Ingeniería y Arquitectura
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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 Comparación mediante el método de capacidad espectral de las curvas de capacidad estructural para edificios equivalentes de muros con losas planas (sin vigas) y edificios con muros y vigas (sistema de muros y duales)(2020) Cuevillas Mora, Mariela; Fernández Chaves, Carlos EduardoEn esta investigación se modelaron edificios equivalentes de muros con losas planas y edificios con muros y vigas que se analizaron mediante el método de capacidad espectral para comparar diferentes factores como: los períodos, derivas, las ductilidades en el punto de desempeño, cortantes basales y sobrerresistencias. Para la realización de este proyecto, se modelaron edificios de 4, 6, 8, 10 y 12 niveles utilizando los lineamientos de diseño y análisis recomendados por el Código Sísmico de Costa Rica (CSCR- 10). Primeramente, se hizo un análisis pseudo dinámico de donde se obtuvieron las demandas últimas para diseñar las columnas, muros y vigas. Luego, se utilizó el análisis de capacidad espectral para obtener las curvas de capacidad espectral y así, comparar los diferentes parámetros mencionados anteriormente, entre los sistemas de tipo muros con losas planas, muros y dual. El análisis demostró que el Código subestima los períodos para los sistemas de tipo muros con losas planas y muros y, consecuentemente, sobreestima la rigidez lateral de los edificios. También se demuestra que las derivas inelásticas obtenidas por medio del análisis de capacidad espectral son mayores que aquellas obtenidas mediante el análisis pseudo dinámico. La ductilidad de diseño del sistema tipo muro, con un valor de 2,0, no se alcanza en un gran porcentaje de los modelos analizados pero la sobrerresistencia, con un valor también de 2,0, sí se cumple.Item Utilización del método de capacidad espectral para verificación de las demandas de desplazamiento lateral en edificaciones con losas planas diseñadas de acuerdo con el Código Sísmico de Costa Rica(2017) Artavia Camacho, Ana; Fernández Chaves, Carlos ESe propone determinar las demandas de desplazamiento lateral reales en edificaciones tipo muro con el sistema de losas planas diseñadas de acuerdo con el Código Sísmico de Costa Rica 2010 y presentar recomendaciones para el diseño de este tipo de estructuras. Las demandas de desplazamiento lateral sobre las edificaciones se determinaron utilizando el Método de Capacidad Espectral. Para esto, se diseñaron los elementos tipo muro de las edificaciones de interés y se diseñaron los elementos tipo columna en algunos casos. El diseño se realizó siguiendo las indicaciones del CSCR 2010. Los desplazamientos obtenidos por medio del método de capacidad espectral resultaron ser considerablemente mayores que los obtenidos por medio del análisis espectral tradicional. Lo anterior podría conllevar a una menor capacidad en las conexiones entre la losa y las columnas y al incumplimiento en los límites de deriva del CSCR 2010.Item Análisis del impacto en las deformaciones axiales de edificios altos de concreto reforzado al considerar el proceso constructivo y envejecimiento(2017) Zúñiga Gamboa, María Laura; Salas Pereira, Rubén MarioEste trabajo busca verificar si el método de análisis estructural lineal (ALC) refleja el comportamiento esperado de edificios altos en concreto reforzado. Se compara dicho método con el método de análisis por secuencia constructiva y envejecimiento (ASC), el cual considera la variación del módulo de elasticidad, la contracción por secado y el flujo plástico del concreto a lo largo del tiempo. Se desarrolla un modelo estructural en ETABS Ultimate 2016 de un edificio de 40 niveles y se analiza por los dos métodos. Se obtienen resultados en términos de desplazamientos verticales para luego comparar resultados según ambos métodos. Dentro del ASC se obtienen resultados de desplazamiento vertical al final de la construcción, al año 3 y al año 7. Durante el proceso constructivo se considera el ajuste por nivelación comúnmente realizado. Los resultados obtenidos sugieren una variación importante en las deformaciones verticales según el ALC y el ASC. La consideración de la contracción por secado y el flujo plástico del concreto aumenta significativamente la deformación de un elemento tipo columna o tipo muro. Además se observa que al haber una variación en las deformaciones verticales se da una redistribución de los esfuerzos flexores de las vigas. Se concluye que el proceso de nivelación permite mitigar las deformaciones a largo plazo en la estructura, sobre todo las deformaciones diferenciales entre elementos verticales.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 Modelación y diseño de estructuras regulares tipo muro y tipo marco con sistema de losa de fundación en Costa Rica(2012) Herrera Arias, Juan José; Cruz Torres, Manuel MauricioEl siguiente texto se ha desarrollado con el fin de determinar la variación en parámetros de análisis y de diseño de estructuras regulares tanto en altura como en planta de tres y cinco pisos, diseñados según la normativa vigente en el año 2010 en Costa Rica. La información presentada a continuación está de acuerdo con los requisitos del código del Instituto Estadounidense del concreto, comité 318 en la versión del 2008 (ACI-318-08), el código sísmico de Costa Rica en su versión de 2002 (CSCR-02), además del código de cimentaciones de Costa Rica en su segunda edición, los cuales eran la normativa vigente al inicio de la investigación. Para la determinación de los parámetros de análisis y diseño se plantean tres casos: 1) estructura apoyada sobre una losa rígida o perfectamente empotrada, 2) estructura modelada con coeficiente de Balasto correspondiente a suelo 53 de baja calidad y diseñada con sistema de losa de fundación flexible, y 3) estructura modelada con coeficiente de Balasto correspondiente a suelo 53 de alta calidad y diseñada con sistema de losa de fundación flexible. En total se analizan doce casos. Para hacer un análisis de los resultados se recurre a los parámetros de diseño, los cuales son: 1) período de oscilación de la estructura, 2) desplazamientos máximos inelásticos, 3) cortante en la base y 4) derivas inelásticas, para posteriormente hacer un análisis de los porcentajes de variación de los mismos en cada una de las estructuras y de los tres casos considerados. También se hace el análisis de porcentajes de variación de cuantías de acero en elementos del sistema sismo resistente. Del análisis de resultados se concluyó que para suelos muy deformables es necesaria la consideración de la interacción suelo estructura para la realización del modelo de la estructura, ya que las deformaciones en la losa de fundación producen variaciones ...Item Evaluación del diseño directo basado en desplazamientos aplicado a marcos regulares de concreto reforzado(2016) Palma Sobrado, Daniel; Cruz Azofeifa, Miguel FranciscoEn la presente investigación se evalúa el método alternativo de diseño sísmico denominado Diseño Directo Basado en Desplazamientos (DDBD) aplicado a marcos regulares de concreto reforzado. Este método se contrasta al diseño por fuerzas tipificado en nuestro país en el Código Sísmico. Este trabajo describe la teoría del DDBD, su metodología e implementación. Se diseñaron cuatro edificios regulares de marcos de concreto reforzado mediante el DDBD, éstos se consideraron ubicados en la zona 3 y sitio S3, de acuerdo al CSCR-2010. Se compararon los diseños obtenidos por DDBD con los de los métodos estático y dinámico del CSCR-2010, a nivel de fuerzas, momentos de vuelco, derivas y volúmenes de materiales requeridos. Se utilizó el Análisis de Capacidad Espectral (ACE) para validar la seguridad del DDBD, así como obtener su punto de desempeño y contextualizar los resultados del DDBD. Se encontró que el DDBD produce resultados seguros de acuerdo con el ACE, pero los desplazamientos en el punto de desempeño son considerablemente mayores a los previstos por el DDBD. Esto produce edificios que requieren ser más rígidos, rigidez que consiguen a través de secciones más masivas. El DDBD genera, para marcos de concreto, diseños seguros pero más costosos que el uso del CSCR-2010, y una predicción de desplazamientos conservadora.Item Comparación de las dimensiones y características de refuerzo de los elementos estructurales de un edificio de concreto reforzado de cinco niveles, diseñado utilizando tres sistemas estructurales distintos, según las disposiciones del Código Sísmico de Costa Rica 2002(2009) Villalobos Fernández, Enrique; Salas Pereira, Rubén Mario 1968-Se realiza el diseño comparativo de las dimensiones y características de refuerzo de los elementos estructurales de un edificio con regularidad en planta y en altura de concreto reforzado de cinco niveles, diseñado utilizando tres sistemas estructurales distintos, según las disposiciones del Código Sísmico de Costa Rica 2002. Se varía la razón de muros, pasando de un sistema de marcos a dos sistemas duales. Los elementos se diseñaron para cumplir con las deformaciones permisibles así como por resistencia. En el edificio de marcos se obtuvo una deriva inelástica máxima de 1,58% y las dimensiones de los elementos fueron gobernadas por los desplazamientos. En los edificios duales las derivas obtenidas estuvieron por debajo del límite permitido (1,4%), con valores de 0,891% y 0,840%, correspondiendo el último valor al edificio con más muros. No se obtuvo un beneficio real en el costo de las vigas y columnas de los marcos en los edificios duales, ya que lo que se ahorró en dimensiones de elementos se perdió con un aumento del refuerzo. El edificio más económico en términos de la estructura principal fue el de marcos, mientras que los edificios duales tuvieron un costo 23% y un 25% más alto, correspondiendo el último valor al edificio con más muros. El costo de los entrepisos fue el mismo en los tres edificios. El incremento en el costo de los edificios duales se presentó principalmente en las fundaciones y los elementos verticales, y en promedio fue 2,87 y 1,56 veces mayor que para el edificio de marcos, respectivamente.