Ingeniería Civil
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Item Determinación de curvas de vulnerabilidad para diferentes tipologías constructivas presentes en Costa Rica al variar períodos de construcción(2024) Villalobos Durán, Francisco José; Hidalgo Leiva, Diego AntonioItem Verificación de la longitud de desarrollo en traslapos de varilla vertical para paredes de mampostería(2021) Blanco Jiménez, Sebastián; Navas Carro, AlejandroEn esta investigación se verifica experimentalmente, en el Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales de la Universidad de Costa Rica, el comportamiento a tracción pura de los empalmes por traslapo de acero de refuerzo vertical en mampostería, calculados con la ecuación propuesta por el Comisión Permanente del Código Sísmico de Costa Rica, para su publicación en la próxima versión del Código Sísmico de Costa Rica. El objetivo principal es garantizar que los empalmes logren desarrollar una capacidad segura para su uso en edificaciones. Lo anterior se logró mediante ensayos de tracción pura en 21 paneles de mampostería con traslapos de varilla vertical. Se construyeron y probaron tres réplicas por cada una de las siete combinaciones de espesor de bloque de concreto (12 cm y 15 cm) y diámetros de varilla (No.3 Grado 40, No.4 Grado 40, No.5 Grado 60 y No.6 Grado 60). Como resultado de esta investigación, se concluye que los traslapos estudiados son capaces de soportar esfuerzos mayores a 1.25 veces el esfuerzo de fluencia, por lo que tienen un comportamiento satisfactorio a tracción, incluso en condiciones críticas sin la carga de compresión típica en la mampostería provocada por las cargas permanentes y temporales. En la mayoría de los paneles, se da un modo de falla con roturas del acero de refuerzo, sin embargo, en los casos donde se utiliza un diámetro de varilla vertical cercano a un octavo del espesor del bloque de concreto, se da un modo de falla de deslizamiento de la varilla de refuerzo, provocado por el agrietamiento longitudinal por falta de recubrimiento en el empalme.Item Determinación del módulo de ruptura en mampostería sólida de arcilla(2020) Matamoros Jiménez, Ana Carolina; Navas Carro, AlejandroEl 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.Item Comparación de un edificio de cinco niveles con mampostería integral y mampostería con elementos de borde especiales según la Propuesta del Futuro Capítulo de Mampostería del CSCR(2020) Zúñiga Villegas, Andrea María; Navas Carro, AlejandroEn este proyecto se realiza el diseño comparativo de un edifico típico de apartamentos de cinco niveles, tipo muro, de mampostería integral y mampostería con elementos de borde especiales, según se establece en la Propuesta del Futuro Capítulo de Mampostería del Código Sísmico de Costa Rica, con el objetivo de establecer las diferencias de diseños entre estos y cuantificarlas numéricamente. Se determinan las diferencias de diseño para muros de corte esbeltos y chatos, se determinan las cargas sísmicas por el método estático y se realizan los modelos de los edificios con un programa de diseño estructural y, mediante los resultados de este, se obtienen las cargas últimas, se diseñan muros rectangulares para los cinco niveles y se cuantificar la diferencia entre materiales, específicamente acero de refuerzo vertical, horizontal y de confinamiento, espesor y f’m de bloques , concreto de relleno y concreto choreado. Como resultado de la investigación se obtuvo que se requiere una menor cantidad de materiales en los muros de mampostería integral. Además, se evidencia un aumento en la capacidad en flexión de los muros esbeltos al ser diseños con elementos de bordes especiales; nos muros chatos no tuvieron un aumento significativo debido a que su longitud ya incrementa el brazo de palanca en flexión. Los efectos del diseño de los elementos de bordes en cortante no se lograron cuantificar ya que no hay normativa que tome en cuenta dichos elementos, siendo así el mismo diseño que los muros de mampostería integral. Asimismo, se evidencia una reducción promedio de 22% los coeficientes sísmicos y factores espectrales del modelo de mampostería integral a mampostería con elementos de borde especiales.Item Alcance del método estático en el Código Sísmico de Costa Rica(2015) Valverde Loaiza, Camila; Santana Barboza, GuillermoEl método estático es una metodología de diseño que utiliza el primer modo de oscilación de una estructura para determinar su comportamiento sísmico. Se basa en que la demanda sísmica va a ser determinada únicamente por este primer modo y su periodo fundamental, por esta razón toma como peso sísmico prácticamente la totalidad del peso de la estructura. Actualmente, el Código Sísmico de Costa Rica establece que el método estático únicamente puede ser empleado para estructuras de cinco niveles o 20 m desde la base, cuando anteriormente se tenía para edificios de siete niveles o 30 m desde la base. No existe una razón específica en el CSCR para dicho cambio. Y si se compara esta normativa con normativas extranjeras, como la Sociedad Americana de Ingenieros Civiles (ASCE por sus siglas en inglés), se observa una diferencia evidente entre ambas metodologías. Se analizan dos edificios duales en condiciones iguales: de cinco y diez niveles, comparando sus demandas sísmicas y desplazamientos bajo el método estático y el método dinámico. Además, se diseñan las estructuras con el método estático del CSCR y se analiza su comportamiento plástico con el método de capacidad espectral para determinar si la estructura de altura superior diseñada con el método estático sigue teniendo un comportamiento adecuado bajo los estatutos del CSCR-10.Item Evaluación del sistema de baldosas prefabricadas para vivienda basado en los requisitos del Código Sísmico de Costa Rica de 2010(2015) Marín Alvarado, Luis Alfredo; Acuña Prado, Roy FranciscoEl sistema de baldosas prefabricadas es de gran importancia para el país en el ámbito social y económico, por lo que es de suma importancia garantizar la calidad del conjunto cuando se ve sometido a los esfuerzos del sismo. El diagnóstico del sistema se realizó en 144 planos seleccionados de diversas empresas y comparando las características de cada uno con las disposiciones del capítulo 17 del Código Sísmico de Costa Rica del 2010, con el fin de determinar si la vivienda posee un buen comportamiento durante el sismo. Además se revisó la capacidad de la viga corona recomendada por el Código Sísmico debido a que este componente es el distribuye las fuerzas y proporciona estabilidad a las paredes. Se logró identificar las principales características en donde las viviendas presentan mayores deficiencias, entre las que se encuentran paredes más largas que seis metros y la falta de paredes que proporcionen apoyo lateral y se señalaron las posibles fallas que puede sufrir la vivienda ante estas faltas. Además se comprueba que los perfiles de acero indicados en el Código Sísmico son suficientes para resistir los esfuerzos y deformaciones que se generan durante el sismo.Item Desempeño de estructuras de acero tipo marco y tipo marco arriostrado diseñadas por capacidad según el código sísmico de Costa Rica 2002(2009) Fallas Gamboa, Allan David; Cruz Azofeifa, Miguel FranciscoEn el presente informe se analizaron cuatro sistemas estructurales de acero de diez pisos con el propósito de determinar el desempeño con base en su comportamiento no-lineal y la demanda sísmica. Las denominaciones de los sistemas sismo-resistentes considerados en esta investigación fueron: Marco Especial (SMF), Marco Intermedio (IMF), Marco Ordinario (OMF) y estructura dual tipo Marco Especial Arriostrado Concéntricamente (SCBF). Se diseñan las cuatro estructuras de diez niveles por capacidad para un tipo de suelo S3 y una zona sísmica 111, según los lineamientos del Código Sísmico de Costa Rica 2002 y las Provisiones Sísmicas para Estructuras de Acero del documento del AISC; sin embargo, no se consideraron los límites de derivas del CSCR-2002. Se determinan los desplazamientos inelásticos relativos ante la acción sísmica siguiendo la metodología del CSCR-2002 y se verifica que el marco intermedio y el especial no satisfacen dichos requerimientos. Posteriormente se realiza un análisis no lineal estático con el programa SAP2000. Con las curvas de capacidad de carga y las de capacidad espectral se determinan ductilidades globales intrínsecas y las demandas de ductilidad en el punto de desempeño . A partir del análisis de este punto se obtiene el nivel de desempeño de cada estructura, concluyendo que no se compromete la estabilidad estructural y la seguridad de la vida de sus ocupantes al incumplir los límites de deriva establecidos en el CSCR-2002.Item Análisis de la consolidación del concreto de relleno en mampostería de 12cm de espesor utilizando las dosificaciones del Código Sísmico de Costa Rica 2010(2016) Chaves Acuña, Daniel; Navas Carro, AlejandroEn este proyecto de graduación se busca determinar las proporciones de concretos de relleno que cumplan con la resistencia a la compresión según el CSCR 2010 (en mampostería tipo A y tipo B) y que presenten la trabajabilidad y fluidez adecuadas para rellenar las celdas verticales y los canales de las viga-bloque. Se utilizan tres tipos de arena diferentes: arena de río, arena de tajo y arena industrial. Se elaboraron prismas de concreto de relleno con diferentes proporciones volumétricas y diferentes revenimientos, según lo que establece el Código Sísmico de Costa Rica 2010 (CSCR 2010). A partir de los resultados obtenidos, se eligieron ocho mezclas que cumplieron los valores de resistencia a la compresión y se elaboraron muros de mampostería con varillas verticales distanciadas a 80 cm y viga-bloques distanciadas a cada 60 cm, en los cuales las mezclas se vertieron. Los muros se cortaron en diferentes secciones para analizar su consolidación final. Además, se fabricaron prismas de mampostería para obtener los valores de resistencia de dichas mezclas. Las mezclas con valores de revenimiento alto fueron las únicas que presentaron resultados alentadores en cuanto a consolidación y resistencia a la compresión. Además, dado que los resultados de resistencia a la compresión de los dados con las proporciones que propone el CSCR 2010 no fueron los esperados, se recomienda una nueva dosificación para lograr los valores requeridos de resistencia.Item Propuesta de una metodología de diseño de placas de unión en marcos de acero arriostrado para el Código Sísmico de Costa Rica, versión 2002(2010) Dehais Córdova, Alvaro; Cuevas Ramírez, AlbertoEste trabajo presenta recomendaciones para el diseño de placas de unión en marcos arriostrados basadas en un análisis comparativo de las propuestas metodológicas de Astaneh-Asl et al. y Roeder et al .. Para ello se programaron ambas metodologías en una hoja de cálculo formato excel para cada metodología, donde se estudia la geometría, la cantidad de material requerido, el desempeño estructural local y global, según la jerarquía los modos de falla de las placas de unión y las riostras. Los programas se validaron con un ejemplo de cálculo del Trabajo Final de Graduación de la Ingeniera Ady Aviram Traubita del 2002. También se realizó un análisis de sensibilidad mediante dos eventos, el primero variando la carga de diseño de la riostra manteniendo el ángulo de inclinación constante y el segundo variando el ángulo de inclinación de la riostra y manteniendo la carga fija. Se constató que el sistema placa de unión-riostra puede disipar energía de una manera dúctil, por lo tanto los SCBF pueden ser considerados sistemas de ductilidad local óptima, siempre y cuando el diseño se base en las recomendaciones del CSCR-02. Las placas de unión diseñadas con ambas metodologías mostraron ser apropiadas para los sistemas de marcos arriostrados, sin embargo, los resultados reflejaron diseños más pesadas con la metodología de Roeder et al.Item Análisis de la razón de períodos de oscilación rotacional/traslacional con la razón de rigideces torcional/lateral del piso representativo(2008) Barrantes Vargas, Hernán; Cruz Azofeifa, Miguel FranciscoEl objetivo de este trabajo es analizar y comprobar la relación existente entre las dos alternativas que el Código Sísmico de Costa Rica 2002 (CSCR02) propone en el inciso b) del artículo 4.3.2, como requisitos para clasificar una edificación como regular en planta. Fueron modeladas diez diferentes estructuras de un entrepiso con columnas empotradas en los niveles superior e inferior (modelos de piso representativo pertenecientes a una estructura mayor). Se supuso elementos de concreto reforzado y distribuidos en planta para edificios tipo marco y tipo dual; siete simétricos y tres excéntricos. En cada uno de los análisis de piso representativo se midieron las rigideces laterales y torsional al aplicar cargas conocidas y medir los desplazamientos respectivos, posteriormente calcularon las razones de rigidez estipuladas en 4.3.2 b) del CSCR02. Estos valores obtenidos de análisis fueron comparados con valores calculados en forma manual para las mismas plantas. A partir de los modelos de piso representativo se construyeron modelos de cinco y diez niveles para cada una de las diez diferentes plantas. De estos modelos se obtuvieron los períodos de oscilación predominantes y se calcularon las razones de períodos de oscilación de la alternativa del inciso 4.3.2 b) del CSCR02. En todos los casos analizados, los valores de razones de rigideces resultaron coherentes con sus respectivos valores de razones de períodos de oscilación. Valores de razones de rigideces menores que 2 implican siempre valores de razones de períodos de oscilación mayores que 0.7 y viceversa. En general se puede concluir con este trabajo que los valores estipulados por el CSCR02 para los límites admisibles de la razón de rigidez del inciso 4.3.2 (b), son coherentes con los valores de la razón de períodos de oscilación que el mismo inciso propone como alternativa.