Ingeniería y Arquitectura
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Item Análisis comparativo de sistemas para entrepisos metálicos en sección compuesta(2013) Marín Bonilla, Braulio Alonso; Poveda Vargas, Alvaro E.Se efectuó una comparación estructural y económica de los sistemas para entrepisos metálicos en sección compuesta para diferentes condiciones de carga y dimensión. Se realizaron diseños de entrepisos con perfiles RT y perfiles rectangulares laminados en frío de fabricación nacional, vigas IPN, vigas W y secciones rectangulares HSS; se utilizó lámina ondulada de acero galvanizado y angulares como conectores de cortante para los perfiles laminados en frío y para las demás vigas se usó lámina portante y conectores de espiga lisa y cabeza redonda. Lo anterior para luces de 4 m, 6 m y 9 m; para carga temporal de oficinas y habitacional. Por otra parte, se desarrollaron diseños específicos con apuntalamiento de las vigas de acero, de las láminas portantes y apuntaladas ambos. Los resultados se clasificaron desde aspectos estructurales, de cuantificación de materiales y económicos. Se obtuvieron como conclusiones principales que: el entrepiso de menor costo es el que se construye con perfiles RT; al apuntalar de cualquier forma, se reduce en un 20% el costo del metro cuadrado de entrepiso; para los entrepisos sin apuntalamiento rigen las cargas de construcción y se obtienen secciones de mayor tamaño que en los casos con apuntalamiento; no existen diferencias significativas entre los diseños para carga temporal de oficinas que los correspondientes a carga temporal habitacional.Item Estudio de las vigas-pared continuas(1965) Granados Ramírez, Carlos ManuelItem Estimación de la curva de deformación vertical de una viga simplemente apoyada ante la acción de cargas estáticas, mediante medidas de rotaciones con el uso de inclinómetros(2016) Caravaca Tenorio, Willy; Liu Kuan, Yi ChengEl presente trabajo busca la validación de un método de estimación de la curva de deformación vertical de una viga basándose en medidas de rotaciones tomadas por inclinómetros electrónicos adquiridos por el Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales. Mediante pruebas de carga estáticas realizadas en laboratorio sobre una viga simplemente apoyada, se obtienen datos de rotación por medio de inclinómetros los cuales son analizados por medio de un código programado con mínimos cuadrados en el software MATLAB, transformando estas rotaciones en medidas de deformación vertical. Lo descrito anteriormente permite la obtención de la curva de deflexión de la viga, el cual es el producto final de este Trabajo Final de Graduación. El trabajo realizado permite la obtención de la mejor configuración de colocación de los inclinómetros a lo largo del eje x de la viga analizada, comparando la variabilidad de los datos con análisis estadísticos. Además se realizó el análisis de un ejemplo de aplicación en un puente real sobre el río Seco. W.G.C.T.Item Análisis de vigas sobre fundación elástica(1968) Arias Ugalde, Ricardo; Herrera Jiménez, RodolfoItem Calibración de modelos estructurales y estudio del comportamiento dinámico para puentes de vigas de acero compuestas y continuas de 3 tramos(2018) Durán Bolaños, Moisés Felipe; Liu Kuan, Yi ChengEste proyecto tiene por objetivo, la calibración del modelo estructural de los elementos finitos y el estudio del comportamiento dinámico de los puentes ubicados sobre la quebrada Salitral y el río Ciruelas en la Ruta Nacional No.27, y las estructuras en paralelo sobre el río Virilla en la Ruta Nacional No.3, con base en las frecuencias y formas modales operacionales identificados a partir de sus vibraciones ambientales. Los puentes de estudio son conformados por vigas de acero compuestas y continuas de 3 tramos. Los parámetros modales operacionales han sido identificados previamente en campo y a través del análisis de los planos de diseño, la revisión de los informes de inspección y de monitoreo respectivos de cada puente, se busca realizar su correcto modelado, y así determinar el grado de congruencia que lleguen a tener los parámetros modales analíticos respecto a los experimentales, proponer y evaluar escenarios de calibración en caso de ser necesario y estudiar el comportamiento dinámico e indicadores de daño del puente a través de los mismos. El proceso de calibración es necesario para los puentes sobre la quebrada Salitral y Ciruelas producto de la reducción en la rigidez de su losa de concreto y al comportamiento como columna en voladizo de las pilas que interactúan con la superestructura proveyendo cierta flexibilidad lateral a sus apoyos y modificando así su comportamiento dinámico. Por otro parte, debido a su reciente construcción, no es necesario realizar la calibración de los modelos de los puentes sobre el río Virilla. Se ha logrado reproducir analíticamente a través de modelos estructurales el comportamiento de dichas estructuras debido a los bajos porcentajes de diferencia entre los parámetros experimentales y analíticos. Conceptos clave: Monitoreo de salud estructural, parámetros modales, calibración de modelos estructurales, comportamiento dinámico de puentes.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 Comportamiento de angulares como conectores de cortante en vigas de acero de sección compuesta(2012) Chacón Vega, Ricardo José; Poveda Vargas, Alvaro E.En la presente investigación se analizó el comportamiento de cuatro tamaños distintos de angulares, utilizados como conectores de cortante embebidos en concreto en vigas rectangulares de acero laminado en frío de sección compuesta. A partir de los resultados obtenidos experimentalmente se generó una ecuación que permite predecir la capacidad máxima de un angular en función de su área transversal y de la resistencia del concreto en el cual se encuentra embebido. Asimismo, cabe mencionar que este proyecto marca el inicio de una línea de investigación acerca del uso de angulares como conectores de cortante. Se realizaron doce ensayos experimentales de tipo corte directo, a partir de los cuales se generaron gráficos carga ¿ desplazamiento del perfil de acero con respecto a las secciones de concreto. Las dimensiones del perfil de acero y de los angulares se basaron en las demandas estimadas para un entrepiso de oficinas y a la vez en las demandas esperadas durante los ensayos experimentales. Además, se extrajeron probetas de acero de los angulares utilizados con el fin de determinar sus propiedades de resistencia (esfuerzo de cedencia y esfuerzo último). A partir de los datos promedio de carga máxima obtenidos experimentalmente se generó una curva potencial de mejor ajuste, la cual se calibró para alcanzar una expresión segura y similar a la expuesta en la especificación ANSI/AISC 360-05 del American Institute of Steel Construction (AISC) para espigas lisas con cabeza redonda. El factor de seguridad promedio de la expresión obtenida con respecto a la curva de mejor ajuste de los valores alcanzados experimentalmente es 1,17. Finalmente se comparó dicha expresión de capacidad para angulares con respecto a la resistencia esperada para conectores tipo espiga lisa.Item Determinación de la respuesta sísmica de puentes sesgados de un solo claro y con apoyos parcialmente restringidos(2010) Solís Marín, Teresita; Fernández Chaves, Carlos E.Los puentes son estructuras de gran importancia tanto por su desempeño sísmico como por su gran valor económico. El diseño de puentes en el país, se ha basado en la normativa internacional de la American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO), sin embargo, esta metodología no solo está hecha para condiciones diferentes a las nacionales sino que posee una filosofía de diseño diferente a la del Código Sísmico de Costa Rica ( CSCR-02); por lo que actualmente se está realizando un código sísmico nacional de puentes: el nuevo Código Sísmico para Puentes de Costa Rica ¿ CSPCR¿. En esta investigación se realizó la evaluación de la respuesta sísmica de varios puentes sesgados, a partir de modelos desarrollados en SAP 2000, para determinar la longitud mínima de los bancos de apoyo de las vigas, compararla con lo establecido por AASHTO y presentar las recomendaciones pertinentes al CSPCR. En este proyecto , se realizaron modelos estructurales variando algunos parámetros de importancia en la respuesta de los puentes sesgados : el ángulo de sesgo, la longitud del puente, la altura de los bastiones, el tipo de suelo, la ductilidad y la rigidez de los bastiones (asociada al tipo de bastión). El método de análisis consistió en un método espectral multimodal, a partir de los espectros establecidos por el CSCR-02 y se analizó la respuesta tanto para el sismo longitudinal como para el transversal. Los resultados obtenidos permiten concluir que la respuesta sísmica de los puentes sesgados es compleja y es afectada por ble: el ancho y largo de la superestructura, la altura del puente, la rigidez de los bastiones, el ángulo de sesgo y principalmente por la combinación que se tenga para la aplicación del sismo. Se encontró que la respuesta en términos de los desplazamientos longitudinales de la superestructura en función del ángulo de sesgo, es más sensible ante la aplicación ...Item Comportamiento de angulares como conectores de cortante en sistemas de entrepiso de sección compuesta con vigas de acero HSS(2013) Barrantes Chaves, Alejandro; Poveda Vargas, Alvaro E.Este estudio es el tercero de una línea de investigación, en la se analizó el comportamiento de angulares como conectores de cortante en entrepisos de sección compuesta, mediante ensayos de laboratorio. Al igual que en los dos estudios anteriores, se fabricaron12 especímenes experimentales para su posterior falla, en ensayos de corte directo. En la construcciónde los modelos se utilizaron secciones de acero HSS, encuyos patines se soldaron segmentos de angular a un ángulo de 70°, los cuales quedaron embebidos en una sección de concreto, funcionando como conectores. Los 12 especímenes fueron llevados a la falla mediante la aplicación de una fuerzacortante, tal y como sucede en los entrepisos compuestos.En la prueba de laboratorio se registraron curvas de esfuerzo-deformación, y se generaron los datos correspondientes a la carga máxima soportada por cada espécimen. De acuerdo a la cantidad de angulares por espécimen, se obtuvo la carga máxima promedio soportada por cada tamaño de angular. Una vez obtenidos los datos promedio de carga máxima, se crearon curvas de mejor ajuste, que permitien predecir la capacidad a cortante de los angulares, con base ensus características de tamaño y resistencia, así como la capacidad a la compresión del concreto en el cualfueron embebidos. Se utilizaron para el análisis, los datos recopilados en los estudios previos de esta línea de investigación, que consideraban vigas de sección IPN y tubos rectangulares de fabricación nacional. Este análisis permitió recomendar una ecuación de diseño para calcular la capacidad a cortante de los angulares, mientras se conserven las características probadas en el laboratorio.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.