Ingeniería y Arquitectura
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Item Evaluación estructural de la resistencia de láminas de acero corrugadas para techo en Costa Rica(2022) Serracín Sánchez, Bryan; González Beltrán, GuillermoEl presente trabajo evalúa la resistencia de las láminas de acero corrugadas para techo que se comercializan en el país y verifica si son adecuadas de acuerdo con los Lineamientos para el diseño por viento de edificaciones en Costa Rica. Además, verifica y recomienda espaciamientos entre conectores apropiados para cada lámina. Con los perfiles y características de las láminas de acero suministrados por diferentes marcas del país, se calcularon sus propiedades geométricas y mecánicas, y así su resistencia de diseño. Luego, con la zonificación eólica establecida en los lineamientos, se definieron dos escenarios; la zona correspondiente a la GAM, donde se concentra gran cantidad de población y de estructuras, y la zona con mayor velocidad básica del viento, considerando así, el mayor efecto de este componente sobre las estructuras del país. Además, cada escenario se evaluó con el peso promedio de una persona que realiza labores de mantenimiento sobre la estructura de techo, y la carga temporal recomendada por el CSCR 2010/14. De esta forma, se obtuvo la resistencia requerida por las láminas. Finalmente, se realizó una comparación de la resistencia de diseño y resistencia requerida, según la metodología establecida en los lineamientos. Se determinó que el 16.4% de las láminas de acero no cumplen con lo establecido por los lineamientos para diseño a flexión. Para este grupo de láminas, se recomendaron espaciamientos entre clavadores que garanticen su cumplimiento. Además, se verificó el cumplimiento de la carga que soportan algunas láminas de acero según su fabricante.Item Comparación del diseño por viento para una vivienda ubicada en el Valle Central y en la Zona Atlántica(2022) Aguilar Pinto, Gustavo; Poveda Vargas, Alvaro E.Costa Rica ha presentado un importante rezago con respecto al diseño por cargas de viento. En la actualidad, no hay ningún documento actualizado para el país que mencione el diseño de edificaciones por viento. En los últimos años, el Colegio de Ingenieros y de Arquitectos ha visto la importancia de dicho tema y por esa razón, ha empezado a crear los Lineamientos para el Diseño por Viento de Edificaciones en Costa Rica. El estudio consistió en realizar una comparación de una vivienda de dos pisos con paredes de mampostería a base de bloques de concreto, diafragma rígido en el entrepiso y diafragma flexible en el techo en la zona Atlántica y otra en el Valle Central. Se realizo los cálculos necesarios para encontrar las cargas de viento presentes en la estructura de techo, con el fin de demostrar los cambios que pueden esperar los Ingenieros civiles cuando sea publicado formalmente los Lineamientos para el Diseño por Viento de Edificaciones en Costa Rica. Por lo tanto, para poder realizar la comparación se tuvo que analizar las presiones netas de diseño por viento que se generan en ambas ubicaciones. De igual manera, se realizó el cálculo y diseño de los elementos propensos a cargas de viento como lo son: la cubierta, el larguero, la cercha y sus conexiones. Se concluyo que las presiones de netas de diseño y por lo tanto las cargas ultimas que se presentan en la zona Atlántica son considerablemente mayores a las cargas que se presentan en el Valle Central. Esto va a provocar que los Ingenieros tengan que realizar diseños mas robustos y redundantes para la zona Atlántica y norte del país. Una de las principales razones es que los lineamientos consideran la probabilidad de tener un huracán de baja intensidad en estas zonas.Item Comparación del Reglamento de Construcción con los nuevos lineamientos de viento del país(2021) Navas Barrantes, Pablo José; Ramírez Villalba, AndreaEl presente trabajo compara el efecto del viento calculado por medio del Reglamento de Construcciones y los Lineamientos de Diseño por Viento de Costa Rica (LDVCR) para distintas estructuras en diferentes condiciones. Para cada caso se comparó la estimación de carga, y en algunos casos se compararon las reacciones globales y las deflexiones laterales debido a la carga de viento. Por medio del capítulo XX del Reglamento de Construcciones y el LDVCR se realizó el cálculo de la presión de viento para cada tipo de estructura. Además, se varió un parámetro de diseño en cada estructura para comparar el efecto de la rugosidad, la ubicación y la ocupación de la estructura. Por medio de métodos aproximados y un programa de análisis estructural se calcularon las reacciones globales y las deflexiones laterales debido a la carga de viento, con lo cual se realizó una comparación cuantitativa de las diferencias entre el Reglamento de Construcciones y el LDVCR. Para la estimación de cargas por medio del LDVCR se presenta una metodología con mayor complejidad que la del Reglamento de Construcciones, ya que se consideran una mayor cantidad de parámetros para la obtención de presiones más acertadas. En el caso del LDVCR se encontraron presiones de viento mayores que en el Reglamento de Construcciones para la mayoría de los casos, lo cual se justifica con las reacciones globales obtenidas. También los casos de carga de las estructuras por medio del LDVCR permiten considerar efectos distintos, como la torsión, sobre ciertas estructuras que se desprecian en el Reglamento de Construcciones. Además, se encontró que no son comparables las deflexiones laterales obtenidas por cada metodología, debido a que el LDVCR considera cargas de servicio para el cálculo de deflexiones, mientras que las cargas del Reglamento de Construcciones no se pueden asociar a un periodo de retorno por lo que siempre serán una carga última.Item Análisis estructural de una nave industrial de acero con diferentes configuraciones de aberturas sujeta a fuerzas de viento(2019) Johanning Cordero, Daniel; Castillo Barahona, RolandoEl presente trabajo evalúa el efecto del viento sobre una nave industrial de acero cerrada, parcialmente cerrada y abierta. Para cada uno de los casos estudiados se compararon las reacciones globales en la base, las fuerzas internas en los elementos y los desplazamientos en la estructura producidos por las cargas de viento, con aquellos producidos por las cargas gravitacionales y las cargas de sismo, esto con el fin de determinar cuál tipo de carga rige el diseño estructural. Para estimar las presiones de viento aplicadas sobre la estructura, se obtuvo la velocidad básica de viento a partir del borrador de los Lineamientos para diseño por viento de Costa Rica, y se aplicó la metodología de las normas internacionales ASCE 7-10 (Estados Unidos) y AS/NZS 1170.2 (Australia y Nueva Zelanda). El trabajo también incluye una comparación entre los aspectos considerados por cada una de estas normas. En general, se encontró que la nave industrial parcialmente cerrada es la más crítica para diseñar, ya que se alcanzan las mayores fuerzas internas y los mayores desplazamientos en casi todos los elementos, y muchos de ellos estuvieron regidos por las combinaciones de carga de viento. La nave industrial abierta presentó los efectos más críticos en la viga del marco y los largueros de techo. Asimismo, se encontró que en todos los casos estudiados, el desplazamiento lateral del marco en la dirección transversal excedió el desplazamiento permisible establecido por los Lineamientos para diseño por viento de Costa Rica.Item Diseño, análisis y costos para marcos ordinarios en acero de uso industrial, según las especificaciones del Código Sísmico de Costa Rica 2002 y las provisiones sísmicas del AISC-2005(2006) Vindas Cordero, Juan Ignacio; Cruz Azofeifa, Miguel FranciscoEn el presente informe se analizan tres modelos de marcos ordinarios en acero de uso industrial, cada uno para tres condiciones de luz libre. El objetivo es determinar el diseño más económico posible para las condiciones de carga que se presentan en nuestro país para ese tipo de estructuras, siguiendo los lineamientos del Código Sísmico de Costa Rica del 2002 y las recomendaciones del AISC en su manual de diseño en acero y en las Provisiones Sísmicas del 2005. También se toman en cuenta las recomendaciones de los informes del FEMA 302,350 y 353. Se analizan Marcos Ordinarios de sección constante en acero A992 grado 50 y Marcos Ordinarios de sección variable fabricados con láminas de acero A36, ambos casos para una condición de empotramiento en la base de las columnas. También se analizan Marcos Ordinarios de sección constante en acero A992 grado 50 con apoyo simple en la base de las columnas. Todas las placas de acero utilizadas en las conexiones en acero A36. La comparación entre los tres sistemas se realiza desde las perspectivas de desempeño y del costo. Se evalúan marcos con luces centro a centro entre columnas de 15, 25 y 40 metros. La altura la las columnas considerada es de 10 metros máximo para luces de 15 metros y de 15 metros para las luces de 25 y 40 metros. El marco de acero de sección constante con columnas empotradas en su base es el sistema estructural que requiere la menor cantidad de acero, por tanto resulta ser el modelo estructural más económico que se puede obtener para Marcos Ordinarios de Momento de Uso Industrial. La diferencia en precio representa en el caso extremo una diferencia del 50% del costo entre los modelos.