Ingeniería Civil

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Desarrollo de un marco de trabajo para la implementación del diseño balanceado de mezclas en Costa Rica
(2023) Barrantes Matamoros, Oscar Felipe; Sequeira Rojas, Wendy
El objetivo de esta investigación fue desarrollar un marco de trabajo para la implementación del diseño balanceado de mezclas en Costa Rica a través de un marco de trabajo, analizar el estado de la práctica referente al diseño balanceado de mezclas a nivel internacional y nivel nacional, evaluar de forma documental y experimental las ventajas y desventajas del diseño de mezcla balanceada en comparación con las metodologías de diseño Marshall, Superpave, utilizadas actualmente en Costa Rica, elaborar una propuesta de guía para la práctica del diseño balanceado de mezclas para su implementación a nivel nacional y elaborar una guía que contenga los principales pasos que se deben seguir para que se realice una adecuada implementación del diseño balanceado de mezclas en Costa Rica. Para llevar a cabo esta investigación se llevó a cabo un diseño de mezcla asfáltica, al cual se le aplicaron ensayos como Tensión diametral, Viga a fatiga y Rueda de Hamburgo como algunas de los ensayos utilizados en el Diseño Balanceado de Mezcla que tiene como finalidad optimizar el contenido de asfalto para encontrar el punto de intersección entre el diseño enfocado en prevenir el agrietamiento por fatiga y la deformación permanente. Esta nueva metodología no deja de lado la importancia de la volumetría, sin embargo, hacer uso de ésta como guía, no es determinante en el diseño balanceado. Fue necesario conocer las condiciones actuales de los laboratorios encargados de controlar y verificar la calidad de la mezcla asfáltica y su capacidad de implementar ensayos para medir deformación y fatiga.
Caracterización de la curva esfuerzo-deformación de prismas de mampostería con bloques de concreto de 20x20x40 cm bajo carga axial
(2023) Vargas Rodríguez, Víctor Andrés; González Beltrán, Guillermo
El presente estudio tiene como propósito Caracterizar la curva de esfuerzo-deformación que muestra el comportamiento en compresión axial de prismas de mampostería de concreto utilizando bloques de 200x200x400 mm por medio de pruebas experimentales para verificar si los valores específicos de diseño son adecuados. Para esto, se utilizaron prismas de mampostería conformados por bloques de concreto de 20 cm de espesor, clase A. morteros tipo M, N y S así como prismas con concreto de relleno y sin este (rellenos y vacíos) para un total de 6 combinaciones de prismas fallados a compresión; Relacionando la resistencia de los componentes con la resistencia del prisma e identificando el módulo de elasticidad y deformación ultima de los prismas. Los materiales que conforman los prismas cumplen con los valores de resistencia mínima indicados en el CSCR 10-14 y los datos generados en esta investigación permiten comparar los parámetros de diseño de la mampostería presentes en la normativa internacional con el comportamiento del material nacional utilizado. Los resultados obtenidos amplíen la muestra de datos de materiales nacionales para futuras investigaciones u otros proyectos que los requieran.
Obtención del módulo de elasticidad, deformación última y la resistencia a la compresión en prismas de mampostería por medio de la curva esfuerzo-deformación de bloques de 12x20x40 cm bajo carga axial concéntrica
(2023) Quirós Castro, Yoshua Daniel; Ramírez Villalba, Andrea
Este estudio tiene como propósito determinar el comportamiento a compresión de la mampostería de concreto bajo carga axial concéntrica, por medio de la derivación de las curvas esfuerzo-deformación unitaria. A partir de estas curvas, se puede encontrar las propiedades mecánicas de resistencia a compresión, módulo de elasticidad y la deformación unitaria última de la mampostería hueca y rellena. Para esto, se utilizan prismas de mampostería conformados por bloques (completos) de concreto de 12 cm de espesor, clase A. Además, se incluyen las siguientes variables como parte del análisis: el tipo de mortero, prismas huecos y rellenos. En el caso de mortero se emplean los tipos M, S y N; por su parte, para los prismas rellenos se maneja una resistencia del concreto de relleno constante. Asimismo, se establece una correlación entre la resistencia de la mampostería, la resistencia de los bloques y la resistencia del mortero para ver la influencia que tienen estos resultados sobre la mampostería hueca y rellena. La información generada de esta investigación ampliará el registro experimental a nivel nacional, lo que permitirá establecer un comportamiento local de la mampostería, con mayor precisión, y así comparar los parámetros de diseño de la mampostería expuestos por la normativa internacional. A su vez, se busca que estos resultados sirvan de insumo para futuras actualizaciones del Código Sísmico de Costa Rica, específicamente para el capítulo de mampostería.
Determinación de la curva esfuerzo-deformación de prismas de mampostería con bloques de concreto de 15x20x40 cm bajo la aplicación de cargas axiales concéntricas
(2023) Sibaja Víquez, Steven Alberto; Ramírez Villalba, Andrea
El presente estudio tiene como finalidad determinar las principales propiedades mecánicas de la mampostería a nivel local, haciendo uso de bloques de 15x20x40 cm. Para la obtención de estas propiedades (resistencia a la compresión f’m, módulo de elasticidad Em y deformación unitaria) se fabricaron prismas de mampostería conformados por dos bloques completos de altura, considerando las siguientes variables: presencia o ausencia de concreto de relleno y morteros tipo M, S y N. Además de resumir los resultados experimentales, se procedió a plantear una correlación entre la resistencia a compresión de la mampostería, la resistencia de los bloques de concreto y la resistencia del mortero de pega con la finalidad de encontrar la influencia que tienen estos parámetros en las propiedades mecánicas de la mampostería. Se busca que los resultados obtenidos en el presente estudio incrementen la base de datos a nivel local en materia de mampostería, lo cual permitirá definir el comportamiento de la mampostería con mayor determinación, y de esta forma, establecer comparaciones con el CSCR 2010-14 y el TMS 402-16. Por otra parte, se busca que la información recopilada en el presente estudio sirva como insumo para el mejoramiento del capítulo de mampostería del Código Sísmico de Costa Rica.
Evaluación estructural de uniones en invernaderos tipo capilla de madera
(2011) Chanto Ballestero, Gabriela; Govaere Vicarioli, Georges
En 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...
Correlación de los resultados de ensayo de flexión en 4 puntos con distintos parámetros del ensayo de flexión semicircular
(2021) Corazzari Herrera, Gianluca; Aguiar Moya, José Pablo
Este proyecto se enfocó en analizar la correlación entre los resultados del ensayo de flexión en 4 puntos y el ensayo de flexión semicircular (SCB), así como la relación de estos resultados de ensayo con los parámetros volumétricos de la mezcla y un análisis de la variabilidad de estos procedimientos. La finalidad de este trabajo era generar límites de fatiga de mezcla asfáltica, congruentes con los establecidos en el CR-2010 para el ensayo de flexión en 4 puntos, pero, en términos del ensayo SCB. Para esto, se realizó una revisión del estado de la cuestión en materia de fatiga de mezcla asfáltica y de la relación de estos resultados de ensayo. Seguidamente se recolectaron resultados de ensayo disponibles en el LanammeUCR para aquellas muestras a las que se les haya realizado tanto el ensayo de flexión en 4 puntos como el ensayo de flexión semicircular. Una vez se obtuvieron los datos, se procedió a analizar la variabilidad de los resultados de ensayo, así como sus correlaciones entre sí y con los parámetros volumétricos. Se encontró que los resultados de flexión semicircular tienen menor variabilidad que los resultados de flexión en 4 puntos, siendo los menos variables la energía de deformación y el índice de resistencia al agrietamiento. Los resultados de flexión semicircular también mostraron tendencias esperadas respecto a los parámetros volumétricos de la mezcla, mientras que los de flexión en 4 puntos mostraron una débil correlación. También se determinó que los resultados de flexión semicircular y los de flexión en 4 puntos siguen una correlación esperada. Sin embargo, debido a la gran dispersión de estas correlaciones, se decidió que no era adecuado utilizar los modelos encontrados para predecir los resultados del ensayo SCB en función del ensayo de flexión en 4 puntos y, por consiguiente, generar los límites del CR-2010 en términos de los indicadores del ensayo SCB.
Determinación del módulo de ruptura en mampostería sólida de arcilla
(2020) Matamoros Jiménez, Ana Carolina; Navas Carro, Alejandro
El objetivo de este estudio fue determinar el módulo de ruptura para mampostería sólida de arcilla bajo condiciones de materiales y mano de obra locales, y comparar los resultados con la lo estipulado en el Código Sísmico de Costa Rica 2010-14 y el Código de Requerimientos y Especificaciones para estructuras de Mampostería de Estados Unidos TMS 402-16. Para ello se construyeron y fallaron en el Laboratorio Nacional de Modelos y Materiales Estructurales de la Universidad de Costa Rica, LANAMMEUCR, 39 especímenes con tres tipos de mortero (M, S y N) nueve de ellos se fallan en compresión, tres para cada tipo de mortero utilizado, para relacionar la resistencia a la compresión con el módulo de ruptura según lo establece el CSCR 2010-14. Los treinta especímenes restantes se fallan en flexión según la norma ASTM E518-15 los cuales se dividen en grupos de cinco muretes con las mismas propiedades, es decir el mismo tipo de mortero y con esfuerzos de tracción por flexión paralelos o perpendiculares a la junta horizontal. Como resultados se obtiene que el módulo de ruptura depende de la dirección de los esfuerzos de tracción por flexión paralelos o perpendiculares a la junta horizontal, además del tipo de mortero utilizado; el módulo de ruptura encontrado para esfuerzos de tracción por flexión paralelos a la junta horizontal el módulo de ruptura experimental es mayor al establecido en el CSCR 2010-14 y menor al establecido en el TMS 402-16 y para el caso de esfuerzos de tracción por flexión perpendicular a la junta horizontal el valor experimental es menor al establecido en los dos códigos de diseño analizados.
Verificación de la capacidad de muros de mampostería confinada reforzada al variar la relación de aspecto
(2019) Sánchez Vargas, Tara Natalia; Hidalgo Leiva, Diego Antonio
Este proyecto busca verificar la capacidad nominal a cortante de muros de mampostería confinada reforzada para relaciones de aspecto de la pared de aproximadamente: 0.5, 0.75, 1.0, 1.5 y 2, al aplicar tres diferentes normativas: el Código Sísmico de Costa Rica 2010, Revisión 2014 (CSCR 10/14), el Código de Construcción, Requerimientos y Especificaciones para Estructuras de Mampostería de la Sociedad de Mampostería (TMS 402/602-16) y el Borrador al futuro Código Sísmico de Costa Rica. El objetivo es determinar si existe alguna relación entre el cálculo de capacidad nominal de la mampostería confinada reforzada y la relación de aspecto del muro. Para esto, se diseñan y construyen cinco muros de mampostería confinada reforzada a escala natural con cinco relaciones de aspecto diferentes. Se procede a determinar su capacidad máxima experimental por medio de la aplicación de una carga cíclica, para luego comparar estos valores con los calculados teóricamente por medio de las tres normas mencionadas. Como resultado se pudo demostrar que al utilizar las tres normas de diseño estudiadas, se obtienen capacidades nominales más conservadoras al aumentar la relación de aspecto del muro, por otro lado, las propuestas planteadas en el Borrador del Código Sísmico de Costa Rica se probaron como adecuadas ya que produjeron capacidades nominales conservadoras en todas las relaciones de aspecto estudiadas.
Determinación del módulo de ruptura de la mampostería traslapada con esfuerzos de tracción por flexión perpendicular a las juntas horizontales
(2019) García Aguilar, Tatiana; Navas Carro, Alejandro
El objetivo principal del presente proyecto fue determinar el módulo de ruptura de la mampostería traslapada con esfuerzo de tracción debido a la flexión perpendicular a la junta horizontal. Para esto, se llevó a cabo la construcción y falla de 27 especímenes de mampostería clase A de 1,20 m x 0,60 m, utilizando tres tipos diferentes de mortero; N, S y M, y tres distintas configuraciones de concreto de relleno, sin relleno, parcialmente relleno y completamente relleno. Como resultado de esta investigación se concluye lo siguiente: los valores de módulo de ruptura obtenidos experimentalmente son mayores que los que se establece en el código TMS 402/602-16 así como los obtenidos utilizando las ecuaciones indicadas en el CSCR 2010/14. Se presenta una variación importante en el valor del módulo de ruptura de acuerdo con el tipo de mortero que se esté utilizando, donde se obtuvo valores de fr mayores según aumentaba la resistencia a la compresión del tipo de mortero utilizado. El concreto de relleno parece tener influencia en el valor de módulo de ruptura en términos de porcentaje de relleno, y no en términos de resistencia a la compresión. Se demostró que, al aumentar el porcentaje de relleno, aumenta también el módulo de ruptura. Por último, se encontró que al aumentar el f´m disminuye el módulo de ruptura asociado.
Determinación del módulo de ruptura en mampostería traslapada con esfuerzos de tracción por flexión paralelos a las juntas horizontales
(2019) Barahona Mayorga, Silvia María; Ramírez Villalba, Andrea
Este proyecto pretende determinar los valores del módulo de ruptura de la mampostería propia de Costa Rica, utilizando un patrón de construcción traslapado y esfuerzos de tracción paralelos a la junta horizontal. Además, determinar si los valores encontrados poseen alguna relación con las fórmulas que establece el CSCR 2010-14 para el cálculo del módulo de ruptura. Se realizaron un total de 27 muretes, los cuales se dividieron en tres grupos de 9 muretes cado uno, los cuales correspondían a tres tipos de mortero, mortero tipo N, S y M; dentro de cada grupo se realizaron tres muretes sin concreto de relleno, tres muretes parcialmente rellenos y tres muretes totalmente rellenos. Los muretes se ensayaron según la norma INTE C74 o ASTM E518-15 en el Laboratorio Nacional de Modelos y Materiales Estructurales de la Universidad de Costa Rica, LANAMMEUCR. Adicionalmente, se realizaron 18 prismas de mampostería, 6 por cada tipo de mortero, con el fin de determinar si existe alguna relación entre el módulo de ruptura y la resistencia a compresión mampostería. Los resultados de las pruebas demostraron que el módulo de ruptura incrementa con la presencia de concreto de relleno. También, se determinó que el módulo de ruptura de la mampostería, depende directamente de la adherencia entre la unidad y la junta vertical, es decir que, si no existe una buena adherencia entre ambas partes el módulo de ruptura no incrementará, aunque se utilice un mortero más resistente. Por otro lado, se observó que no existe una relación directamente proporcional entre el módulo de ruptura y la resistencia a comprensión de la mampostería.

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