Ingeniería y Arquitectura
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Item Evaluación de la viabilidad estructural del concepto de hábitats submarinos desplegables de poca profundidad(2023) Carranza Neurohr, Luis Enrique; Govaere Vicarioli, GeorgesEste 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.Item Evaluación de la influencia de la ductilidad global asignada sobre el diseño de estructuras de muros de madera(2019) Quesada González, Luis Andrés; González Beltrán, GuillermoEsta investigación busca realizar un análisis de la influencia que genera la suposición de la ductilidad global asignada sobre el diseño de estructuras de muros de madera, con el fin de aumentar la cantidad de información disponible respecto al diseño de edificaciones de este material en Costa Rica. Para esto, se plantean doce estructuras compuestas por muros de madera con emplantillado de madera aserrada y forros de madera contrachapada, las cuales difieren en su cantidad de niveles y valores de ductilidad global, especificados en el Código Sísmico de Costa Rica del 2010. Se realiza el análisis estructural y diseño de las edificaciones, para contabilizar el volumen de madera y masa de acero utilizados en cada uno de los elementos estructurales y conexiones considerados. No se presenta una variación significativa en el volumen de madera al modificar la ductilidad global asignada de las edificaciones; sin embargo, se exhibe una disminución del 43.8% en la masa de acero destinada al diseño de la estructura de cuatro niveles con ductilidad global asignada igual que 2, respecto a la edificación con la misma cantidad de niveles con ductilidad global igual que 1.Item Lineamientos de análisis de la demanda sísmica acorde a las condiciones de Costa Rica aplicable a estructuras que no clasifican como edificación y componentes no estructurales(2019) Stalder García, Nicole Marie; Poveda Vargas, Alvaro E.El Código Sísmico de Costa Rica (CSCR 2010/14) abarca principalmente lineamientos para el diseño y análisis sismorresistente de edificaciones mientras que las estructuras que no clasifican como edificación (otras estructuras OE) no son incluidas en este alcance. Éstas se pueden definir como estructuras cuyo fin principal no es ser ocupadas por personas. Por otra parte, los componentes no estructurales (CNE) si bien están incluidos en el código costarricense, tienen un faltante de información detallada respecto a conexiones. Para aumentar las referencias nacionales en este ámbito, se propone plantear lineamientos de análisis para estimar la demanda sísmica tanto para CNE como para OE, donde se utilicen los insumos ya existentes en el CSCR 2010/14. Para lo anterior se recopila información internacional y nacional, como casos de estudio, normativa estadounidense, artículos científicos y memorias de cálculo, para compararlos con los alcances y métodos del CSCR 2010/14. Luego, se generan recomendaciones integrar los lineamientos recopilados a partir del estudio, al análisis de otras estructuras y componentes no estructurales en Costa Rica. Por último, se aplica la metodología propuesta con ejemplos de cálculo. La escogencia entre el método dinámico o estático depende de las irregularidades de la estructura, donde la mayoría del CSCR 2010/14 son válidas, mas son necesarias variaciones dependiendo del sistema sismorresistente de la OE. Además, para estimar la demanda sísmica en las conexiones con el CSCR 2010/14 se deben agregar los valores de sobrerresistencia en el caso de CNE. Mientras que en OE es necesario incluir el factor de modificación de respuesta (para reducir el espectro elástico), la sobrerresistencia y el factor de amplificación para obtener deformaciones últimas, ya que no se logra asignar una ductilidad directa. Esto implica una variación en el cálculo coeficiente sísmico y añadir ecuaciones para estimar fuerzas.Item Evaluación comparativa del CSCR 2010/14 con la adaptación de la normativa estadounidense TMS 402/602-16 en el diseño de muros de corte de mampostería reforzada(2019) Carballo Vargas, Angélica; Poveda Vargas, Alvaro E.El objetivo principal del presente proyecto fue analizar de forma comparativa los diseños de muros de corte de mampostería reforzada llevados a cabo con el CSCR 2010/14 y la adaptación del código estadounidense The Masonry Society 2016 (TMS 402/602-16). Para esto se llevó a cabo el diseño de cinco muros, con ambas metodologías, un muro rectangular y cuatro alados. Los muros diseñados forman parte de un edificio de apartamentos de cinco niveles. Los principales parámetros que varían de una normativa a la otra y que fueron evaluados son: los factores de reducción de resistencia nominal (¿); el cálculo del ancho efectivo que se puede tomar en cuenta en la intersección de muros de corte; la forma en que se calcula la resistencia a cortante de la mampostería; la revisión del límite superior de la resistencia nominal a cortante; la revisión de cortante por fricción; y los criterios para revisar el requisito de elementos de borde. Como resultado de esta investigación se concluye lo siguiente: el factor de reducción de resistencia nominal para cortante y flexo-compresión tiene un efecto directo en el aumento de la capacidad de los muros diseñados con la adaptación de la metodología TMS 402/602-16. La modificación del cálculo del ancho efectivo no trae beneficios para los muros diseñados en la presente investigación. El cambio en la ecuación para calcular la resistencia nominal de la mampostería da valores de resistencia mayores. El límite de resistencia nominal es cumplido solamente por uno de los muros diseñados. La cantidad de acero de refuerzo total para flexo- compresión y cortante es inferior en todos los muros diseñados con la adaptación de la normativa TMS 402/602-16.Item Evaluación comparativa de las versiones 2002 y 2010 del Código Sísmico de Costa Rica para diseño de muros de corte de mampostería(2012) Bolaños Prada, Eugenia; Poveda Vargas, Alvaro E.La edición del Código Sísmico de Costa Rica del 2010 (CSCR 2010) contiene cambios significativos en los requisitos de análisis y diseño para muros de corte de mampostería. En este trabajo se describen los principales cambios, entre ellos: un aumento en la ductilidad global asignada, la cual reduce la carga sísmica; modificaciones para el cálculo de la capacidad de resistencia al corte; una nueva ecuación para el cálculo de la capacidad máxima en cortante; y un nuevo método para calcular el refuerzo máximo a flexión. El efecto de dichos cambios se evalúa mediante el diseño y comparación de varios muros que se diseñaron utilizando primero el Código Sísmico de Costa Rica 2002 (CSCR 2002) y posteriormente utilizando el CSCR 2010. Los muros diseñados son los siguientes: Muros chatos con y sin perforaciones, típicos de una vivienda de dos niveles. Muros esbeltos, típicos de un edificio de apartamentos de cinco niveles. Para muros chatos con una o ninguna perforación de ventana rige el acero mínimo, por lo que no se halló ninguna diferencia en el resultado del diseño. Para muros chatos densamente perforados, en el CSCR 2010, se reduce tanto el refuerzo horizontal como el vertical y en algunos casos los pilares se deben rellenar de concreto totalmente. Para muros esbeltos, diseñados con el CSCR 2010, se observó una reducción significativa en el refuerzo horizontal y vertical requerido. En uno de los casos estudiados, el diseño con CSCR 2010 requiere aumentar la longitud de los muros para cumplir con todos los requisitos.