1. Trabajos finales de graduación de grado
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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 Análisis de uniones viga columna con elementos de 12 cm de espesor y distintos detalles de armado para uso en vivienda(2019) Solís González, Andrea; Navas Carro, AlejandroEste proyecto pretende analizar el comportamiento de uniones viga columna con dos distintos detalles de armado y con elementos de 12 cm de espesor para uso en vivienda. Para el diseño de las uniones se estudiaron plantas arquitectónicas de viviendas de dos niveles de las cuales se obtuvieron cargas típicas para este tipo de edificación. Además, se utilizaron requisitos aplicables del Código Sísmico de Costa Rica 2010 (Revisión 2014) y del código ACI 318-14. Se construyeron cuatro uniones viga-columna, dos con detalles un detalle de armado de "cuello de botella" o Unión Tipo A y dos con detalle de pendiente 1:6 o Unión Tipo B. Las uniones se fallaron en el Laboratorio de Estructuras del LanammeUCR utilizando un gato hidráulico para la aplicación de una carga cíclica pseudo dinámica controlada por desplazamientos. A partir de este procedimiento experimental y la toma de datos en el laboratorio mediante deformímetros, se calcularon rotaciones de la viga respecto a la columna en cada una de las uniones. Con el análisis de rotaciones se construyeron curvas de histéresis que muestran el comportamiento experimental de las uniones y curvas elastoplásticas que muestran un comportamiento idealizado de las uniones. El protocolo de carga utilizado, así como la construcción de las curvas, se siguió según los parámetros que establece la norma ASTM E2126. A partir de las curvas generadas se calcularon razones de ductilidad con las que se comparó el comportamiento de los dos tipos de detalles de armado utilizados en las uniones. Además, se compararon los resultados de capacidad experimentales de las uniones con la capacidad teórica esperada para una unión estándar. Los resultados de la investigación muestran que las Uniones Tipo A no alcanzan la capacidad teórica calculada y presentan un comportamiento menos dúctil que las Uniones Tipo B. Estas últimas sí lograron alcanzar la capacidad teórica calculada y, además, presentaron menos...Item Evaluación experimental del sistema prefabricado de columnas y baldosas bajo la aplicación de cargas perpendiculares al plano de la pared(2020) Bogantes Sánchez, Víctor Andrey; Villalobos Ramírez, FranciscoEn esta investigación se estudió el sistema prefabricado de columnas y baldosas con el objetivo de conocer su comportamiento bajo la aplicación de cargas uniformemente distribuidas perpendiculares al plano de la pared. Se construyó una pared a escala natural conformada por dos paños de baldosas, viga solera y una cimentación de concreto. Se aplicó carga al sistema mediante bolsas de aire para generar una presión uniforme en la pared. El principal resultado es la comprobación experimental de que las columnas son el elemento crítico de diseño en el sistema prefabricado de columnas y baldosas. Se logró demostrar también que los requisitos de resistencia establecidos en INTE C131:2019 son adecuados para que el sistema resista cargas de viento y sismo de manera segura.Item Variación de diagramas momento-curvatura en columnas circulares de concreto reforzado debido a cargas fuera del plano(2017) Suárez Salinas, Diego; Villalobos Ramírez, FranciscoSe desarrolla una investigación experimental para determinar la variación de la capacidad de rotación inelástica de columnas circulares de concreto reforzado debido a cargas constantes en un plano perpendicular al plano de la aplicación de la carga de falla de las columnas (plano de análisis). El trabajo experimental consiste en el diseño, construcción, instrumentación y falla de cinco especímenes de concreto reforzado de 20 cm de diámetro y 1,70 m de altura en configuración de voladizo, construidos bajo los criterios de diseño del CSCR-2010 y del ACI 318-14. Se aplica una carga axial constante de 100 kN (con un sistema de pos-tensión desadherido y servo-controlado) y se fallan las columnas aplicando una carga monotónica; con diferentes magnitudes de carga constante fuera del plano (diferentes porcentajes de la capacidad de las columnas). Los porcentajes y número de ensayos realizados son: 1 ensayo con 0%, 2 ensayos con 30% y 2 ensayos con 80%. Los resultados obtenidos sugieren que existe una reducción en la capacidad de rotación de las columnas que afecta su ductilidad y que esta se intensifica conforme aumenta el porcentaje de carga fuera del plano. Se obtiene una relación lineal que describe la reducción observada en el índice de ductilidad conforme se aumenta la proporción de carga aplicada en el plano perpendicular al plano de análisis. Se comparan los resultados con reducciones obtenidas en investigaciones previas para columnas cuadradas con características similares.Item Determinación experimental de la distribución de fuerzas en baldosas de concreto en paredes prefabricadas(2018) Valverde Ugalde, Alonso; Villalobos Ramírez, FranciscoEsta investigación se enfoca en estudiar el comportamiento para cargas laterales en el plano, del sistema prefabricado de columnas y baldosas horizontales. Específicamente se analiza la distribución de fuerzas que se dan en las baldosas. De forma general, se puede decir que este proyecto consta de dos partes. Una experimental que incluye el diseño de la probeta experimental, su construcción y el ensayo de laboratorio; otra parte analítica comprende el razonamiento análisis de los resultados obtenidos en la fase experimental y recomendaciones para el análisis estructural de este tipo de sistema. En la fase experimental se diseña y se construye un modelo a escala natural de un muro construido con el sistema de baldosas horizontales y columnas. Cuatro de las baldosas que integran la probeta de ensayo, son instrumentadas con tres galgas extensométricas cada una. La información registrada por estos sensores permite obtener de manera experimental la distribución de deformación de las baldosas frente a cargas laterales. Esta información se utiliza para obtener el ancho del puntal equivalente en la etapa de análisis y se compara con valores analíticos obtenidos en investigaciones anteriores. Con el desarrollo de esta investigación, se identifican dos comportamientos claros del sistema prefabricado frente a cargas laterales. En una primera etapa se comporta como un marco compuesto únicamente por las columnas y la solera; al aumentar la carga y los desplazamientos laterales en el plano de la pared prefabricada, se presenta un comportamiento donde las baldosas empiezan a tomar cargas de compresión en su diagonal. Se documenta todo el proceso de diseño (de acuerdo con el CSCR-10) y construcción de la probeta prefabricada para que funja como insumo para posteriores investigaciones de tipo experimental. Se verifica que las baldosas y columnas cumplan con la norma INTE C131:2017 de baldosas y ...Item Diseño del sistema para ensayo de columnas y baldosas horizontales de concreto prefabricadas(2015) Alfaro Martínez, Jose Pablo; Rapso Brenes, Luis ArturoEl propósito de este proyecto es el de elaborar el diseño mecánico y la selección de la tecnología necesaria para el proceso de trasiego y almacenamiento de una terminal de importación costera de gas natural licuado, ubicada en Limón, Costa Rica. Este proyecto es promovido por RECOPE que busca diversificar la matriz energética del país. Para implementar este proyecto, se estudió el gas natural licuado así como las diferentes tecnologías de almacenamiento y su trasiego. Con esta investigación se presenta la ingeniería básica requerida para el diseño mecánico de estos procesos que está conformada por elementos tales como: la ubicación, el sistema de tuberías, el sistema de bombeo, los sistemas de instrumentación y válvulas, además de seleccionar la tecnología requerida para cada uno de estos procesos.Item Análisis mecánico-estructural del uso del acero grado 100 para el diseño de elementos de pórtico de concreto reforzado en Costa Rica(2015) Rodríguez Benavides, Adrián; Santana Barboza, GuillermoEn los últimos tiempos se ha permitido el uso de aceros de alta resistencia para el diseño de concreto reforzado en algunos códigos y normas internacionales. El objetivo principal de este proyecto es evaluar analíticamente los modelos de diseño para flexión y flexo compresión del concreto reforzado para elementos de pórtico, utilizando las propiedades mecánicas del acero grado 100. Para esto se analizaron las propiedades del acero grado 100, posteriormente se estudiaron diferentes modelos de diseño siendo el más efectivo en este caso el método de capacidad espectral. Este incluye un análisis seccional de los elementos para obtener diagramas de momento curvatura. Y un análisis estático no lineal tipo ¿pushover¿ para derivar la curva de capacidad del modelo estructural establecido utilizando acero grado 100 y acero grado 60. De esta forma se conoció el desempeño de ambos materiales. Los resultados demostraron que la composición química del acero grado 100 lo hace menos dúctil que el acero grado 60. Los diagramas de momento curvatura mostraron que para flexión el acero grado 60 se comporta mejor y tiene mayor alcance de ductilidad, mientras que en flexo compresión las secciones de columna con acero grado 100 tienen un comportamiento bastante positivo conforme aumenta la carga axial en ellas. En el análisis Pushover, el acero grado 60 logro mayores desplazamientos y ductilidades globales, sin embargo para fuerzas axiales mayores hubo casos en que solo el acero grado 100 alcanzó un punto de desempeño. Se concluyo que el acero grado 100 es posible utilizarse en estructuras que soporten grandes cargas axiales y se asegure desplazamientos bajos. Se recomendó realizar más investigaciones para confirmar las conclusiones y para ahondar más en otros temas que quedaron fuera de alcance.