Ingeniería y Arquitectura
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Item Curvas de estabilidad en rompeolas con taludes de cubos para las condiciones de oleaje del Pacífico costarricense(2023) Cornejo Corrales, Diego Andrés; Govaere Vicarioli, GeorgesLas obras de protección costera se usan en el ámbito mundial para evitar que el oleaje dañe u ocasione inconvenientes al servicio de las obras marítimas. Se ha estudiado ampliamente el diseño de los rompeolas para dimensionar y establecer los pesos de los elementos de la corza, sin embargo, estas investigaciones son con oleajes de diferentes condiciones a las presentes en la costa Pacífica costarricense. Por este motivo, se realizó un estudio de comprobación y ajuste de las formulaciones de estabilidad en corazas de rompeolas para el país. En este se proponen nuevas configuraciones de acomodos de los elementos compuestos por bloques de concreto. La geometría que se utiliza es de paralelepípedos de dimensión a de arista con diferentes alturas (a, 1.5 a y 2 a), nombrados cubos para fines del proyecto. Los ensayos se ejecutaron con pendientes de talud de 1:1, 1:1.5 y 1:2 para obtener un amplio rango de números de Iribarren. Antes de la comprobación de estabilidad de las piezas de coraza, se procedió a ensayar el diseño funcional de la estructura. Se observó el ascenso y descenso máximo para cuatro configuraciones propuestas, nombradas: ajedrez, caballito, fila 3 y muralla. Estas se pusieron a prueba y se compararon con los acomodos de cubos de forma aleatoria de doble capa (típicamente utilizada) y una lisa para observar cómo afectaba la colocación de las piezas. Seguidamente, se cuantificó el volumen de material de concreto que se utiliza en cada configuración. Este volumen se asocia con el costo de obra de forma directa, es decir, a mayor cantidad de material, mayores costos de la obra. Una vez establecida la demanda de material se eligieron las configuraciones que requirieron menos concreto para realizar las pruebas de estabilidad, siempre y cuando tuvieran un buen desempeño para el diseño funcional. Finalmente, las dos configuraciones que se seleccionaron se sometieron a la prueba de resistencia de estabilidad...Item 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.Item Diseño de mezclas de concreto utilizando agregados provenientes de la zona Pacífico Norte(2011) Martínez de Lemos, Octaviano; Fernández Castro, AdriánEl presente reporte pretende estudiar la influencia que tiene la utilización de distintos agregados provenientes de la zona Pacífico Norte, tanto agregados gruesos como fino, al realizar los diseños de mezcla correspondientes a concretos de resistencia a los 28 días de 210 kg/cm2 y de 280 kg/cm2. Para poder observar esta relación mencionada se obtuvieron las propiedades características de cada material a utilizar. Con los datos obtenidos se realizaron los diseños de mezcla para las resistencias deseadas. Los diseños son comprobados físicamente mediante la preparación de testigos, dosificados por pesos y por volúmenes. Estos valores obtenidos fueron analizados estadísticamente para demostrar el cumplimiento de estos valores en la mayoría de los casos. Luego de analizar los datos obtenidos para todas las fuentes y para las dos resistencias requeridas se observó que la dosificación recomendada puede ser utilizada en el campo, con las debidas precauciones del caso, siendo importante comprobar la resistencia en campo. Los testigos dosificados por peso presentan resultados mas cercanos a los valores de diseño, pero en el campo es más práctico dosificar por volumen, razón por la cual la recomendación se hace para dosificaciones volumétricas. O.M.D.Item Análisis de deflexiones en losas de concreto armado considerando agrietamiento por contracción en edificios tipo mixto muro losa(2023) Alvarado Quirós, Mónica; Trejos Villalobos, Julián AndrésSe propone ajustar las metodologías de cálculo de deflexiones en losas de concreto reforzado considerando agrietamiento por contracción de entrepisos de edificios tipo mixto muro losa construidos bajo el método constructivo de formaletas auto portantes debido al levantamiento de piso en varios edificios con dicho sistema constructivo, a pesar, de que el diseño de las losas de entrepiso cumplía con los requisitos de deformaciones admisibles del reglamento denominado: "Requisitos de reglamento para concreto estructural (ACI 318-19)". Se analizaron las deflexiones y espesores mínimos de losas modeladas a partir del método del elemento finito incorporado en el software SAP2000 y, utilizando procedimientos descritos en el ACI 318-19, el "Control de Deflexiones en Estructuras de Concreto (ACI 435- 95)" y las "Normas Técnicas Complementarias para Diseño y Construcción de Estructuras de Concreto" de la Sociedad Mexicana de Ingeniería Estructural. Los esfuerzos generados por restricción a la deformación de las losas, debidos al proceso de retracción, tienen un efecto significativo en el agrietamiento, por lo que el método para cálculo de deflexiones que se adapta mejor es del ACI 345R-95 con un 𝑓𝑟 = 1,06 ∙ √𝑓𝑐′ y un factor a largo plazo de 𝜆∆𝑡 = 4. Para las losas de análisis, los espesores mínimos de la de la Tabla 8.3.1.1 del ACI 318-19 devuelven resultados confiables, mientras que los de la del SMIE no. Además, se obtienen dos expresiones que permiten determinar los valores de espesores mínimos para las condiciones de las losas de análisis, que cumplen requisitos de servicio.Item Diseño de una silla de ruedas con adaptación dinámica al tránsito en terreno irregular(2022) Monge Leiva, Kattia Inés; Monge Leiva, Rodrigo Alberto; Vargas Campos, Martín José; Monge Gapper, Juan GabrielEste proyecto tiene como objetivo proponer una alternativa para facilitar el tránsito a l as personas usuarias de sillas de ruedas que requieren desplazarse en terrenos irregulares o en espacios que no proveen ciertas medidas adecuadas de accesibilidad. El diseño propuesto va enfocado a usuarios de sillas de ruedas que posean un adecuado control motor de sus miembros superiores, tronco y cabeza, donde se planteó posibles soluciones a la accesibilidad para llegar a un modelo viable y obtener un prototipo de una silla de ruedas con funcionamiento óptimo. Para ello se describe la evolución de las sillas de ruedas durante la historia, además de la descripción de los diferentes componentes en este dispositivo y la importancia de la antropometría en la silla de ruedas. Se detalla también la situación actual de discapacidad en Costa Rica, las principales leyes y normativas urbanísticas. Por otra parte, se describen los terrenos irregulares y las características técnicas de los espacios para el tránsito en lugares urbanos. Una vez identificados los principales problemas se describió los principios mecánicos del diseño contemplando la cinética de la silla de ruedas y los posibles materiales para su diseño. Mediante un proceso iterativo de un diseño de una silla de ruedas que pueda suplir algunas necesidades de esta población en múltiples terrenos. Se obtuvo un modelo mediante el cual se logra variar el diámetro de sus ruedas delanteras con el uso de un sistema eléctrico que le facilita al usuario el poder variar dicho diámetro por medio de un servo-motor. Un mecanismo de propulsión manual capaz de usar diferentes variadores de potencia y velocidad, además de la posibilidad de desplazarse hacia atrás con el mismo. Aunado a esto con la ventaja de lograr desplazarse cómodamente gracias a un sistema innovador de suspensión el cual puede adaptarse al tipo de terreno variando el amortiguamiento del sistema durante el tránsito...Item Evaluación de los efectos de la actualización del ACI 318-19 en el diseño de un edificio tipo marco de cinco pisos con la utilización de diferentes resistencias de refuerzo(2022) Segura Álvarez, Daniela María; Navas Carro, AlejandroEl objetivo principal de este proyecto fue realizar la comparación del comportamiento de elementos estructurales sometidos a carga sísmica mediante la variación de la resistencia del concreto y acero, aplicando los requisitos de diseño sismorresistente del Código Sísmico de Costa Rica 2010 revisión 2014 (CRCR2010-14) y las nuevas disposiciones para concreto estructural del reglamento American Concrete Institute 318 2019 (ACI318-19). Se realizó la investigación bibliográfica para el diseño de elementos de concreto reforzado, seguidamente el modelado de la estructura establecida mediante el software ETABs, posteriormente el diseño de columnas, vigas y nudos de elementos seleccionados. Finalmente se realiza la tabulación de datos obtenidos en los elementos seleccionados donde se presenta la comparación de las cantidades de acero y porcentajes de aumento y disminución exponiendo así las diferencias en la aplicación de varias combinaciones de acero y concreto. Se obtienen disminuciones de la cantidad de acero requerido en flexión y flexocompresión al aumentar las resistencias de acero y de concreto, las cantidades porcentuales abarcan hasta un 50% de variación. Se obtienen aumentos considerables en las longitudes de desarrollo, gancho y empalme afectando las dimensiones de los elementos de conexión y aumentos en el congestionamiento de la estructura. Se concluye que dadas las variaciones propuestas la cuantía de acero varía considerablemente en función de la resistencia de los elementos que lo componen.Item Obtención de módulos de elasticidad actuales para concretos de alto desempeño en Costa Rica(2022) Rojas Vieto, Mariela; Meseguer Quesada, Luis CarlosA lo largo de la historia se han desarrollado ecuaciones con la finalidad de calcular el módulo de elasticidad. Dado que esta propiedad del concreto resulta de mucha utilidad para diseñar las estructuras. Tales ecuaciones son determinadas a través de ensayos de laboratorio. Los materiales pueden variar mucho dependiendo de su formación y proceso empleado, lo que hace que las propiedades del concreto varíen. Las variaciones van de acuerdo a la zona territorial o debido a las innovaciones, que al transcurrir el tiempo, se incorporan en el proceso. En consecuencia, la importancia de mantener el módulo de elasticidad actualizado en el país. Con el objeto de brindar una ecuación actualizada para Costa Rica, esta investigación se enfoca determinar módulos de elasticidad de concretos de altas resistencias a partir de materiales nacionales. Entonces se realizaron mezclas de concreto de 40 MPa, 50 MPa y a 70 MPa con dos tamaños de agregado grueso distintos. Se caracterizaron los materiales y posteriormente, se determinaron los módulos de elasticidad para generar curvas de mejor ajuste. Dichas curvas fueron comparadas contra ecuaciones de códigos y otras investigaciones realizadas. Al finalizar esta investigación, se identifica la curva de mejor ajuste que es representativa para concretos de altas resistencias en Costa Rica; además, se concluye que las ecuaciones de los códigos sobreestiman en gran parte los datos de módulos de elasticidad en el país.Item Correlación de los resultados de ensayo de flexión en 4 puntos con distintos parámetros del ensayo de flexión semicircular(2021) Corazzari Herrera, Gianluca; Aguiar Moya, José PabloEste proyecto se enfocó en analizar la correlación entre los resultados del ensayo de flexión en 4 puntos y el ensayo de flexión semicircular (SCB), así como la relación de estos resultados de ensayo con los parámetros volumétricos de la mezcla y un análisis de la variabilidad de estos procedimientos. La finalidad de este trabajo era generar límites de fatiga de mezcla asfáltica, congruentes con los establecidos en el CR-2010 para el ensayo de flexión en 4 puntos, pero, en términos del ensayo SCB. Para esto, se realizó una revisión del estado de la cuestión en materia de fatiga de mezcla asfáltica y de la relación de estos resultados de ensayo. Seguidamente se recolectaron resultados de ensayo disponibles en el LanammeUCR para aquellas muestras a las que se les haya realizado tanto el ensayo de flexión en 4 puntos como el ensayo de flexión semicircular. Una vez se obtuvieron los datos, se procedió a analizar la variabilidad de los resultados de ensayo, así como sus correlaciones entre sí y con los parámetros volumétricos. Se encontró que los resultados de flexión semicircular tienen menor variabilidad que los resultados de flexión en 4 puntos, siendo los menos variables la energía de deformación y el índice de resistencia al agrietamiento. Los resultados de flexión semicircular también mostraron tendencias esperadas respecto a los parámetros volumétricos de la mezcla, mientras que los de flexión en 4 puntos mostraron una débil correlación. También se determinó que los resultados de flexión semicircular y los de flexión en 4 puntos siguen una correlación esperada. Sin embargo, debido a la gran dispersión de estas correlaciones, se decidió que no era adecuado utilizar los modelos encontrados para predecir los resultados del ensayo SCB en función del ensayo de flexión en 4 puntos y, por consiguiente, generar los límites del CR-2010 en términos de los indicadores del ensayo SCB.Item Caracterización de la resistencia al fuego y propiedades mecánicas de los materiales de construcción utilizados en el método de mampostería en Costa Rica(2020) Gutiérrez Hernández, Ana María; Mora Jiménez, Enrique; Rodríguez Porras, José AlbertoSe desarrolla un estudio de resistencia al fuego de los materiales utilizados en la construcción mediante el método de mampostería de concreto. El enfoque es en bloques convencionales1 y bloques elaborados a partir de una mezcla de concreto con un 10% de desecho de material no reciclable. Para el desarrollo de la investigación se emplean equipos del Laboratorio de Protección Contra Incendios (LAPCI) de la Universidad de Costa Rica (UCR) y del laboratorio de la empresa PEDREGAL, para verificar las propiedades de resistencia de estos materiales antes y después de ser expuestos a las condiciones típicas de un evento de incendio. En el estudio se evalúan las propiedades de resistencia mecánica a la compresión, resistencia y comportamiento ante el fuego y caracterización de los gases generados durante la exposición al calor.Item Diagnóstico técnico de la edificación Templo Colonial San José de Orosi en Cartago, para la intervención de conservación(2021) Chavarría Gómez, Ariana de los Ángeles; Rojas Ramírez, AllanEl presente proyecto se basa en la realización de un diagnóstico técnico de la edificación Templo Colonial San José de Orosi en Cartago, para la intervención de conservación, al ser de los templos más antiguos del país y declarado Patrimonio histórico- arquitectónico en 1996. Mediante un escaneo láser se realizó el levantamiento geométrico con alto grado de detalle de la edificación patrimonial que está formada por la estructura del templo, antiguo convento y campanario; y con ello se generó un modelo tridimensional en un programa de trabajo BIM. Además, mediante pruebas en sitio se documentó las características de los materiales que conforman los elementos estructurales principales (muros) y su respectivo sistema constructivo; y por medio de inspecciones en sitio, se obtuvo la información referente a los demás elementos estructurales y arquitectónicos. Por otro lado, y gracias a la información obtenida y mencionada anteriormente, se realizó un análisis de vulnerabilidad estructural simplista a partir de los esfuerzos generados en los extremos de los muros ante la presencia de un evento sísmico. A partir de los resultados determinados en todo el proyecto en general, se pretende generar documentación técnica referente a la edificación patrimonial con el fin de que sea traslada a las futuras generaciones por su importancia histórica; además, de proporcionar información referente a la vulnerabilidad estructural actual de la edificación y recomendaciones de reforzamiento, que podrá ser usada en la gestión de conservación mediante intervenciones de restauración.