1. Trabajos finales de graduación de grado

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Análisis comparativo de sistemas para entrepisos metálicos en sección compuesta
(2013) Marín Bonilla, Braulio Alonso; Poveda Vargas, Alvaro E.
Se efectuó una comparación estructural y económica de los sistemas para entrepisos metálicos en sección compuesta para diferentes condiciones de carga y dimensión. Se realizaron diseños de entrepisos con perfiles RT y perfiles rectangulares laminados en frío de fabricación nacional, vigas IPN, vigas W y secciones rectangulares HSS; se utilizó lámina ondulada de acero galvanizado y angulares como conectores de cortante para los perfiles laminados en frío y para las demás vigas se usó lámina portante y conectores de espiga lisa y cabeza redonda. Lo anterior para luces de 4 m, 6 m y 9 m; para carga temporal de oficinas y habitacional. Por otra parte, se desarrollaron diseños específicos con apuntalamiento de las vigas de acero, de las láminas portantes y apuntaladas ambos. Los resultados se clasificaron desde aspectos estructurales, de cuantificación de materiales y económicos. Se obtuvieron como conclusiones principales que: el entrepiso de menor costo es el que se construye con perfiles RT; al apuntalar de cualquier forma, se reduce en un 20% el costo del metro cuadrado de entrepiso; para los entrepisos sin apuntalamiento rigen las cargas de construcción y se obtienen secciones de mayor tamaño que en los casos con apuntalamiento; no existen diferencias significativas entre los diseños para carga temporal de oficinas que los correspondientes a carga temporal habitacional.
Análisis comparativo de indicadores de daño en elementos y marcos de concreto reforzado
(2002) Ramírez Dondi, Brenda; Cruz Azofeifa, Miguel Francisco
En 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.
Análisis probabilístico del comportamiento sísmico no lineal de una estructura de concreto reforzado tipo dual a partir de características de materiales y cargas utilizadas en Costa Rica
(2023) Mora Jiménez, Mario Alberto; Lobo Aguilar, Sergio A.
En el diseño estructural, se utilizan fórmulas establecidas en códigos de diseño que incluyen implícitamente la variabilidad de la resistencia de los elementos estructurales y de las cargas aplicadas a ellos. En Costa Rica, las normativas de diseño utilizan como referencia códigos desarrollados en otros países, especialmente aquellos que provienen de Estados Unidos. Sin embargo, en la actualidad se desconoce si los parámetros establecidos en dichos códigos reflejan la verdadera variabilidad que existe en el contexto de la construcción en Costa Rica. Ante ello, el presente proyecto de graduación pretende evaluar el efecto de la variabilidad de las propiedades mecánicas de los materiales y de las cargas en el comportamiento sismorresistente de las estructuras costarricenses. Con ese propósito, se cuantificó la probabilidad de una estructura de concreto reforzado tipo dual alcance el desempeño sísmico estipulado por el Código Sísmico de Costa Rica, a través de un análisis probabilístico que incorpore características de los materiales y las cargas utilizadas en Costa Rica, así como características de referencia internacional. Para llevar a cabo el análisis, se implementó el método de capacidad espectral y el método de simulación de Monte Carlo. Los resultados expuestos en este trabajo muestran la necesidad de caracterizar los materiales utilizados normalmente en la construcción en Costa Rica para conocer el nivel real de confiabilidad de las estructuras que se diseñan y construyen en el territorio nacional.
Análisis del comportamiento sísmico de la Catedral de Puntarenas para evaluar la necesidad de su restauración estructural
(2023) Madrigal Glenn, Andrés; Trejos Villalobos, Julián Andrés
Este estudio se enfoca en el análisis del comportamiento sísmico de la Catedral de Puntarenas, declarada Patrimonio Histórico – Arquitectónico y construida décadas antes de la creación del primer Código Sísmico de Costa Rica. La seguridad de esta antigua edificación, que recibe una alta afluencia de visitantes diarios, es una preocupación fundamental, ya que está ubicada en una zona de alta sismicidad y no fue concebida originalmente para resistir fuerzas sísmicas. Además, la prácticamente inexistente información sobre su construcción y materiales dificultan su análisis estructural. El objetivo principal de este estudio es evaluar la necesidad de su restauración estructural mediante su análisis sísmico, utilizando enfoques actualizados como el Método Dinámico del CSCR y la división por macroelementos. La investigación se dividió en cuatro fases: recopilación de información preliminar e inspecciones cualitativas, levantamiento estructural y modelado tridimensional, caracterización y análisis dinámico, y obtención y análisis de resultados. Los hallazgos de este estudio señalan que los muros de la Catedral no poseen la capacidad necesaria para resistir un evento sísmico importante, y se detectaron daños inadmisibles en las estructuras de madera del techo. Estos resultados son fundamentales para la preservación del templo y brindan información indispensable para la toma de decisiones de medidas de intervención adecuadas. Además, esta investigación sienta las bases para futuros estudios en estructuras históricas y promueve el uso de metodologías innovadoras a nivel nacional en el análisis estructural en edificaciones antiguas, como la división por macroelementos.
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.
Evaluación de la viabilidad estructural del concepto de hábitats submarinos desplegables de poca profundidad
(2023) Carranza Neurohr, Luis Enrique; Govaere Vicarioli, Georges
Este trabajo consiste en evaluar la viabilidad estructural del concepto de hábitats submarinos de poca profundidad. Proyectos anteriores se han basado en estructuras estáticas, pesadas e inmóviles, los cuales históricamente han demostrado ser incapaces de generar hábitats sostenibles. Por esta razón, el tema propuesto de investigación valora la viabilidad del concepto de una estructura desplegable submarina. Para lograr esto, se colaboró con profesionales de diferentes disciplinas para definir una geometría desplegable, las cargas a las cuales estaría sometida y los materiales de construcción. Esto incluyó la generación de modelos físicos a escala reducida y modelos en software de análisis de elemento finito para analizar el comportamiento estructural. Tras un análisis de las posibles geometrías desplegables, las cargas marítimas, los materiales y el comportamiento estructural del módulo mediante software de análisis de elementos finitos, se concluye que el concepto de hábitats submarinos desplegables de poca profundidad es factible desde una perspectiva estructural. No obstante, se han identificado desafíos significativos, tales como los relacionados con los pliegues en la geometría origami seleccionada, las conexiones horizontales entre módulos y la magnitud de los factores de seguridad generados. Se recomienda llevar a cabo iteraciones de este trabajo para abordar los desafíos identificados y considerar otras soluciones en la creación de estructuras desplegables submarinas.
Modelado HBIM del sector de la luneta, las plateas y los palcos del Teatro Nacional de Costa Rica TNCR
(2023) Vargas Torres, Jorge Eduardo; Anglin Fonseca, Robert Anthony
A partir de la necesidad de realizar un modelo tridimensional HBIM del Teatro Nacional de Costa Rica, se crearon una serie de modelos de las distintas secciones de este. Con el fin de obtener un modelo BIM federado, se continuó con el proceso en la sección del auditorio del TNCR, dicho espacio incluye la luneta, las plateas, los palcos y el sótano. Para ello, se implementó el escaneo láser y se obtuvo una nube de puntos del auditorio del TNCR, que permitió la creación de un modelo tridimensional en el software Revit. El proceso de elaboración del proyecto se dividió en cuatro fases. En la primera fase, se recopiló la información existente y la revisión de la condición actual de las zonas de interés. En la segunda fase, se desarrolló un Plan de Ejecución BIM (BEP). Para la tercera fase, se utilizaron los escáneres Leica P40 y Leica BLK 360, para el escaneo de la zona y la obtención de la nube de puntos. Finalmente, la cuarta fase consistió en la elaboración de un modelo BIM de características arquitectónicas con las dimensiones exactas del inmueble, incluyendo las familias paramétricas que se encuentran a lo largo del auditorio. Dentro de estas, se destaca el mobiliario de los tres niveles involucrados, los adornos, las decoraciones de las fachadas y la incorporación de obras artísticas. Así como, el establecimiento de las coordenadas de referencia definidas por el modelo inicial de Romero (2019).
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.
Estimación de la curva de deformación vertical de una viga simplemente apoyada ante la acción de cargas estáticas, mediante medidas de rotaciones con el uso de inclinómetros
(2016) Caravaca Tenorio, Willy; Liu Kuan, Yi Cheng
El presente trabajo busca la validación de un método de estimación de la curva de deformación vertical de una viga basándose en medidas de rotaciones tomadas por inclinómetros electrónicos adquiridos por el Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales. Mediante pruebas de carga estáticas realizadas en laboratorio sobre una viga simplemente apoyada, se obtienen datos de rotación por medio de inclinómetros los cuales son analizados por medio de un código programado con mínimos cuadrados en el software MATLAB, transformando estas rotaciones en medidas de deformación vertical. Lo descrito anteriormente permite la obtención de la curva de deflexión de la viga, el cual es el producto final de este Trabajo Final de Graduación. El trabajo realizado permite la obtención de la mejor configuración de colocación de los inclinómetros a lo largo del eje x de la viga analizada, comparando la variabilidad de los datos con análisis estadísticos. Además se realizó el análisis de un ejemplo de aplicación en un puente real sobre el río Seco. W.G.C.T.
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...

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