Ingeniería y Arquitectura
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Item Relación entre el esfuerzo de fluencia en elementos de acero conformados en frío y en acero virgen, de los productos fabricados en Costa Rica(2021) Rojas Muñoz, Josué; Ramírez Villalba, AndreaEl objetivo de la investigación fue determinar la relación entre el esfuerzo de fluencia de elementos de acero conformados en frío y el acero virgen de flejes utilizados para la fabricación de dichos elementos, con el fin incluirla como una alternativa en la normativa costarricense del producto. Para el desarrollo del proyecto se contó con la participación de tres empresas que realizan el proceso de conformado de tubos en el territorio nacional. Se obtuvo secciones del fleje antes del conformado y secciones del tubo después del proceso mencionado. Con una maquina de falla universal se ensayó las probetas recolectadas y se determinó el esfuerzo de fluencia del material de los flejes y del material los tubos. Se buscó la correlación entre los resultados, con la cual se propuso una ecuación que permite estimar el esfuerzo de fluencia de los tubos utilizando las propiedades mecánicas y físicas del material de los flejes con los que se producen los tubos. Finalmente se realizaron análisis estadísticos para garantizar resultados con un nivel de significancia del 95%. La ecuación propuesta brida una alternativa para estimar el esfuerzo de fluencia del producto terminado. Permitiendo a los productores realizar los ensayos desde los rollos de fleje del acero, destinando menos recursos económicos para obtener la propiedad mecánica mencionada.Item Análisis de uniones viga columna con elementos de 12 cm de espesor y distintos detalles de armado para uso en vivienda(2019) Solís González, Andrea; Navas Carro, AlejandroEste proyecto pretende analizar el comportamiento de uniones viga columna con dos distintos detalles de armado y con elementos de 12 cm de espesor para uso en vivienda. Para el diseño de las uniones se estudiaron plantas arquitectónicas de viviendas de dos niveles de las cuales se obtuvieron cargas típicas para este tipo de edificación. Además, se utilizaron requisitos aplicables del Código Sísmico de Costa Rica 2010 (Revisión 2014) y del código ACI 318-14. Se construyeron cuatro uniones viga-columna, dos con detalles un detalle de armado de "cuello de botella" o Unión Tipo A y dos con detalle de pendiente 1:6 o Unión Tipo B. Las uniones se fallaron en el Laboratorio de Estructuras del LanammeUCR utilizando un gato hidráulico para la aplicación de una carga cíclica pseudo dinámica controlada por desplazamientos. A partir de este procedimiento experimental y la toma de datos en el laboratorio mediante deformímetros, se calcularon rotaciones de la viga respecto a la columna en cada una de las uniones. Con el análisis de rotaciones se construyeron curvas de histéresis que muestran el comportamiento experimental de las uniones y curvas elastoplásticas que muestran un comportamiento idealizado de las uniones. El protocolo de carga utilizado, así como la construcción de las curvas, se siguió según los parámetros que establece la norma ASTM E2126. A partir de las curvas generadas se calcularon razones de ductilidad con las que se comparó el comportamiento de los dos tipos de detalles de armado utilizados en las uniones. Además, se compararon los resultados de capacidad experimentales de las uniones con la capacidad teórica esperada para una unión estándar. Los resultados de la investigación muestran que las Uniones Tipo A no alcanzan la capacidad teórica calculada y presentan un comportamiento menos dúctil que las Uniones Tipo B. Estas últimas sí lograron alcanzar la capacidad teórica calculada y, además, presentaron menos...Item Desarrollo de metodología para el tratamiento térmico de acero de refuerzo no corrugado utilizado en modelos de resistencia en concreto reforzado a escala reducida(2017) Bustos Brenes, Juan Carlos; Villalobos Ramírez, FranciscoEn esta investigación se estudiaron los efectos generados sobre las propiedades mecánicas (especialmente la ductilidad) de los alambres lisos galvanizados utilizados como refuerzo en los modelos de escala reducida debido al proceso de corrugación al que deben de ser sometidos. Específicamente se trabajó con alambres calibre 16 y 12 el cuál corresponden a al modelado de las varillas Nº3 y Nº5 respectivamente a una escala de 1/6. Por otro lado, con el fin de poder restablecer las propiedades mecánicas alteradas posterior al proceso de corrugación y cumplir con las especificaciones establecidas, los alambres fueron tratados térmicamente mediante un recocido subcrítico, donde luego se ensayaron mediante pruebas de tensión según la norma ASTM A370 para poder para identificar la combinación temperatura-método de enfriamiento más adecuada. Además, dicha investigación contempla un análisis general de la microestructura del alambre liso, corrugado y corrugado con tratamiento térmico con la combinación temperatura-método de enfriamiento elegida para cada calibre de alambre. Finalmente se construyeron dos vigas a escala reducida de 1/6, donde una de ellas contenía como refuerzo el alambre corrugado sin previo tratamiento térmico, mientras que el otro modelo contaba con el refuerzo tratado térmicamente. Dichos modelos fueron utilizados para analizar la influencia que tiene el tipo de refuerzo en el comportamiento del elemento cuando es sometido a una carga en su punto medio.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 Propuesta de una metodología de diseño de placas de unión en marcos de acero arriostrado para el Código Sísmico de Costa Rica, versión 2002(2010) Dehais Córdova, Alvaro; Cuevas Ramírez, AlbertoEste trabajo presenta recomendaciones para el diseño de placas de unión en marcos arriostrados basadas en un análisis comparativo de las propuestas metodológicas de Astaneh-Asl et al. y Roeder et al .. Para ello se programaron ambas metodologías en una hoja de cálculo formato excel para cada metodología, donde se estudia la geometría, la cantidad de material requerido, el desempeño estructural local y global, según la jerarquía los modos de falla de las placas de unión y las riostras. Los programas se validaron con un ejemplo de cálculo del Trabajo Final de Graduación de la Ingeniera Ady Aviram Traubita del 2002. También se realizó un análisis de sensibilidad mediante dos eventos, el primero variando la carga de diseño de la riostra manteniendo el ángulo de inclinación constante y el segundo variando el ángulo de inclinación de la riostra y manteniendo la carga fija. Se constató que el sistema placa de unión-riostra puede disipar energía de una manera dúctil, por lo tanto los SCBF pueden ser considerados sistemas de ductilidad local óptima, siempre y cuando el diseño se base en las recomendaciones del CSCR-02. Las placas de unión diseñadas con ambas metodologías mostraron ser apropiadas para los sistemas de marcos arriostrados, sin embargo, los resultados reflejaron diseños más pesadas con la metodología de Roeder et al.Item Comportamiento estructural de conexiones con configuración circular en elementos de madera en sistemas viga-columna(2010) Chacón Rodríguez, María José; González Beltrán, GuillermoEn este proyecto se propuso estudiar el comportamiento de conexiones sismorresistentes con configuración circular en elementos de madera laminada, para comprobar si desarrollan una ductilidad local óptima (ductilidad local de 6). La importancia de este proyecto radica en que en la medida que se tengan más investigaciones en madera laminada se conoce mejor el comportamiento estructural de la misma y se fomenta su uso como material estructural en el país. Para lograr esto, se diseñan los elementos tipo viga y tipo columna de un marco estructural de una edificación hipotética así como la conexión entre ellos. El cálculo de las cargas sísmicas y el análisis estructural se realiza según los requerimientos expuestos en el Código Sísmico de Costa Rica 2002 y la propuesta para el nuevo capítulo 11 del Código Sísmico de Costa Rica. Para el diseño de los elementos se utilizan las propiedades de dos maderas laminadas disponibles comercialmente en el país; Pino Radiata y Melina. Para el diseño de la conexión se utilizan pernos de acero A307 con un diámetro de 9,52 mm. Con los resultados del análisis, se diseñaron seis ensayos a escala natural de la conexión, un ensayo de carga monotónica y dos ensayos de carga cíclica cuasi ¿ estática para cada tipo de madera. Con los resultados de los ensayos se construyen los gráficos de momento ¿ rotación de la conexión. Además, se realizan pruebas de humedad y densidad a los seis especímenes. Con los ensayos se determinó que las conexiones en especímenes de Pino Radiata presentan ductilidades locales entre 1,78 y 2,34. Los especímenes de Melina no arrojaron resultados concluyentes debido a problemas en el montaje. Por lo anterior, se concluye que la conexión estudiada es capaz de desarrollar cierta ductilidad, pero no es capaz de desarrollar una ductilidad local óptima y por lo tanto no puede utilizarse como parte de un sistema de marcos estructurales ...Item Muros de mampostería a escala reducida con empalmes verticales(2015) Ceciliano Morales, Luis Diego; Navas Carro, AlejandroEn esta investigación se estudió el comportamiento teórico y experimental de muros de mampostería integral con empalmes verticales en la base. Se utilizaron modelos a escala reducida con un factor de escala de 1/6, los cuales fueron sometidos a una carga puntual monotónica creciente. Se construyeron tres muros, dos con empalmes verticales en la base y uno sin empalmes verticales en la base. Los muros fueron diseñados utilizando el Capítulo 9 del Código Sísmico de Costa Rica 2010. Además, se realizaron las pruebas necesarias para caracterizar los materiales utilizados durante la investigación y los diseños de mezcla para los microconcretos de las unidades de mampostería, mortero de pega, microconcreto de relleno de celdas y microconcreto de vigas. Con los resultados obtenidos se realizó una comparación de los dos tipos de muros para evaluar el comportamiento en términos de modo de falla, resistencia y ductilidad, con el objetivo de determinar si es seguro o no construir con empalmes verticales en la parte inferior de los muros.Item Comportamiento estructural de marcos de acero laminado en frío con uniones reforzadas mediante placas bajo carga cíclica(2011) Villar Vega, Mabé Sofía; Navas Carro, AlejandroEn este proyecto se evaluó el comportamiento estructural de un marco de acero laminado en frío cuyas uniones fueron reforzadas con placas, y se comparó con el de un marco con uniones sin reforzar para determinar si el refuerzo en las uniones contribuía a aportarle ductilidad a la estructura. En una primera fase teórica, se propuso una estructura hipotética que permitió dimensionar los especímenes experimentales. En esta fase se realizó el análisis y diseño estructural de dicha estructura. La fase experimental consistió en realizar ensayos de carga cíclica a marcos a escala natural con el fin de obtener los gráficos carga- desplazamiento de la estructura. A partir de estos ensayos se elaboraron las curvas envolventes y las curvas de energía elastoplástica equivalente que permitieron calcular la ductilidad de cada marco. Asimismo, se extrajeron probetas de los tubos para determinar las propiedades del acero en tracción (esfuerzo de cedencia, resistencia última en tracción y elongación). partir de los resultados obtenidos, se determinó que los marcos con uniones reforzadas presentan ductilidades entre 1,58 y 1,66 mientras que el marco cuyas uniones no se reforzaron alcanzó una ductilidad promedio de 2,86. Sin embargo, debido a la presencia de pandeos locales que pueden comprometer la estabilidad del marco, se determinó que no es recomendable diseñar estructuras de acero laminado en frío fuera del rango elástico.Item Comportamiento estructural a escala reducida de muros esbeltos de mampostería confinada e integral(2010) Venegas Venegas, Lizeth; Navas Carro, AlejandroEstudiar experimentalmente el comportamiento de muros de mampostería confinada, e integral sometidos a una carga puntual monotónica creciente (a escala reducida 1/6), diseñados para ductilidad local óptima según el CSCR-02. El diseño de los muros se baso en el CSCR-02 y el capítulo 9 del borrador del CSCR-10, además de una amplia revisión bibliográfica y de proyectos de graduación anteriores. Al mismo tiempo que se desarrollaba este diseño se hicieron todas las pruebas correspondientes a los materiales que se utilizaron y así se comenzó con la fabricación de los bloques, las armaduras y concluyendo con la fabricación de las muros. Con estas construidas se dio el montaje y ensayo de los muros con lo cual se elaboró una comparación del análisis teórico realizado con las recomendaciones del borrador de la propuesta del CSCR-10, con lo obtenido del ensayo. Con esto se desarrollaron las conclusiones y recomendaciones como el aporte del proyecto. L.V.V. Se obtienen resultados conservadores, cumpliendo exitosamente los requisitos del borrador del CSCR-10. Además se logra comparar modos de falla entre la mampostería integral y confinada, así como, diagramas de carga- deformación y sus respectivas ductilidades.Item Requisitos de confinamiento de columnas de concreto reforzado de resistencias normal y alta(2010) Alfaro Monge, Luis Carlos; Santana Barboza, GuillermoEl confinamiento del núcleo de las columnas de concreto reforzado mediante refuerzo transversal es necesario para que resistan ciclos de carga y descarga en el rango inelástico y se disipe así parte de la energía debida a la solicitación sísmica. Para brindar un adecuado confinamiento, el Código Sísmico de Costa Rica de 2010 (CSCR), establece requisitos para elementos de ductilidad moderada y óptima que coinciden con los requisitos del Código de Requisitos del Reglamento para el Concreto Estructural ACI 318-08 (ACI 318-08) para pórticos intermedios y especiales, respectivamente. No obstante, existe la preocupación de investigadores de que los requisitos del código ACI 318-08 para pórticos especiales son conservadores para cargas axiales bajas y, además, que los requisitos para pórticos intermedios y especiales son inseguros para cargas axiales altas. En este trabajo, se revisaron los argumentos anteriores a partir de la evidencia experimental de la base de datos PEER-UW del Pacific Earthquake Engineering Research Center y la Universidad de Washington. Además, se compararon analíticamente requisitos de distintas propuestas y códigos extranjeros vigentes mediante gráficos de dispersión con tal de encontrar y proponer los mejores requisitos para el confinamiento seguro, pero no excesivo de las columnas de ductilidad óptima. Con base en la propuesta para elementos de ductilidad óptima, se elaboraron tres propuestas de requisitos para elementos de ductilidad moderada fundamentadas en distintos objetivos de desplazamiento. Finalmente, se diseñó el refuerzo transversal de confinamiento para pórticos resistentes a momentos de tres, cinco y diez niveles aplicando los requisitos actuales y los propuestos para elementos de ductilidad óptima. Se compararon los resultados para mostrar las variaciones al aplicar los requisitos propuestos.