Ingeniería y Arquitectura
Permanent URI for this communityhttps://repositorio.sibdi.ucr.ac.cr/handle/123456789/9
Browse
10 results
Search Results
Now showing 1 - 10 of 10
Item Análisis comparativo de indicadores de daño en elementos y marcos de concreto reforzado(2002) Ramírez Dondi, Brenda; Cruz Azofeifa, Miguel FranciscoEn este trabajo se obtiene la relación del Índice de Daño (ID) experimental para un marco de concreto reforzado a nivel global, por piso y por elementos, con indicadores de daño como la Energía Plástica Disipada, la Energía Plástica Normalizada, el Desplazamiento Relativo, la Ductilidad de Rotación y la Razón de Daño; además se analiza la variación de los indicadores de daño de acuerdo al nivel de daño observado. Se trabaja con 2 modelos de marco global, y 6 modelos de elementos, que corresponden a las vigas del primer y segundo nivel y las columnas, 2 modelos por cada elemento; todos en escala 1:3. Los índices de daño se calculan para dos condiciones: una en que la carga de cedencia se obtiene directamente a partir de la curva de histéresis de cada uno de los modelos, y la otra donde está se lee de la curva elastoplástica equivalente. Cada uno de los indicadores de daño se correlaciona con el índice de daño experimental, para las diferentes condiciones de análisis. El análisis realizado permite establecer una variación tanto del índice de daño experimental, como de los otros indicadores de daño, en función del nivel de daño observado. El parámetro que mejor relaciona con el índice de daño, para todos los modelos, es la Energía Plástica Normalizada; el Desplazamiento Relativo es un indicador que presenta una muy buena relación, sin embargo se diferencia si se trata de modelos de elementos, o de marco (global y por piso). La información generada es valiosa para la predicción del daño en estructuras de concreto sometidas a cargas sísmicas.Item Evaluación de diseños de conexiones viga-columna para su uso como conexiones precalificadas en estructuras con sistema sismorresistente a base de marcos intermedios de acero estructural(2016) Villalobos López, Fernando; Miranda Jenkins, Pío AlbertoSe evalúan distintos diseños de conexiones viga-columna para ser utilizados como conexiones precalificadas en estructuras con sistema sismorresistente a base de marcos de acero resistentes a momento intermedio (IMF). La investigación se basó en los requerimientos del AISC 341-10, específicamente en las secciones K1 y K2. Las conexiones evaluadas provienen de reportes de ensayos de conexiones bajo cargas cíclicas. Se debe verificar que estas tengan una capacidad de rotación de al menos 0.02rad para que califiquen para uso en estructuras con sistema sismorresistente IMF. De las conexiones evaluadas, tres cumplen con los requisitos de capacidad de rotación para ser utilizados en sistemas IMF. La conexión marco con columna-árbol utiliza un cabo de viga soldado con alas ensanchadas en la cercanía de la columna para proteger las soldaduras críticas por demanda. La conexión viga de sección reducida con agujeros concentra la acción inelástica lejos de la cara de la columna disminuyendo la demanda de resistencia con una reducción en el área transversal de las alas. La conexión tubo-viga reforzada utiliza cubre placas para fortalecer la conexión viga-columna y provocar la aparición de una rótula plástica lejos de la cara de la columna. Se generan guías de diseño para estas conexiones y se propone su aprobación para uso como conexión precalificada en el Código Sísmico de Costa Rica.Item Propuesta de un sistema de conexión a base de una unión WUF-W y un empalme de viga tipo placa extendida empernada para marcos resistentes a momento (IMF y SMF)(2012) Cabezas Herrera, Óscar José; Miranda Jenkins, Pío AlbertoEste proyecto estudia la factibilidad técnica de un conjunto de conexión para el empalme de vigas en marcos resistentes a momento Intermedios (IMF) y Especiales (SMF). Se propone una conexión de ala soldada sin refuerzo-alma soldada (WUF-W) para la unión viga-columna, en combinación con una conexión de placa extendida empernada para conectar dos segmentos de viga. Al utilizar de manera conjunta ambas conexiones, se eliminan los problemas de soldadura de campo asociados a la conexión WUF-W y se aprovechan las ventajas constructivas de una conexión empernada. El diseño sísmico del conjunto de conexión se basa principalmente en los lineamientos del Código Sísmico de Costa Rica ( CSCR-2010) y la especificación de Conexiones Precalificadas para Aplicaciones Sísmicas en Marcos de Momento Intermedios y Especiales (AISC 358-10). Como parte del trabajo, se elaboraron hojas para el diseño de las conexiones involucradas, facilitando la verificación iterativa de elementos que involucra el proceso. Adicionalmente, se derivaron ecuaciones para la predicción de la capacidad a flexión de una placa extendida rigidizada con 1 fila de pernos del lado externo del patín y 2 filas en el costado interno (configuración de placa 1/2 MRES), como una alternativa de conexión de placa extendida para edificios con claros libres de mediana longitud. Se demostró que el conjunto de conexión propuesto tiene su principal aplicación en estructuras a base de marcos IMF, en los cuales, el uso de una conexión viga-columna de placa extendida empernada amerita el incremento de las secciones de columna requeridas por demanda, debido a un requisito de diseño de este tipo de unión.Item Optimización de marcos de acero con vigas de alma abierta para naves industriales(2010) Carrillo Baltodano, Diego Alonso; Poveda Vargas, Alvaro E.Se propone optimizar el diseño de marcos de acero con vigas de alma abierta, de manera que un diseñador estructural tenga la posibilidad de saber en forma preliminar, que tipo de sistema estructural es más eficiente tanto en términos de capacidad como de ahorro de material. Se diseñó un total de 16 naves industriales con vigas de alma abierta, con el fin de obtener sus pesos por área, de tal manera que se pueda identificar cuáles consumen menos material. Se compararon marcos arriostrados con marcos no arriostrados, variando las longitudes de luces y separaciones. Finalmente los resultados obtenidos fueron comparados con los resultados realizados anteriormente para vigas de alma llena, para determinar qué tipo de viga reduce el peso de las naves. Se concluye que para luces cortas los marcos arriostrados son más livianos que los marcos no arriostrados, además se determinó que para este caso de marcos arriostrados en luces cortas, el sistema de viga principal que reduce el consumo de material es aquel compuesto con viga de alma abierta. Finalmente y de manera análoga a los marcos arriostrados, se concluye que para luces cortas, los marcos no arriostrados y compuestos con vigas de alma abierta permiten utilizar menos acero. Conforme se utilizan longitudes mayores para la viga principal los papeles se invierten y el consumo de material se reduce al utilizar vigas con alma llena.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 de paredes livianas con marco de madera y forro de madera contrachapada ante carga horizontal(2010) Salas Boraschi, Bernardo; González Beltrán, GuillermoLa madera es un material utilizado en la construcción de diversos componentes en edificaciones, siendo una de sus aplicaciones la construcción de paredes hechas de marcos de madera forrados con madera contrachapada, los cuales actúan como muros de corte. La presente investigación tiene por objetivo primordial estudiar el comportamiento estructural de dichas paredes ante la aplicación de carga horizontal. El desarrollo de la investigación se basa en resultados calculados de forma teórica mediante ecuaciones expuestas en códigos de diseño que describen el comportamiento de las paredes, valores tabulados en códigos de diseño y ensayos a escala natural llevados a cabo sobre paredes con marco de madera y forro de plywood conectados mediante clavos. Dichos ensayos se basan en los procedimientos de las normas ASTM E 564 y ASTM E 2126. Se ensayan seis especímenes de prueba, dos ante carga estática monotónica y cuatro ante carga cíclica quasi ¿ estática. También se lleva a cabo una pequeña caracterización de la madera utilizada a partir de los procedimientos de las normas ASTM D 4442 y ASTM D 2395. A partir de los resultados se determina la capacidad a cortantes, rigidez, ductilidad y desplazamientos de las paredes. Se observa que las conexiones aportan cierto grado de ductilidad al sistema. Se evalua la pertinencia de los resultados experimentales en contraposición a resultados teóricos y tabulados, y se comprueba que el comportamiento experimental de las conexiones se ajusta a las correlaciones teóricas.Item Aporte de vigas de amarre en placas aisladas de marcos de concreto: evaluación en modelos a escala reducida(2010) Rodríguez Anchía, Hugo Alfonso; González Beltrán, GuillermoEl proyecto consiste en la evaluación del momento flexor que toma una viga de amarre en un marco de concreto. Para lo cual se construyeron cuatro marcos de concreto dos con viga de amarre y dos sin viga de amarre a escala 1/10, manteniendo las dimensiones de las cimentaciones iguales para los dos casos. Se obtienen las propiedades y características del suelo y los materiales con los cuales se construyen los modelos a escala reducida. Se diseñan los modelos de tal forma que los dos marcos sin viga de amarre presenten una falla debido a que la cimentación no cumpla por volcamiento, esto nos daría la carga de falla para los marcos sin viga de amarre. Los marcos con viga de amarre deben soportar una mayor carga lateral, la cual será debida a la resistencia aportada por la viga de amarre. Para obtener la capacidad de carga de los marcos, se aplica una carga horizontal al nivel de la viga mediante una celda de carga que permite conocer la magnitud de la fuerza aplicada. Con los datos obtenidos se realizan y comparan las curvas de carga-deformación obtenidas en los cuatro ensayos. La deformación se medió colocando un deformímetro al nivel de la viga para los cuatro casos. La viga de amarre presenta un aporte a la rigidez de los marcos estructurales, por lo que es importante la colocación de estas cuando se cimenta a base de placas aisladas.Item Determinación de los desplazamientos en marcos industriales de acero para verificar la no importancia del efecto P-Delta en el análisis y diseño(2009) Sánchez Martínez, Alexander; Cruz Azofeifa, Miguel FranciscoEn este trabajo se busca demostrar que el límite de desplazamiento inelástico relativo del Código Sísmico de Costa Rica 2002, puede aumentarse un 50% en naves industriales de acero, sin necesidad de utilizar los métodos de capacidad espectral o el método no lineal dinámico de respuesta en el tiempo y sin tener en cuenta el efecto P-¿. Para ello se realizó el análisis y diseño estructural de diversos tipos de marco, variando la ductilidad, la distancia entre marcos, la longitud de la luz y el material de las paredes. Se consideraron cargas gravitacionales, de viento y de sismo. Con los resultados obtenidos se investigó la magnitud del efecto P-¿ y se determinó la importancia de los momentos de segundo orden calculados de manera simplificada. Se concluye que el diseño de los marcos industriales está gobernado por el desplazamiento límite y no por la resistencia; por lo tanto, poseen una capacidad extra para soportar las fuerzas internas adicionales procedentes del efecto P-¿. Además el incremento de momento debido a este efecto, es pequeño en comparación con el momento que produce la combinación de cargas de sismo que rige, por otro lado también es pequeño comparado con la capacidad que le sobra a la estructura. Por lo tanto se puede ignorar el efecto P-¿ en el análisis y diseño de estructuras de este tipo.Item Comportamiento estructural de conexiones semirrígidas en marcos sismorresistentes de madera laminada (ductilidad local)(2013) González Ureña, Andrés; González Beltrán, GuillermoEl Código Sísmico de Costa Rica 2010 define en el Capítulo 11, el sistema sismorresistente para madera estructural ¿Marcos tipo 3¿. A las estructuras basadas en este sistema se les asigna una ductilidad global de 2,0 y se especifica que sus conexiones deben ser capaces de deformarse inelásticamente a una ductilidad estática de 6. Sin embargo, no se proporcionan especificaciones suficientes sobre el diseño y análisis de estas conexiones o sobre cómo lograr la ductilidad requerida. Hasta la fecha en el país no se ha logrado diseñar y ensayar un modelo de conexión momentorresistente para marcos estructurales de madera que logre cumplir con dichos requisitos. El objetivo principal de esta investigación es evaluar experimentalmente el comportamiento estructural de un modelo de conexión momentorresistente para marcos de madera laminada, distinto a los que se han probado anteriormente en la Universidad de Costa Rica. La hipótesis que se procura confirmar es que, mediante la utilización de una configuración en círculos concéntricos de pernos dúctiles de diámetro variable, puede desarrollarse una ductilidad local con un valor de 6. La investigación se compone de dos fases, una teórica y una experimental. La fase teórica abarca el diseño de la conexión basado en los aspectos teóricos y conceptuales del diseño de conexiones empernadas momentorresistentes entre elementos de madera y en el análisis del comportamiento y resultados de las investigaciones desarrolladas sobre el tema en la Universidad de Costa Rica. En la fase experimental se construyen y se prueban especímenes a escala natural de la conexión diseñada y se realizan ensayos de caracterización de los materiales empleados (gravedad específica de la madera, esfuerzos de aplastamiento, esfuerzo de cedencia en flexión en pernos y tensión de acero), con la intención de generar información para el análisis del comportamiento ...Item Marcos de microconcreto sometidos a carga monotónica: efecto de carga axial en el comportamiento carga versus desplazamiento(1999) Víquez Chaves, María del Carmen; Espinoza Blanco, Edwin A.En este proyecto de investigación se emplean modelos directos a escala reducida que asemejan la carga axial de compresión presente en las columnas de un marco de concreto reforzado, debidas a la transmisión de esfuerzos entre los diferentes elementos y al peso propio de la estructura. Para llevar a cabo la aplicación de la carga axial en las columnas se utilizará el método de postensión parcial, el cual consiste en aplicar una fuerza de tensión a un cable de acero sin llevarlo a su capacidad máxima en tensión. Se construirán seis marcos de concreto reforzado de un nivel y un vano a escala reducida, utilizando un factor de escala de 1/10. Con el propósito de evaluar el efecto que causa la carga axial en el comportamiento carga lateral y desplazamiento del marco, se utilizarán modelos con postensión en sus columnas y otros en los que no se aplicará este tipo de carga. El modelo de falla consiste en someter la estructura a carga lateral monotónica creciente en una de las uniones viga - columna, mientras, en nudo libre se mide el desplazamiento externo horizontal. Adicionalmente, en los marcos sometidos a postensión se medirá la fuerza de tensión en el cable para cada una de las columnas. Con los resultados experimentales se obtuvieron las pérdidas totales en la fuerza de postensión antes de iniciar el proceso de falla y las variaciones en la tensión del cable durante dicho proceso. Además, se muestra la relación carga - desplazamiento de las estructuras con y sin postensión, la capacidad última soportada por los marcos y el proceso de agrietamiento que presentan. Al final del informe se concluye que con la aplicación de la carga axial a las columnas se produce un aumento en la capacidad última de la estructura, debido a la disminución de los esfuerzos de tensión que crea la precompresión del concreto causada por la postensión y que disminuye el proceso de aparición de ...