Ingeniería Civil
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Item 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, FranciscoEl 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.Item Evaluación estructural de la resistencia de láminas de acero corrugadas para techo en Costa Rica(2022) Serracín Sánchez, Bryan; González Beltrán, GuillermoEl presente trabajo evalúa la resistencia de las láminas de acero corrugadas para techo que se comercializan en el país y verifica si son adecuadas de acuerdo con los Lineamientos para el diseño por viento de edificaciones en Costa Rica. Además, verifica y recomienda espaciamientos entre conectores apropiados para cada lámina. Con los perfiles y características de las láminas de acero suministrados por diferentes marcas del país, se calcularon sus propiedades geométricas y mecánicas, y así su resistencia de diseño. Luego, con la zonificación eólica establecida en los lineamientos, se definieron dos escenarios; la zona correspondiente a la GAM, donde se concentra gran cantidad de población y de estructuras, y la zona con mayor velocidad básica del viento, considerando así, el mayor efecto de este componente sobre las estructuras del país. Además, cada escenario se evaluó con el peso promedio de una persona que realiza labores de mantenimiento sobre la estructura de techo, y la carga temporal recomendada por el CSCR 2010/14. De esta forma, se obtuvo la resistencia requerida por las láminas. Finalmente, se realizó una comparación de la resistencia de diseño y resistencia requerida, según la metodología establecida en los lineamientos. Se determinó que el 16.4% de las láminas de acero no cumplen con lo establecido por los lineamientos para diseño a flexión. Para este grupo de láminas, se recomendaron espaciamientos entre clavadores que garanticen su cumplimiento. Además, se verificó el cumplimiento de la carga que soportan algunas láminas de acero según su fabricante.Item Especificaciones para estabilidad de paredes según el método simplificado para vivienda del Código Sísmico de Costa Rica(2022) González Parajeles, José Daniel; González Beltrán, GuillermoEl objetivo principal de este proyecto fue comprobar si las especificaciones para estabilidad lateral de paredes en vivienda unifamiliar, establecidas actualmente en el Código Sísmico de Costa Rica 2010 revisión 2014 (CSCR-10/14), cumplen con el nuevo procedimiento de determinación de carga sísmica según su nueva versión. Para la realización de este trabajo, primeramente, se revisa bibliografía, luego se procede a realizar el diseño estructural formal de vigas, columnas y placas aisladas de cimentación, se realiza la memoria de cálculo detallada, se tabulan los resultados y se comparan con los del CSCR-10/14 para determinar si hay diferencias. Se identifica un aumento considerable en el valor del coeficiente sísmico de la próxima versión del Código Sísmico en comparación con el CSCR-10/14, esto acarrea un aumento de la carga sísmica que deben resistir los elementos estructurales. Se concluye que el método simplificado del Código Sísmico de Costa Rica 2010 revisión 2014, requiere de ajustes, dado que hay elementos que tienen diferente cuantía de acero o mayores dimensiones para el caso de las placas aisladas de cimentación, asimismo, hay vigas corona que con las dimensiones que indica el código no es posible determinar un diseño satisfactorio.Item Análisis de cargas vivas de edificaciones en Costa Rica para efectos de diseño estructural(2019) Rivas Calderón, Victor Julio; Cruz Azofeifa, Miguel FranciscoEn este estudio se procedió a cuantificar la carga temporal real que existe en edificios de oficina, aulas y viviendas con el fin de comparar las cargas temporales mínimas estipuladas en el Código Sísmico de Costa Rica con las cargas temporales reales presentes en la estructura. También se procedió a comparar el diseño de una edificación utilizando las combinaciones de carga del CSCR10-14 y las combinaciones de carga que vendrán en el nuevo Código Sísmico. Se realizaron 50 mediciones de carga temporal en viviendas y 34 mediciones de carga temporal en edificios de oficina y aulas. Las cuantificaciones de carga se hicieron tanto en edificios de índole privado como de índole público y las mediciones en viviendas se realizaron en distintos puntos de la provincia de San José, Costa Rica. Una vez obtenidos los datos se procedió a realizar un análisis estadístico de los mismos con el fin de obtener el valor máximo probable de carga temporal presente tanto en oficinas como en viviendas. Asimismo, se determinó la diferencia que existe entre diseñar con el grupo actual y el grupo nuevo de combinaciones de carga última. Este análisis permitió recomendar valores de carga temporal mínima que se apeguen más a la realidad de nuestro país y determinó que la diferencia entre la utilización de uno y otro grupo de combinaciones de carga no afecta considerablemente el diseño de la estructura.Item Correlación entre el módulo dinámico y el módulo cortante dinámico en mezclas asfálticas en caliente para la evaluación del daño por humedad(2017) Araya Alvarado, Andrés; Aguiar Moya, José PabloEl estudio realizado consiste en la implementación de una metodología para confeccionar especímenes de mortero asfáltico a partir de las características de mezclas asfálticas en caliente, con la finalidad de poder asociar propiedades mecánicas de ambos materiales al ser sometidos a daño por humedad. Para esto, se realizó una revisión bibliográfica de estudios en los que se haya tratado con mortero asfáltico, especialmente al tema de la confección de los especímenes. Se determinó la resistencia de tres mezclas asfálticas: una mezcla de control, una mezcla modificada con antidesnudante (Magnabond) y una mezcla modificada con cal hidratad. Las mezclas fueron, además, sometidas a tres condiciones distintas de daño por humedad. Para las nueve combinaciones se obtuvo una curva maestra a partir del ensayo de módulo dinámico, el cual consiste en un barrido de frecuencias y temperaturas utilizando la configuración de deformación controlada. Para la generación de las curvas maestras se utilizó la ecuación sigmoidal con un factor de ajuste de Arrhenius. El ensayo se realizado en el Ensayador de Desempeño de Mezclas Asfálticas. Para el diseño de mortero asfáltico se utilizó el principio de espesor de película de asfalto promedio, utilizando varios supuestos que simplifican el cálculo para la determinación del porcentaje de asfalto correspondiente a la porción fina del agregado. La determinación de la resistencia de los especímenes de mortero asfáltico no fue realizada en este estudio, por lo que queda pendiente para estudios futuros.Item Comparación de métodos aproximados y el método de Elementos Finitos en la estimación de fuerzas internas debidas a cargas laterales en muros de mampostería con aberturas(2016) Ramírez Sanabria, Luis Diego; Poveda Vargas, Alvaro E.El método de Modelado por Elementos Finitos (MEF), a través de un programa computacional, permite hallar las cargas internas (cortante, momento flector y carga axial) en muros de mampostería con aberturas sujetos a fuerzas laterales, con una gran exactitud. Sin embargo, su uso para viviendas y edificios de 3 o menos niveles es limitado. Existe una serie de métodos conocidos como La Franja, Analogía del Resorte, Colapso Plástico y el método de Abrams que permiten aproximar estas fuerzas, sin embargo, se desconoce el grado de exactitud. La Asociación de Mampostería de Concreto de California y Nevada (CMACN), en 2009, realiza una comparación entre los resultados obtenidos por los métodos y MEF, sin embargo, las condiciones del muro ensayado y del modelo de Elementos Finitos no son válidas para Costa Rica o no son presentadas del todo. Se genera un espécimen de muro con buques de puertas y ventanas, y por lo tanto, con grupos de pilares dispuestos en serie y paralelo. Este espécimen se adecua a la realidad constructiva del país y se apega en todo momento a los lineamientos y recomendaciones del Código Sísmico de Costa Rica 2010. La revisión de las cargas axiales por el método de Abrams lleva a generar una propuesta para el cálculo del momento de volcamiento, parámetro de entrada del método. Para ello, se calibra un brazo de palanca, en adelante nombrado como brazo de palanca de Abrams (dABRAMS). Finalmente, se generan comparativas entre los resultados de los distintos métodos y se presentan cifras porcentuales de variación. La validez del modelo de Elementos Finitos y, en consecuencia, la validez de las comparaciones se revisa mediante un análisis de convergencia del modelo.Item Análisis del desempeño de material de base en carreteras de Costa Rica basado en sus propiedades hidráulicas(2010) Solís Madrigal, Marcos; Baltodano Goulding, RafaelEn este proyecto de investigación se pretende evaluar el comportamiento del material de base utilizado en construcción de carreteras en Costa Rica y establece si cumplen con un desempeño adecuado desde el punto de vista hidráulico. Se realizaron pruebas de laboratorio para la caracterización del material, además de pruebas en campo para la determinación de la conductividad hidráulica (por medio del ensayo de infiltrómetro de doble anillo), por último un ensayo de cargas dinámicas para determinar la resistencia del material y por lo tanto evaluar el desempeño. El material si bien no cumplió a cabalidad con los requisitos que exponen las Especificaciones Generales para la construcción de Carreteras, Caminos y Puentes de Costa Rica, 2002 (CR- 02). Los valores obtenidos de conductividad hidráulica en campo oscilan entre valores de 35 mm/h y 45 mm/h. Todas estas pequeñas conclusiones sobre el material, que se obtuvieron con análisis de diferentes resultados y materiales resumen que no hay una conclusión concisa sobre este material y sus diferentes propiedades físicas, hidráulicas y de resistencia. Al no determinar algo concreto, las recomendaciones que se darían para mejorar el comportamiento mecánico de acuerdo a sus condiciones de drenaje serían inválidas.