Ingeniería Civil
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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 Lineamientos de análisis de la demanda sísmica acorde a las condiciones de Costa Rica aplicable a estructuras que no clasifican como edificación y componentes no estructurales(2019) Stalder García, Nicole Marie; Poveda Vargas, Alvaro E.El Código Sísmico de Costa Rica (CSCR 2010/14) abarca principalmente lineamientos para el diseño y análisis sismorresistente de edificaciones mientras que las estructuras que no clasifican como edificación (otras estructuras OE) no son incluidas en este alcance. Éstas se pueden definir como estructuras cuyo fin principal no es ser ocupadas por personas. Por otra parte, los componentes no estructurales (CNE) si bien están incluidos en el código costarricense, tienen un faltante de información detallada respecto a conexiones. Para aumentar las referencias nacionales en este ámbito, se propone plantear lineamientos de análisis para estimar la demanda sísmica tanto para CNE como para OE, donde se utilicen los insumos ya existentes en el CSCR 2010/14. Para lo anterior se recopila información internacional y nacional, como casos de estudio, normativa estadounidense, artículos científicos y memorias de cálculo, para compararlos con los alcances y métodos del CSCR 2010/14. Luego, se generan recomendaciones integrar los lineamientos recopilados a partir del estudio, al análisis de otras estructuras y componentes no estructurales en Costa Rica. Por último, se aplica la metodología propuesta con ejemplos de cálculo. La escogencia entre el método dinámico o estático depende de las irregularidades de la estructura, donde la mayoría del CSCR 2010/14 son válidas, mas son necesarias variaciones dependiendo del sistema sismorresistente de la OE. Además, para estimar la demanda sísmica en las conexiones con el CSCR 2010/14 se deben agregar los valores de sobrerresistencia en el caso de CNE. Mientras que en OE es necesario incluir el factor de modificación de respuesta (para reducir el espectro elástico), la sobrerresistencia y el factor de amplificación para obtener deformaciones últimas, ya que no se logra asignar una ductilidad directa. Esto implica una variación en el cálculo coeficiente sísmico y añadir ecuaciones para estimar fuerzas.Item Comportamiento de edificios con losas planas y sistemas sismorresistentes de marcos perimetrales(2017) Bogantes Miranda, Iván; Fernández Chaves, Carlos E.En el presente proyecto de Investigación se procedió a analizar el comportamiento de edificios construidos con sistemas de losas planas y marcos perimetrales sometidos a las demandas propuestas por el Código Sísmico de Costa Rica (CSCR-10) y el Código de la Sociedad Americana de Ingenieros Civiles (ASCE-7). Para la realización de este proyecto, se diseñaron modelos de edificaciones de 4, 6, 8, 10 y 12 niveles, utilizando las recomendaciones de diseño y supuestos correspondientes según lo establecido en el CSCR 2010. Para el análisis de estos modelos se realizó un análisis espectral y luego se procedió a realizar el análisis utilizando el método de capacidad espectral para comparar los resultados obtenidos. El análisis demostró que la metodología del CSCR-10 y su propuesta para losas planas, podría sobrestimar la capacidad de las conexiones losas columna, producto de una subestimación en los desplazamientos de las edificaciones.Item Vulnerabilidad sísmica del edificio de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Costa Rica en la sede Rodrigo Facio(2017) Vargas Rosales, Juan Diego; Salas Pereira, Rubén MarioSe procede a llevar a cabo un estudio de vulnerabilidad sísmica del edificio de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Costa Rica, con el fin de determinar cuál es el estado estructural actual de la edificación y establecer si puede cumplir con una vida útil extendida para que allí se albergue el Museo de la Universidad de Costa Rica o se debe llevar a cabo una reestructuración para cumplir con el cambio de uso planteado de una manera segura. Primeramente se realiza una búsqueda de información existente relacionada con el edificio. Posteriormente, se realizan visitas al sitio de donde se genera un levantamiento arquitectónico, un levantamiento estructural, un levantamiento de daños en elementos estructurales y se llevan a cabo ensayos destructivos y no destructivos para conocer las características de los materiales que conforman la estructura. Con toda la información obtenida y lo observado en campo, se lleva a cabo un análisis cualitativo y un análisis cuantitativo del sistema sismorresistente, de donde se obtienen resultados en torno al comportamiento estructural del edificio ante eventos sísmicos. Finalmente, se generan conclusiones en torno al estado estructural de la edificación y recomendaciones para asegurar un desempeño estructural seguro y apropiado ante las solicitaciones sísmicas de manera que el edificio pueda funcionar como Museo de la Universidad de Costa Rica. Se determina que el edificio de la Facultad de Ingeniería tiende a tener un comportamiento frágil, por lo que su respuesta ante las solicitaciones sísmicas debe darse en el rango lineal. Del análisis llevado a cabo se concluye que el edificio no posee la capacidad de sobrellevar las demandas inherentes a una condición elástica, por lo que debe ser reforzado para extender su vida útil y cumplir de una manera segura con el cambio de uso. Se presentan recomendaciones en torno a la solución de reforzamiento.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 Propuesta de un sistema de conexión a base de una unión WUF-W y un empalme de viga tipo placa extendida empernada para marcos resistentes a momento (IMF y SMF)(2012) Cabezas Herrera, Óscar José; Miranda Jenkins, Pío AlbertoEste proyecto estudia la factibilidad técnica de un conjunto de conexión para el empalme de vigas en marcos resistentes a momento Intermedios (IMF) y Especiales (SMF). Se propone una conexión de ala soldada sin refuerzo-alma soldada (WUF-W) para la unión viga-columna, en combinación con una conexión de placa extendida empernada para conectar dos segmentos de viga. Al utilizar de manera conjunta ambas conexiones, se eliminan los problemas de soldadura de campo asociados a la conexión WUF-W y se aprovechan las ventajas constructivas de una conexión empernada. El diseño sísmico del conjunto de conexión se basa principalmente en los lineamientos del Código Sísmico de Costa Rica ( CSCR-2010) y la especificación de Conexiones Precalificadas para Aplicaciones Sísmicas en Marcos de Momento Intermedios y Especiales (AISC 358-10). Como parte del trabajo, se elaboraron hojas para el diseño de las conexiones involucradas, facilitando la verificación iterativa de elementos que involucra el proceso. Adicionalmente, se derivaron ecuaciones para la predicción de la capacidad a flexión de una placa extendida rigidizada con 1 fila de pernos del lado externo del patín y 2 filas en el costado interno (configuración de placa 1/2 MRES), como una alternativa de conexión de placa extendida para edificios con claros libres de mediana longitud. Se demostró que el conjunto de conexión propuesto tiene su principal aplicación en estructuras a base de marcos IMF, en los cuales, el uso de una conexión viga-columna de placa extendida empernada amerita el incremento de las secciones de columna requeridas por demanda, debido a un requisito de diseño de este tipo de unión.Item Análisis comparativo de la respuesta de puentes integrales con pilotes sometidos a carga lateral(2012) González Carballo, Juan Pablo; Camacho Castro, José ManuelLa presente investigación busca determinar la validez de la aplicación de las teorías de pilotes bajo la acción de carga lateral, en el análisis de los bastiones de puentes integrales mediante la comparación de resultados de respuesta con un modelo de elemento finito (modelaje de Winkler), con el fin de determinar si es necesario realizar una calibración a dichas teorías o elaborar una metodología distinta a éstas. Se elaboraron en total 80 modelos estructurales en los cuales se varió la altura libre del pilote, longitud del puente, tipo de suelo, tipo de conexión y la superestructura del puente, con lo cual el espaciamiento entre pilotes, la longitud enterrada así como el ancho del puente se mantuvieron constantes. Una vez elaborados los modelos, fueron escogidos tres métodos utilizados normalmente en el diseño de pilotes bajo carga lateral, a saber, el método de Chang, el método de Matlock y Reese y por último el método de Broms. Para cada método se realizaron simplificaciones para tomar en cuenta el efecto de las diferentes cargas y así poder obtener los diagramas de momento y cortante así como las deflexiones. Al tener la totalidad de los resultados se procedió a realizar una comparación entre el modelo de elemento finito y cada uno de los métodos. La comparación muestra que la utilización de los métodos no brinda resultados del todo confiables con respecto al modelo estructural, de manera que se considera que sólo deben ser usados a manera de prediseño, siendo el método de Chang el recomendado por el autor para este fin.Item Evaluación del desempeño del concreto autonivelante para losas de contrapiso de vivienda típica(2015) Webb Webb, Trihana María; Navas Carro, AlejandroEste trabajo consistió en la evaluación de las propiedades de una mezcla de concreto autonivelante para losas de contrapiso con una resistencia f¿c=210 kg/cm2 para ser utilizado en vivienda unifamiliar. Para obtener la mezcla final de concreto autonivelante se utilizó una mezcla patrón convencionalmente utilizada en premezclado, a esta mezcla se le modificó el contenido de cemento para determinar cuál es el menor contenido de cemento que permite conservar las propiedades deseadas en la mezcla en estado fresco (cohesividad, fluidez y ausencia de exudación). Posterior a esto se utilizaron tres aditivos diferentes para observar cómo se comportaba la mezcla respecto a las propiedades deseadas en estados fresco, se realizó la prueba de flujo de extensibilidad por revenimiento en cada caso, se fallaron cilindros para determinar la resistencia a compresión de las mezclas fabricadas, se fallaron vigas para determinar el módulo de ruptura y se construyó una losa de contrapiso en campo para evaluar la colocación del concreto. Al concluir este trabajo se obtuvo una mezcla de concreto autonivelante que posee las propiedades deseadas a saber: es una mezcla fluida, cohesiva y sin exudación.