Comparación técnica y económica del diseño de una estructura mixta con respecto a una convencional de concreto reforzado

El siguiente proyecto de grado, desarrollado dentro del departamento de Ingeniería Civil de la Pontificia Universidad Javeriana, se encuentra fundamentado en la comparación de dos tipos de edificación: el primero, un edificio en concreto reforzado cuyo diseño está regido bajo los estándares del reglamento colombiano de construcción sismo resistente (NSR-10, 2010), contrastándolo con un edificio mixto con columnas de sección compuesta, apoyados en la (AISC, 2010) y la (NSR-10, 2010) con el fin de dar argumentos de peso que permitan la escogencia de un sistema estructural por encima del otro, con base en los costos directos de ejecución de cada alternativa y diversos factores de carácter técnico.This work, developed in the Civil Engineering Department of the Pontificial Xavierian University, is focused on the comparison between two types of structure: first of all, a reinforced concrete building designed under the requirements of the Colombian manual for seismic resistant construction (NSR-10, 2010), and, in second place, a concrete-steel mixed structure with composite section columns, designed under the American requirements (AISC, 2010). All this, with the objective of giving valid reasons to choose one system over the other, based on direct costs of execution and technical factors.Ingeniero (a) CivilPregrad

Evaluación de la vulnerabilidad sísmica de estructuras de acero residenciales del Ecuador

Nowadays, there are a large number works focused on determining the seismic vulnerability of structures. This feature is not accidental, but rather the product of concern to the scientific, professional and organizations responsible for risk management community to reduce the destructive effects caused by earthquakes in the infrastructure and society. Globally destructive events that have occurred during the previous and present decades have contributed to this initiative; among them, the Sichuan, China (2008), Port au Prince, Haiti (2010), Maule, Chile (2010) or Tohoku, Japan (2011) earthquakes can be mentioned, which had as consequences many dead, injured and homeless people. It is well known that an earthquake can cause humanitarian disasters not only by the number of casualties and injured people but also for the destruction of cities where thousands of families live and work. All the above mentioned reasons reveal the need of revision and improvement of the seismic design codes, construction practices and policies that allow buildings to have a better performance against the strong ground motions. This is the context in which this work was developed. It contains results of a research entitledPostprint (published version

Comportamiento sísmico de puentes atirantados y disipación de la energía adicional: un estado del conocimiento

Esta monografía presenta los últimos avances y novedades en materia de comportamiento sísmico de puentes de tirantes de gran luz.Postprint (published version

Análisis estructural comparativo de un edificio con losas tradicionales y postensadas para obtención y control de desplazamientos laterales Andahuaylas - 2022

Nuestro proyecto de tesis tiene como objetivo el determinar en qué medida el cambio de sistema estructural de un edificio con losas tradicionales a losas postensadas afecta en la obtención de los desplazamientos laterales Andahuaylas – 2022. Se aplicó el método de diseño experimental de tipo cuantitativo, en donde se realiza el análisis estructural de un edificio de 5 niveles en el programa Etabs y se utilizan plantillas Excel. Como resultados se tiene que: para el caso del uso de losas tradicionales, los desplazamientos máximos laterales en el eje X fueron 0.3415 cm. Asimismo, los desplazamientos máximos laterales en el eje Y fueron 0.421 cm; Para losas postensadas, los desplazamientos máximos laterales en el eje X fueron 0.283 cm. Asimismo, los desplazamientos máximos laterales en el eje Y fueron 0.324 cm. Respecto al tercer objetivo específico se identifica que los desplazamientos laterales obtenidos por el sistema de losas tradicionales y losas postensadas cumplen los parámetros establecidos por la norma E-060 la máxima deriva obtenida es menor a 0.007 de los máximos desplazamientos laterales. Como conclusión se tiene que existe un mayor desplazamiento lateral en un edificio con losas tradicionales a comparación de losas postensadas

Diseño y análisis comparativo de una estructura de acero a base de pórticos arriostrados concéntricos tipo v-invertida vs. una con columna zipper suspendida

A través del presente trabajo se pretende realizar el diseño y la evaluación del comportamiento sísmico de una edificación a base de este novedoso sistema estructural que destaca por sus bondadosas ventajas, con el fin de determinar la conveniencia de la implementación de dicho sistema

Método basado en desplazamientos para el diseño y evaluación de la vulnerabilidad sísmica de puentes de concreto reforzado

Las metodologías vigentes para el diseño sísmico de puentes se basan en dimensionar una estructura con un refuerzo al interior de los elementos estructurales para disipar las fuerzas, principalmente debidas a energía sísmica, en el rango inelástico permitiendo deformaciones sin alcanzar el colapso, repartiendo esta capacidad de disipación de energía de acuerdo a la posición en que se encuentra el elemento estructural en el puente y a su importancia. Esta repartición se hace sin tener en cuenta la deformación que alcanzan estos elementos y sus respectivos desplazamientos y sin que se verifiquen las hipótesis planteadas al enfrentar el problema.140 p.Contenido parcial: Historia del diseño sísmico -- Diseño sísmico basado en fuerzas -- Filosofía del diseño sismo resistente -- Propiedades mecánicas de los materiales constitutivos -- Diagrama momento curvatura -- Formulación de la metodología de diseño por desplazamientos -- Consideraciones importantes en el diseño sísmico de puentes -- Viaducto peatonal obras publicas de Medellín

Análisis sísmico comparativo de muros de ductilidad limitada de material ferrocemento y de albañilería confinada en una vivienda unifamiliar en el distrito de Juan Guerra, 2022

El trabajo de investigación tuvo como objetivo principal determinar la utilización de muros portantes de ductilidad limitada de material ferrocemento como alternativa de construcción a través de resultados de un análisis sísmico comparativo con muros portantes de albañilería confinada en una vivienda unifamiliar en el distrito de Juan Guerra. La metodología utilizada fue del tipo aplicativo, se estableció un diseño no experimental transversal descriptivo comparativo, porque no se opera de forma voluntaria las variables, recopilando datos e información en un determinado tiempo, con la finalidad de describir y comparar las variables y analizar su incidencia e interrelación al momento de ser aplicadas. Para los resultados se configuraron las características básicas de las secciones de los muros de ferrocemento y albañilería confinada, realizando el predimensionamiento y cálculo de la densidad de muros requeridos según la Norma E.060 (Concreto Armado) y Norma E.070 (Albañilería). En el modelamiento estructural de ambos sistemas mediante el software ETABS 2020, obtuvimos que la vivienda estructurada con muros de ferrocemento presenta resultados similares en desplazamientos y distorsiones con los de albañilería confinada en la dirección Y-Y, mientras en la dirección X-X hay diferencias significativas, sin embargo, se encuentran en los requerimientos de la Norma E.030 Diseño Sismorresistente

Evaluación del riesgo estructural de muros ordinarios diseñados con ACI 318-19 sometidos a amenaza sísmica intermedia

Esta investigación analiza el comportamiento de muros ordinarios de diferentes alturas (4, 8 y 12 pisos) ubicados en una zona de amenaza sísmica intermedia en los Estados Unidos. Estos muros forman parte de edificaciones asignadas a la categoría de diseño sísmico C, según la norma ASCE/SEI 7-16, debido a consideraciones como el uso de las edificaciones, el perfil del suelo y la amenaza sísmica local. Como resultado de esta categorización, los muros no están obligados a cumplir con los requisitos de detallado de estructuras sismo resistentes establecidos en el capítulo 18 de ACI 318-19. Tras completar la caracterización detallada de la amenaza sísmica y un análisis y diseño elástico lineal de arquetipos según ACI 318-19, se procedió a la evaluación del desempeño sísmico de los muros en cuestión. Para ello, se emplearon los resultados derivados de análisis no lineal estático y dinámico de modelos implementados en la plataforma OpenSees. Para el análisis dinámico se seleccionó un conjunto de acelerogramas consistentes con la amenaza, aplicando la metodología del escenario de espectros condicionales CSS. Se eligieron ocho niveles de amenaza para el sitio de estudio, abarcando períodos de retorno que varían desde 50 hasta 25,000 años. Finalmente, luego de llevar a cabo la evaluación de la vulnerabilidad y el riesgo estructural, se concluye que los muros ordinarios exhiben un comportamiento satisfactorio ante el nivel de demanda sísmica “intermedia”, cuando se evalúa la deriva máxima de techo y las deformaciones unitarias máximas de los materiales. Entre las conclusiones más relevantes de la investigación se encuentra que se observa una mayor probabilidad de exceder el umbral de colapso debido a la falla por cortante en muros con relaciones de aspecto bajas y altas cargas axiales. Se destaca también que la metodología de análisis bajo código resulta en altas probabilidades de excedencia de la demanda de corte de diseño.MaestríaMagister en Ingeniería Civi

Nuevas tendencias en el diseño de materiales y estructuras

El presente texto incluye temas como las nuevas herramientas para la modelación de diferentes problemas relacionados con la Ingeniería Civil; la implantación de un modelo matemático para el análisis dinámico no lineal de las viviendas prefabricadas, que permite simular el comportamiento histerético del sistema estructural de la vivienda a partir del comportamiento cíclico experimental; las herramientas de la inteligencia artificial (las redes neuronales) para la modelación de fenómenos complejos presentes en el comportamiento de algunos materiales, en este caso en tres arenas típicas y su relación esfuerzo-deformación; nuevos enfoques en el diseño de estructuras y materiales, nuevas tendencias de diseño tanto de las estructuras como en los materiales compuestos; una perspectiva sobre nuevos materiales compuestos o alternativos, que proponen materiales de origen natural combinados con materiales tradicionales en la industria de la construcción. Presenta una breve descripción de los materiales compuestos, tipo sándwich, y propone un nuevo compuesto a partir de conglomerados de material vegetal y ferrocemento. E incluye el estudio de los suelos residuales estabilizados con cal y se evalúa su comportamiento mecánico.PRÓLOGO............. 15 PRESENTACIÓN.............. 17 Primera parte Nuevas herramientas para la modelación de problemas en Ingeniería Civil Capítulo 1 APLICACIÓN DEL MODELO DE Bouc y Wen EN EL ANÁLISIS SÍSMICO DE VIVIENDAS PREFABRICADAS Daniel Alveiro Bedoya Ruiz 1.1 INTRODUCCIÓN.............. 21 1.2 AVANCES EN EL MODELO DE Bouc y Wen............. 23 1.3 SISTEMAS HISTERÉTICOS NO LINEALES............ 27 1.3.1 Ecuación de movimiento............ 30 1.3.2 Parámetros de forma de la histéresis............ 31 1.3.3 Disipación de energía............. 34 1.3.4 Rigidez, resistencia y estrangulamiento..............35 1.4 Identificación de sistemas y control.............. 37 1.5 APLICACIÓN DEL MODELO EN VIVIENDAS PREFABRICADAS............. 38 1.5.1 El modelo en casas prefabricadas de ferrocemento............. 41 1.5.2 Dinámica y comportamiento no lineal............. 44 1.6 CONCLUSIÓN............ 45 Capítulo 2 DETERMINACIÓN DE LA RELACIÓN CONSTITUTIVA DE LAS ARENAS USANDO REDES NEURONALES ARTI FICIALES (RNA) Hernán Eduardo Martínez-Carvajal - Márcio Muniz de Farias 2.1 INTRODUCCIÓN............ 51 2.2 MODELAMIENTO CONSTITUTIVO DE MATERIALES........... 53 2.3 MODELAMIENTO CONSTITUTIVO USANDO REDES NEURONALES ARTIFICIALES............. 55 2.4 LA BASE DE DATOS............ 56 2.5 LA ARQUITECTURA DE LA RED NEURONAL............... 58 2.6 RESULTADOS DE LA SIMULACIÓN............. 60 2.7. CONCLUSIONES.............. 65 Segunda parte Nuevos enfoques en el diseño de materiales y estructuras Capítulo 3 Diseño por desplazamientos de pilares de puentes Matthew J. Tobolski - José I. Restrepo 3.1 INTRODUCCIÓN............ 69 3.2 ESPECTRO DEL DISEÑO............. 72 3.3 AMORTIGUAMIENTO............ 74 3.4 RESPUESTA INÉLASTICA............. 75 3.5 COMBINACIÓN DE FACTORES DE AMPLIFICACIÓN DE DESPLAZAMIENTO............. 79 3.6 CAPACIDAD DE DESPLAZAMIENTO............ 80 3.7 PROCEDIMIENTO DE DISEÑO............ 85 3.8 OBJETIVO DE DESEMPEÑO DE SEGURIDAD DE LA VIDA.............. 86 3.9 OBJETIVO DE DESEMPEÑO DE FUNCIONAMIENTO INMEDIATO.............. 89 3.10 DISEÑO DE LOS ELEMENTOS............. 92 3.11 ANÁLISIS PARAMÉTRICO............. 93 3.12 EXIGENCIA SÍSMICA Y DUCTILIDAD DE CURVATURA.............. 93 3.13 PROPORCIÓN DE LA ROTACIÓN RESIDUAL............. 94 3.14 DIÁMETRO Y ALTURA DE LA COLUMNA.............. 95 3.15 CONCLUSIONES.............. 98 3.16 APÉNDICE. EJEMPLO DE DISEÑO............... 99 Capítulo 4 UN NUEVO ENFOQUE PARA EL ANÁLISIS Y DISEÑO DE ESTRUCTURAS DE HORMIGÓN ARMADO Héctor Guillermo Urrego Giraldo 4.1 INTRODUCCIÓN.............. 111 4.2 COMPORTAMIENTO DEL HORMIGÓN............. 113 4.3 COMPORTAMIENTO DEL ACERO.............. 115 4.4 CURVATURA.............. 117 4.5 EJEMPLO 1.............. 123 4.6 MÉTODO PROPUESTO............... 136 4.7 EJEMPLO 2............. 138 4.8 CONCLUSIONES............... 144 Capítulo 5 DESEMPEÑO SÍSMICO DE PÓRTI COS PLANOS DE ACERO CON EL SISTEMA KNEE-BRACING Ricardo León Bonett Díaz - Carolina López Toro 5.1 INTRODUCCIÓN.............. 147 5.2 MARCO CONCEPTUAL.............. 149 5.3 CRITERIOS PARA ESCOGER EL KNEE Y EL BRACE.............. 151 5.4 CASO DE ESTUDIO............. 153 5.5 INCORPORACIÓN DEL DISPOSABLE KNEE BRACING............. 165 5.6 EVALUACIÓN DE LA CAPACIDAD SÍSMICA............. 167 5.7 ANÁLISIS DE RESULTADOS.............. 172 5.8 CONCLUSIONES................ 176 Capítulo 6 TENDENCIAS EN EL DISEÑO DE MEZCLAS ASFÁLTI CAS EN CALIENTE ¡MARSHALL vs SUPERPAVE! Carlos Rodolfo Marín Uribe 6.1 INTRODUCCIÓN.............. 179 6.2 DESCRIPCIÓN DE LAS METODOLOGÍAS DE DISEÑO............... 180 6.3 Algunas diferencias entre las dos metodologías.............. 190 6.4 DESARROLLO DE UN TRABAJO EXPERIMENTAL.............. 192 6.4.1 Selección de materiales............ 192 6.4.2 Obtención del porcentaje óptimo de asfalto........... 195 6.4.3 Caracterización mecánica y dinámica de las mezclas asfálticas............. 195 6.5 ANÁLISIS DE RESULTADOS.............. 203 6.6 CONCLUSIONES............... 204 Capítulo 7 EL EFECTO ARCO EN SUELOS John Mario García Giraldo 7.1 INTRODUCCIÓN............. 209 7.2 EL ARCO COMO FORMA ESTRUCTURAL.............. 210 7.2.1 Definición de arco.............. 210 7.2.2 Historia del arco como elemento estructural............. 211 7.3 F ORMAS DE ARCO............ 212 7.4 EFECTO DE LA GEOMETRÍA ESTRUCTURAL EN LA DISTRIBUCIÓN DE TENSIONES EN EL INTERIOR DE UN ELEMENTO............. 215 7.4.1 Esfuerzos en un elemento estructural............. 215 7.4.2 Distribución de tensiones en el interior de un elemento estructural............. 216 7.5 GEOMETRÍAS ÓPTIMAS............... 219 7.6 ESTUDIO DEL EFECTO ARCO EN LOS SUELOS............ 220 7.6.1 Efecto de arco sobre una escotilla móvil (trapdoor).............. 220 7.6.2 Análisis del efecto arco en los suelos por Terzaghi en 1945........... 222 7.7 ANÁLISIS DEL EFECTO ARCO EN LOS SUELOS POR HANDY EN 1985.............. 226 7.8 ANÁLISIS DEL EFECTO ARCO EN LOS SUELOS POR HARROP EN 1989.............. 233 7.9 ANÁLISIS DEL EFECTO ARCO EN LOS SUELOS POR SALGADO EN 2002.............. 237 7.10 CONCLUSIONES............ 241 Tercera parte Nuevos materiales compuestos o alternativos Capítulo 8 MATERIALES COMPUESTOS A BASE DE FERROCEMENTO Y MATERIAL VEGETA L Daniel Alveiro Bedoya Ruiz - Juan Camilo Aldana Barrera - Leonardo Ávila Vélez 8.1 INTRODUCCIÓN.............. 247 8.2 MATERIALES COMPUESTOS.............. 249 8.2.1 Núcleo............. 252 8.2.2 Corteza estructural............. 253 8.2.3 Sistemas constructivos............ 254 8.3 COMPORTAMIENTO EXPERIMENTAL DE LOS COMPUESTOS DE FERROCEMENTO Y MATERIAL VEGETAL............. 255 8.3.1 Núcleo de material vegetal............ 256 8.3.2 Corteza de ferrocemento.............. 260 8.3.3 A. 3.3 paneles de ferrocemento con núcleo vegetal............. 261 8.4 CONCLUSIONES.............. 266 Capítulo 9 COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE SUELOS RESIDUALES ESTABILIZADO S César Augusto Hidalgo Montoya - Mario Alberto Rodríguez Moreno 9.1 INTRODUCCIÓN.............. 271 9.2 ESTABILIZACIÓN DE SUELOS CON CAL............. 273 9.3 PROPIEDADES RESILIENTES O RESILIENCIA............... 275 9.4 CARGAS EN EL PAVIMENTO.............. 276 9.4.1 Tipos de cargas que actúan............. 276 9.4.2 Duración de la carga cíclica............. 279 9.5 MÓDULO RESILIENTE............. 279 9.6 F ACTORES GENERALES QUE AFECTAN EL MÓDULO RESILIENTE............. 281 9.6.1 Factores que afectan el Mr de suelos finos............ 281 9.6.2 Factores que afectan el Mr de materiales granulares............ 284 9.7 ENSAYOS PARA DETERMINAR EL MÓDULO RESILIENTE.............. 286 9.8 CORRELACIONES............... 289 9.9 PROPIEDADES RESILIENTES DE SUELOS ESTABILIZADOS.............. 290 9.10 ENSAYOS DE LABORATORIO.............. 292 9.11 ANÁLISIS DE RESULTADOS............... 295 9.11.1 Compresión simple............ 296 9.11.2 Tracción indirecta............. 299 9.11.3 CBR............. 300 9.11.4 Módulo resiliente.............. 302 9.12 CONCLUSIONES.............. 30