Ingeniería Civil
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Item Diseño de mezcla de concreto para fabricar semi-automáticamente bloques de mampostería a escala reducida 1/4(2021) Esquetini Fallas, José Andrés; Ramírez Villalba, AndreaEsta investigación busca calibrar la máquina semi-automática de bloques que se fabricó en el Laboratorio de Escala Reducida del Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales de la Universidad de Costa Rica (LanammeUCR). Se fabricó bloques a escala reducida 1/4 con distintos pares de % de agregado y relación agua/cemento en busca de diseños con una resistencia mayor a la establecida en el Código Sísmico de Costa Rica de 133 Kg/cm2 a los 28 días. Se elaboró un procedimiento de mezclado que genera una mezcla homogénea, además se definieron dos procedimientos de fabricación que permiten trabajar con distintos diseños de mezcla en los que se busca desmoldar en pocos minutos y que los bloques no se desplomen, al mismo tiempo que se llena bien todo el molde. Las variables mecánicas consideradas son la compresión y los segundos de vibrado, esto se explica detalladamente en cada procedimiento. Los resultados obtenidos demuestran que si es posible utilizar la máquina para producir bloques con resistencias muy superiores a la establecida en el Código. Que la cantidad de agregado aumenta la relación agua/cemento necesaria para una buena trabajabilidad. Se descubrió que la densidad del bloque y que sus paredes estén bien aplomadas influye en mayor grado que las variables del diseño de mezcla. Se descubrió que la configuración actual de los vibradores en la máquina perjudica a los bloques del medio ya que no consolida la mezcla en esa zona y por lo tanto existe diferencia en la capacidad de los bloques de los extremos y los del centro del molde.Item Verificación de la capacidad de muros de mampostería confinada reforzada al variar la relación de aspecto(2019) Sánchez Vargas, Tara Natalia; Hidalgo Leiva, Diego AntonioEste 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.Item Evaluación no destructiva de mampostería estructural mediante termografía infrarroja(2019) Villalobos Fernández, Ever Alberto; González Beltrán, GuillermoEn la presente investigación se realiza el análisis de estructuras de mampostería mediante la aplicación de imágenes térmicas para evaluar la condición actual de los elementos y la concordancia de estos con lo estipulado en el diseño. Asimismo, se hace énfasis en la necesidad de contar con nuevos métodos de inspección no destructiva que sugieran una estrategia alterna más eficiente para el desempeño de labores de reconocimiento y control. Esta investigación comprende un desarrollo progresivo de diferentes etapas que inicia desde la recopilación bibliográfica sobre investigaciones similares hasta el procesamiento de los datos obtenidos en campo, elaboración de correlaciones y análisis de los resultados que permiten integrar todas las variables en un modelo de calibración final. Se realizaron sondeos en distintos elementos dentro del área de estudio utilizando un equipo térmico, esto para condiciones de clima variables y tanto en elementos externos como internos con la intención de evaluar los posibles métodos aplicables en cada condición y obtener un modelo de calibración eficiente.Item Identificación, categorización y cuantificación de residuos de construcción en viviendas de mampostería confinada(2021) Rímolo Kruse, Sofía Isabel; Cruz Zúñiga, NidiaEste proyecto consistió en la identificación, categorización y cuantificación de las tasas de generación de residuos de construcción en tres viviendas de mampostería no modular confinada, ubicadas en la Gran Área Metropolitana de Costa Rica. El fin del proyecto fue compilar datos actualizados de generación de residuos en esta tipología constructiva, que sirvan como insumo para la generación de una base de datos para establecer políticas públicas sobre gestión integral de residuos de construcción, permitiendo a los entes rectores normar el sector. Lo anterior toma importancia ya que la industria de la construcción genera grandes cantidades de residuos que requieren manejo especial. En la actualidad no existe suficiente información y herramientas para su correcta gestión, comprometiendo la salud humana y al ambiente. Para la cuantificación se realizaron visitas periódicas en las que se pesaron los residuos en campo. Se obtiene una tasa de generación promedio de 5,66 kg/m2, donde los residuos más cuantiosos fueron la madera (2,41 kg/m2) y los cementicios (1,87 kg/m2). Comparando estos valores con los de otros estudios de cuantificación de residuos de construcción, se concluye que las cantidades obtenidas en viviendas que emplean sistemas constructivos con mampostería integral son usualmente mayores para todos los residuos menos para el caso de los residuos de madera. Lo anterior debido a que el sistema confinado demanda gran cantidad para el encofrado, lo que evidencia su principal diferencia al sistema modular.Item Evaluación de la resistencia nominal de cortante en muros de mampostería en escala reducida mediante la variación del área neta(2021) Prada Sierra, Santiago; Navas Carro, AlejandroEl patrón de relleno en los muros de mampostería es uno de los factores que afecta directamente a la resistencia nominal de cortante. Cuando los muros no se rellenan completamente, el Código Sísmico de Costa Rica en su versión revisada en el 2014 (CFIA, 2014) no toma en cuenta dentro del área neta de cortante las celdas rellenas ni los espesores transversales de los bloques. Por lo tanto, es necesario estudiar nuevas ecuaciones que evalúen el aporte de la totalidad de las áreas de concreto a la resistencia nominal de los muros para obtener diseños más eficientes. Para hacer la evaluación se construyeron tres muros de mampostería integral de clase A en escala reducida de ¼ con porcentajes de relleno distintos y cuyas resistencias nominales de cortante se calcularon según las ecuaciones del código TMS 402/602-16. (TMS, 2016) A los especímenes se les aplicó una carga puntual monotónica creciente hasta llegar a la capacidad máxima. Los resultados de la investigación indican que la variación del área neta de cortante influye directamente sobre la resistencia nominal de cortante y que tomarla en cuenta para el diseño es seguro y eficiente. Las resistencias alcanzadas experimentalmente fueron superiores a las calculadas con ambos códigos, pero en el caso CSCR-14 (CFIA, 2014) la diferencia fue más alta, lo que indica que es aún más conservador en su diseño.Item Determinación experimental de la resistencia a compresión, la deformación unitaria máxima y módulo de elasticidad de la mampostería con ladrillos sólidos de arcilla(2020) Chacón Jaén, Mauricio Esteban; Navas Carro, AlejandroEste proyecto pretende determinar mediante experimentación la Resistencia a compresión, la Deformación unitaria máxima y Módulo de Elasticidad de la mampostería con ladrillos sólidos de arcilla. Con estas propiedades y otras que se obtuvieron se extrae información importante a considerar para el diseño y construcción. Se realizaron pruebas de absorción y resistencia a la compresión para una primera caracterización de los ladrillos de arcilla a utilizar. Posterior a esto se confeccionaron 15 especímenes por tipo de mortero (S y N) para ser ensayados de acuerdo a la norma ASTM C1314 en el Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales de la Universidad de Costa Rica (LanammeUCR). Se generó un montaje experimental con dos marcos externos a los prismas con transformadores diferenciales de variación lineal ("Linear Variable Differential Transformer" o LVDT) en una longitud controlada de 120 mm para medir la deformación unitaria asociada a la carga aplicada y con esto obtener las curvas esfuerzo-deformación. Los resultados permitieron actualizar las propiedades mecánicas ensayadas donde cabe resaltar 350fm como la expresión a seguir para calcular el módulo de elasticidad en contraposición con la expresión del CSCR (2010). No se pudo obtener la deformación unitaria máxima al tener problemas para registrar la parte descendente de la curva esfuerzo-deformación debido a la falta de rigidez del sistema experimental.Item Determinación experimental de parámetros de micro-modelado para muros de mampostería confinada reforzada(2021) Álvarez Yee, Aura María; Hidalgo Leiva, Diego AntonioEl presente trabajo calibra un Modelo de Elementos Finitos (MEF) con las condiciones actuales de la construcción de muros de mampostería confinada reforzada para Costa Rica. Lo anterior por medio de pruebas experimentales que permiten representar el comportamiento de los distintos materiales utilizados hoy en día. El objetivo es contar con una herramienta que permita describir el comportamiento de la mampostería sin necesidad de llevar a cabo pruebas exhaustivas. Para la determinación de los parámetros utilizados en los materiales, se realizaron pruebas experimentales a los bloques de concreto, mortero de pega, concreto de relleno, refuerzo e interfaces que miden el módulo de elasticidad, esfuerzo a compresión, esfuerzo por tensión, cohesión, entre otros. Posteriormente, se utilizaron los valores obtenidos por medio de estas pruebas o investigaciones realizadas anteriormente, para calibrar el MEF. El MEF se generó en el software DIANA FEA, basándose en diferentes estudios que se han llevado a cabo internacionalmente. Al momento de calibrarlo, se obtienen resultados del modelo que se compararon con resultados de muros prototipo construidos con las mismas características del muro modelado. Finalmente, se demostró que el tipo de calibración utilizado en el presente trabajo para modelar los muros de mampostería confinada reforzada es representativo solo para los ciclos iniciales. Por lo tanto, se recomienda estudiar con mayor detalle los modelos utilizados para representar cada tipo de material dentro del software.Item Evaluación de la capacidad de un muro de mampostería confinada a escala reducida con aberturas(2018) Morales Reyes, Josseling; Navas Carro, AlejandroLos muros de mampostería confinada y reforzada son de uso común para la construcción de viviendas en Costa Rica, por su facilidad constructiva y su resistencia, sin embargo, con frecuencia se deben adicionar buques para puertas y ventanas, lo que reduce en gran medida la rigidez de los muros. Por otra parte, este tipo de sistemas, no son considerados como muros estructurales por el CSCR-10 (CFIA, 2016), por lo que su diseño resulta complicado en comparación con muros continuos, asimismo, dependiendo de los supuestos considerados por el diseñador se podría subestimar o, peor aún, sobreestimar su capacidad, por ello es necesario evaluar experimentalmente la resistencia de este tipo de sistemas y comparar los resultados teóricos y experimentales. Para lograr lo anterior, se realizan tres especímenes de muro con aberturas de puerta y ventana y se fallan con carga creciente unidireccional, dichos modelos se construyen a escala reducida para comparar los resultados con los datos obtenidos en una investigación anterior realizada en muros a escala natural, de esta forma se logra validar la utilización de modelos a escala reducida, que poseen múltiples ventajas en comparación con los modelos de tamaño real. Los resultados obtenidos demuestran que la resistencia teórica calculada con ecuaciones establecidas por el CSCR-10 (CFIA, 2016) es mucho menor a la resistencia real del elemento, por lo que el CSCR-10 (CFIA, 2016) resulta seguro y conservador, y que el comportamiento de los modelos a escala reducida es muy similar al comportamiento de los modelos a escala natural, se alcanzan resultados similares a un menor costo de construcción, sin requerir mano de obra especializada y empleando espacio de almacenamiento reducido.Item Influencia de la cal en las características físico-mecánicas del mortero de pega para mampostería, fabricado con arena de tajo(2016) Campos Rojas, Ana María; Navas Carro, AlejandroEn esta investigación se evaluaron las propiedades de 16 tipos de mortero para pega de mampostería; de ellos, la mitad fueron fabricados con arena de tajo y la otra mitad con arena industrial. Se fabricaron morteros tipo M y tipo S con cal de diferentes calidades y sin cal, para comparar los efectos de la cal en el mortero y la variación en dichos efectos al cambiar el agregado fino utilizado. Se realizaron ensayos de resistencia a la compresión en cubos de mortero a los 7 y 28 días de edad. Además, se midieron otras propiedades del mortero en estado fresco como trabajabilidad, retención de agua y contenido de aire. Se construyeron prismas de mampostería para determinar la resistencia a compresión y ¿cruces¿ de mampostería para determinar la adherencia de las juntas de mortero. Además, de las mezclas realizadas en campo, se obtuvieron muestras para comparar la trabajabilidad y resistencia en cubos de mortero con los datos obtenidos en el laboratorio.Item Comparación del CSCR 10-14 y el TMS 402/602-16 en el diseño de un edificio de cinco pisos de mampostería integral (tipo muro)(2018) Villegas Alfaro, Nohelia; Navas Carro, AlejandroEn este proyecto se realiza el diseño comparativo de un edificio típico de apartamentos de cinco niveles, tipo muro, de mampostería reforzada, siguiendo la normativa del Código Sísmico de Costa Rica 2014, revisión 2010 (CSCR 10-14) y el Código de Construcción, Requerimientos y Especificaciones para Estructuras de Mampostería de la Sociedad de Mampostería (TMS 402/602-16), con el objetivo de establecer las diferencias de diseño entre estos y ejemplificarlas numéricamente. Se determinan las diferencias de diseño para muros de corte, se determinan las cargas sísmicas por el método estático y se realiza el modelo del edificio con un programa de diseño y de este se obtienen las cargas últimas, se diseñan muros rectangulares y alados para los cinco niveles a partir de ambos códigos y se obtiene la diferencia entre materiales, específicamente acero de refuerzo vertical y horizontal, espesor de bloques y concreto de relleno. Como resultado de la investigación se obtuvo que se requiere mayor cantidad de materiales en los muros diseñados con el CSCR 10-14. Además, el diseño por cortante con el código costarricense es muy conservador en comparación con el TMS 402/602-16, mientras que el diseño por flexocompresión presenta diferencias entre códigos, sin embargo, los resultados entre el acero requerido no son tan diferentes entre ellos.
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