos agregados provenientes de la zona Pacífico Norte, tanto agregados gruesos como fino, al realizar los diseños de mezcla correspondientes a concretos de resistencia a los 28 días de 210 kg/cm2 y de 280 kg/cm2. Para poder observar esta relación mencionada se obtuvieron las propiedades características de cada material a utilizar. Con los datos obtenidos se realizaron los diseños de mezcla para las resistencias deseadas. Los diseños son comprobados físicamente mediante la preparación de testigos, dosificados por pesos y por volúmenes. Estos valores obtenidos fueron analizados estadísticamente para demostrar el cumplimiento de estos valores en la mayoría de los casos. Luego de analizar los datos obtenidos para todas las fuentes y para las dos resistencias requeridas se observó que la dosificación recomendada puede ser utilizada en el campo, con las debidas precauciones del caso, siendo importante comprobar la resistencia en campo. Los testigos dosificados por peso presentan resultados mas cercanos a los valores de diseño, pero en el campo es más práctico dosificar por volumen, razón por la cual la recomendación se hace para dosificaciones volumétricas. O.M.D.Item Guía práctica para control de erosión superficial en taludes usando vegetación nativa de Costa Rica(2011) Fernández Segura, Denia; Sáenz Aguilar, Sergio AntonioEn los proyectos de ingeniería civil se suelen hacer movimientos de tierra los cuales despojan el suelo de su cobertura vegetal exponiéndolo así a la erosión. En el presente trabajo se desarrolló una guía de uso práctico que brinda una herramienta de diseño y ejecución de proyectos de control de erosión superficial en taludes usando vegetación nativa. De varias giras realizadas a proyectos se determinó que los sistemas más comunes de control de erosión utilizados en el país son: la hidrosiembra, el uso de mantos orgánicos con semillas, el uso de mantos orgánicos perforados con trasplante de plantas, la siembra simple por trasplante de plantas y la siembra simple por semillas. Como parte de esta investigación, se efectuó una prueba de campo para comparar constructivamente cuatro de esos sistemas. De la misma se determinó que la siembra simple por trasplante de plantas es el más rápido de instalar, y que el sistema de siembra simple por semillas es el de menor costo directo de instalación. Con la colaboración de profesionales en botánica, biología, ingeniería forestal y agronomía, se hizo una selección de plantas nativas potencialmente útiles para el control de erosión. De ellas se seleccionaron y recomendaron finalmente 147 especies vegetales que pueden usarse con ese propósito. Además con la asesoría de profesionales en geografía y cartografía se asignó una zona de vida a cada distrito del país. Se estableció también en cuáles de ellas crece naturalmente cada una de esas especies. Integrando todo lo anterior se desarrolló finalmente una guía de diseño y ejecución de proyectos de control de erosión superficial en Costa Rica, usando biotecnología con plantas nativas. D.F.S.Item Estimación de la curva de deformación vertical de una viga simplemente apoyada ante la acción de cargas estáticas, mediante medidas de rotaciones con el uso de inclinómetros(2016) Caravaca Tenorio, Willy; Liu Kuan, Yi ChengEl presente trabajo busca la validación de un método de estimación de la curva de deformación vertical de una viga basándose en medidas de rotaciones tomadas por inclinómetros electrónicos adquiridos por el Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales. Mediante pruebas de carga estáticas realizadas en laboratorio sobre una viga simplemente apoyada, se obtienen datos de rotación por medio de inclinómetros los cuales son analizados por medio de un código programado con mínimos cuadrados en el software MATLAB, transformando estas rotaciones en medidas de deformación vertical. Lo descrito anteriormente permite la obtención de la curva de deflexión de la viga, el cual es el producto final de este Trabajo Final de Graduación. El trabajo realizado permite la obtención de la mejor configuración de colocación de los inclinómetros a lo largo del eje x de la viga analizada, comparando la variabilidad de los datos con análisis estadísticos. Además se realizó el análisis de un ejemplo de aplicación en un puente real sobre el río Seco. W.G.C.T.Item Evaluación estructural de uniones en invernaderos tipo capilla de madera(2011) Chanto Ballestero, Gabriela; Govaere Vicarioli, GeorgesEn Costa Rica, a construcción de invernaderos para producción agrícola artesanal (pequeño productor) se lleva a cabo sin ningún tipo de regulación en cuanto a diseño y construcción. Según estudios hechos por el Programa Sectorial de Producción Agrícola de Ambientes Protegidos (ProNAP), cada año se reportan daños importantes en estructuras de invernaderos de baja tecnología hechos con madera debido a la acción de las cargas de servicio de estas estructuras (principalmente viento), principalmente en sus uniones. Si se toma en cuenta que el cultivo de productos en ambientes protegidos favorece la productividad y la versatilidad de cultivos, así como la competitividad de los productores, resulta de suma importancia el fabricar estructuras adecuadas para estos fines. La importancia de este trabajo estriba en la necesidad de una guía acerca de la forma en que deben construirse las uniones en estructuras de madera usadas como invernaderos. Si se logra un diseño adecuado de estos elementos, se puede mejorar significativamente el comportamiento global de la estructura ante la acción de cargas, disminuyendo los costos de mantenimiento y reparación de las mismas. Con base en información recopilada en entrevistas y en campo, se estableció una configuración de estructura de madera de ciprés común usada como invernadero. Se determinaron los esfuerzos para la misma, para tres tamaños diferentes, lo cual permitió la comparación entre resultados. Los diseños de las uniones generados a partir de este análisis permitieron establecer que por medio de pequeños cambios en la forma de construir estos elementos, sin variar la cantidad de material usado, se pueden obtener uniones más resistentes, adecuadas para soportar las demandas a que las estructuras se ven sometidas siempre. Se prevé que este tipo de investigaciones se extienda a otras especies de madera y otros tipos de estructura de invernadero, con el fin de conformar una base de datos...