Ingeniería y Arquitectura
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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 Programa automático para el análisis de placas mediante la teoría del elemento finito(1978) Blanco Rodríguez, José MaríaItem Comportamiento de un muro híbrido de concreto presforzado sometido a carga lateral cíclica(2005) Mora Vargas, Greivin Gerardo; Santana Barboza, GuillermoEl sistema sismorresistente de muros híbridos consiste en muros estructurales prefabricados con concreto de alto desempeño (CAD) y pretensados con conexiones tipo híbrida que garantizan la continuidad a través de la junta mediante cables de postensión desadheridos y disipadores de energía, tales como placas y refuerzo convencional. Con el objetivo de estudiar su comportamiento estructural se diseñó un panel de un muro híbrido y se construyó utilizando las técnicas existentes en Costa Rica para someterlo a carga lateral cíclica y analizar su comportamiento fuerza deformación. Se planteó una metodología de diseño basada en principios teóricos, especificaciones y experiencias de pruebas experimentales realizadas en otros países. Una vez construido el panel a escala natural se implementó un programa experimental que sometió el muro híbrido a carga lateral cíclica para observar el desempeño del sistema y obtener la curva de fuerza - desplazamiento que describe la capacidad del muro híbrido. El panel de muro híbrido en términos de capacidad y disipación de energía de amortiguamiento se comportó elásticamente bilineal, alcanzando una deriva de 2,08% antes de poder observar daños significativos. En términos de ductilidad generalizada el sistema alcanzó una ductilidad cercana a 6 comprobando que la restricción del CSCR2002 de 1,5 para este sistema específico es muy conservadora. El sistema ofrece numerosas ventajas constructivas y de comportamiento estructural sobre los muros de concreto reforzado convencional. Detalles del diseño, montaje, resultados de la prueba experimental y la discusión de estos se presentan a continuación.Item Guía para el análisis de estabilidad y determinación de sistemas estructurales y casos prácticos de modelaje de vínculos de rigidez finita(2009) Romero Lores, Rodrigo; Salas Pereira, Rubén Mario 1968-Para el estudio inicial de la mecánica estructural y la teoría clásica para el análisis de estructuras, no se cuenta desafortunadamente en la actualidad con un libro de texto o un manual en Costa Rica que unifique todos los conceptos de estabilidad y determinación estática y cinemática de una manera clara y eficaz. Este proyecto pretende elaborar una guía que contenga los fundamentos teóricos y prácticos de la mecánica estructural, en relación con la estabilidad geométrica, determinación estática y cinemática y presentar casos prácticos de modelaje de vínculos de rigidez finita. Se desarrolla una parte teórica con los conceptos generales de mecánica estructural, explicando conceptos básicos de equilibrio, grados de libertad y compatibilidad de deformaciones. Luego se elaboran capítulos con los temas principales del proyecto: estabilidad de sistemas estructurales, determinación estática y determinación cinemática. Una vez expuesta la parte teórica, se pasa a la parte práctica en la que se resuelven detalladamente 30 ejercicios en los que se calcula el Grado de Indeterminación Estática (GIE), se realiza un análisis de estabilidad y se calcula el Grado de Indeterminación Cinemática para los sistemas propuestos. Por último, se incluyeron tres casos prácticos de modelaje de estructuras mediante el uso de vínculos de rigidez finita. El primero fue la cimentación superficial de un edificio de cuatro pisos, con el objetivo de determinar a partir de que tamaño de placa se puede considerar un empotramiento. El segundo fue un pilote de 20m de profundidad sometido a carga vertical y lateral, con el propósito de ver la longitud efectiva del pilote. El último menciona el uso de los vínculos de rigidez finita para modelar los apoyos de losas en dos direcciones y su posible importancia ante aspectos de funcionalidad. Se recomienda realizar trabajos adicionales en lo que realizar modelaje de vínculos ...Item Determinación de los desplazamientos en marcos industriales de acero para verificar la no importancia del efecto P-Delta en el análisis y diseño(2009) Sánchez Martínez, Alexander; Cruz Azofeifa, Miguel FranciscoEn este trabajo se busca demostrar que el límite de desplazamiento inelástico relativo del Código Sísmico de Costa Rica 2002, puede aumentarse un 50% en naves industriales de acero, sin necesidad de utilizar los métodos de capacidad espectral o el método no lineal dinámico de respuesta en el tiempo y sin tener en cuenta el efecto P-¿. Para ello se realizó el análisis y diseño estructural de diversos tipos de marco, variando la ductilidad, la distancia entre marcos, la longitud de la luz y el material de las paredes. Se consideraron cargas gravitacionales, de viento y de sismo. Con los resultados obtenidos se investigó la magnitud del efecto P-¿ y se determinó la importancia de los momentos de segundo orden calculados de manera simplificada. Se concluye que el diseño de los marcos industriales está gobernado por el desplazamiento límite y no por la resistencia; por lo tanto, poseen una capacidad extra para soportar las fuerzas internas adicionales procedentes del efecto P-¿. Además el incremento de momento debido a este efecto, es pequeño en comparación con el momento que produce la combinación de cargas de sismo que rige, por otro lado también es pequeño comparado con la capacidad que le sobra a la estructura. Por lo tanto se puede ignorar el efecto P-¿ en el análisis y diseño de estructuras de este tipo.Item Análisis del comportamiento no lineal y de la demanda de ductilidad de marcos de acero estructural tipo marco especial (SMF)(2005) Acosta Munguía, Noel; Cruz Azofeifa, Miguel FranciscoEn esta investigación se analiza el comportamiento no lineal de edificaciones tipo Marcos Especiales (SMF) y su demanda de ductilidad, con el fin de comparar la capacidad de carga real de la estructura ante cargas laterales, contra la capacidad de carga teórica de la estructura asociada al diseño con el método estático del CSCR-02, basado en la asignacidn de una ductilidad teórica de diseño y un valor de sobre-resistencia. Se realizaron tres diseños del edificio bajo la propuesta del CSCR-02, formados a base de perfiles de acero tipo ASTM Grado 50, con la misma configuración geométrica inicialmente, se diseña una estructura con secciones que cumplan las demandas por capacidad requeridas según la carga de elementos no estructurales y de sismo, sin ninguna restricción de deriva lateral. Luego se diseña asignando dos valores objetivos de deriva permisible; el Caso A tiene un límite de deriva de 1,6%, asignado según el CSCR-02. El Caso B tiene un límite de 2,4% (incremento de 5 0 % ) según la consideraci6n del artículo 7.8.b del CSCR-02. Se analiza el comportamiento no lineal de la estructura para los casos con límite de deriva utilizando un incremento monatónico estático de cargas laterales. De los resultados de diseño se obtuvo que existe un ahorro importante en la cantidad de acero estructural de vigas y columnas requerido, al permitir un incremento en el límite de deriva lateral de 1,6% a 2,4%. Además del análisis no lineal se obtuvo que el comportamiento no lineal teórico propuesto en el CSCR-02, con una ductilidad global asignada de 6 y con una sobre-resistencia de 2, no predice el comportamiento real de los marcos ante patrones de cargas sísmicas laterales. Los desplazamientos inelásticos esperados del edificio corresponden a desplazamientos dentro del rango lineal de la estructura y los valores de sobre-resistencia reales fueron en el orden de 11 a 15 veces mayores ...Item Plan piloto de sistema de administración de pavimentos para el cantón de Belén(2006) Argüello Ruiz, Andrés; Castro Fernández, Pedro LuisSe considera que un sistema de administración de pavimentos representa la convergencia de una serie de operaciones cuyo fin, es determinar estrategias de decision, para definir el termino de la vida útil de una carretera, proponiendo la opcion de reconstrucción, mantenimiento o rehabilitación mas adecuada de aplicar y más factible desde una perspectiva economíca Estas operaciones fueron aplicadas a una sub-red de bajo tránsito en la Urbanizacion Bosques de Doña Rosa del cantón de Belén. Se realizó un inventario de la red para definir la condición del pavimento al momento de la investigación, se caracterizó la condición del tránsito vehicular, condición del medio ambiente, condición estructural del pavimento, por medio de auscultación visual y deflectometria Se estableció la condición de los materiales de carpeta, bases, sub-bases y sub-rasantes que conforman los paquetes estructurales presentes en la red por medio de ensayos de laboratori. Se encontraron carpetas en mal estado, suelos estabilizados con cemento utilizados como base, de baja capacidad de soporte y fracturados en algunos sectores, subases granulares en muy buen estado y sub-rasantes de malas a regulares en cuanto a capacidad de soporte de cargas vehiculares. La situación actual en la red requiere de intervencion inmediata de opciones de rehabilitación y reconstrucción, se plantearon cuatro alternativas sobrecapa de concreto asfaltico sobre el pavirnento existente, capa de concreto asfaltico sobre una base estabilizada con cemento, sobrecapa de concreto asfaltico sobre el pavimento existente con utilizacion de geomalla biaxial, losa de concreto hidráulico sobre sub-base granular existente. Se realiza un análisis económico para determinar la alternativa optima, el resultado es la opción con la mayor relación efectividad/costos. La solución optima para la sub-red en la Urbanización Bosques de Doña Rosa, ...Item Detección, tratamiento y prevención de patologías en sistemas de concreto estructural utilizados en infraestructura industrial(2006) Avendaño Rodríguez, Elizabeth; Salas, RubénLas patologías en sistemas de concreto estructural utilizados en infraestructura industrial son sumamente frecuentes, y por lo tanto su temprana detección, tratamiento y prevención es de especial interés, debido a los altos costos involucrados y a las consecuencias negativas que se presentan durante el servicio de estos sistemas. De igual forma, evitar las patologías mediante adecuados métodos de diseño por durabilidad presenta grandes ventajas y ahorros. La metodología de esta investigación se basa en el estudio de documentos y normativa internacional relacionados con los temas de durabilidad, diagnóstico de patologías, rehabilitación y mantenimiento de estructuras. Se plantea un procedimiento sistematizado de Tres Niveles, que sirve de guía práctica y detallada para el ingeniero en proyectos industriales. Aún así, los conceptos utilizados son igualmente aplicables y adaptables a todo tipo de estructuras de concreto estructural. El procedimiento de Tres Niveles propuesto es validado mediante su aplicación en el estudio de una losa de concreto reforzado, la cual forma parte del piso de un sistema de cámaras de congelación industrial.Al realizar la investigación bibliográfica, y la validación de campo, se encontró que en Costa Rica no existe normativa que regule el diseño, reparación y mantenimiento de las estructuras por su durablidad. Además, no se cuenta con equipo de ensayo ni laboratorios de materiales especializados para realizar pruebas, que caractericen las propiedades del concreto asociadas con su desempeño a través del paso del tiempo. No existe conciencia en los profesionales en el área, con respecto a temas de durabilidad. Por su organización y claridad de resultados se recomienda la utilización del método propuesto de Tres Niveles para el análisis, evaluación, diseño, reparación y mantenimiento de estructuras. Asimismo, trabajar en la normalización de los métodos de diseño, reparación y mantenimiento ...Item Método de análisis y cálculo automatizado de muros esbeltos de mampostería con cargas pendientes a su plano(1999) Montoya Solórzano, Yanis; Poveda Vargas, Alvaro E.El comportamiento estructural de los muros esbeltos de mampostería depende de la interacción de la carga axial y la flexión a la que se ve sometido el muro. El UBC-97 toma esta premisa como base para el desarrollo del métalo de análisis y diseño propuesto en el mismo, que consiste en un proceso iterativo para los valores de momento y deformación de servicio a la mitad de la altura, o de momento y deformación últimos a la mitad de la altura del muro, según se rija el diseño por condiciones de servicio o últimas, re$bectivamente. La construcción de muros esbeltos presenta varias ventajas como economía, ya que permiten alturas de construcción mayores, ahorro de espacio, permitiendo una mayor área de piso disponible y eliminan la necesidad del uso de columnas de concreto o acero para el apoyo de las estructuras de techo cuando la carga debido a estas estructuras puede considerarse como distribuida. Adicionalmente al estudio del compartamiento de los muros esbeltos, se propone un método de análisis y cálculo automatizado de muros esbeltos de mampostería con cargas perpendiculares a su Plano. Este método consiste en un programa realizado en Microsott-Excel 97, y puede ser utilizado en versiones más recientes del mismo. Esla automatización facilita el análisis ya que permite revisar varios tipos de secciones para optimizar la elección, sin necesidad de realizar numerosos cálculos iterativos y repetitivos.Item Marcos de microconcreto sometidos a carga monotónica: efecto de carga axial en el comportamiento carga versus desplazamiento(1999) Víquez Chaves, María del Carmen; Espinoza Blanco, Edwin A.En este proyecto de investigación se emplean modelos directos a escala reducida que asemejan la carga axial de compresión presente en las columnas de un marco de concreto reforzado, debidas a la transmisión de esfuerzos entre los diferentes elementos y al peso propio de la estructura. Para llevar a cabo la aplicación de la carga axial en las columnas se utilizará el método de postensión parcial, el cual consiste en aplicar una fuerza de tensión a un cable de acero sin llevarlo a su capacidad máxima en tensión. Se construirán seis marcos de concreto reforzado de un nivel y un vano a escala reducida, utilizando un factor de escala de 1/10. Con el propósito de evaluar el efecto que causa la carga axial en el comportamiento carga lateral y desplazamiento del marco, se utilizarán modelos con postensión en sus columnas y otros en los que no se aplicará este tipo de carga. El modelo de falla consiste en someter la estructura a carga lateral monotónica creciente en una de las uniones viga - columna, mientras, en nudo libre se mide el desplazamiento externo horizontal. Adicionalmente, en los marcos sometidos a postensión se medirá la fuerza de tensión en el cable para cada una de las columnas. Con los resultados experimentales se obtuvieron las pérdidas totales en la fuerza de postensión antes de iniciar el proceso de falla y las variaciones en la tensión del cable durante dicho proceso. Además, se muestra la relación carga - desplazamiento de las estructuras con y sin postensión, la capacidad última soportada por los marcos y el proceso de agrietamiento que presentan. Al final del informe se concluye que con la aplicación de la carga axial a las columnas se produce un aumento en la capacidad última de la estructura, debido a la disminución de los esfuerzos de tensión que crea la precompresión del concreto causada por la postensión y que disminuye el proceso de aparición de ...