Determinación de recomendaciones de diseño de losas de vigueta y bovedilla y losas macizas de concreto reforzado sujetas a vibración

El presente trabajo proporciona recomendaciones para el análisis y diseño de sistemas de piso ante vibración vertical debida a actividades humanas. En particular se estudian las losas de concreto reforzado en dos direcciones y las losas de vigueta y bovedilla. El objetivo principal es desarrollar expresiones prácticas para el cálculo de la frecuencia natural fundamental fn, y de la aceleración máxima, amax, de sistemas de piso de concreto reforzado debida a actividades humanas, así como recomendaciones derivadas de modelos numéricos y experimentales. Esto se debe a que, aunque existen especificaciones para el análisis y diseño de sistemas de piso ante vibración debida a actividades humanas, la mayoría tratan losacero o requieren de modelos numéricos complejos para determinar fn y amax. En este trabajo se desarrollan aproximaciones analíticas para el cálculo de la frecuencia natural, así como un estudio sobre su comportamiento en losas de concreto reforzado. Además, se realizó un estudio de la susceptibilidad ante vibraciones excesivas debidas al caminar de personas en losas de concreto reforzado con base en la normatividad existente. Posteriormente, se realizó un estudio numérico-experimental sobre el comportamiento dinámico de losas de concreto reforzado en dos direcciones y de vigueta y bovedilla ante distintos tipos de actividades humanas. También, se evaluaron algunas funciones de carga dinámica, representativa del caminar de personas, así como una metodología para cálculo de la respuesta dinámica en losas de concreto reforzado en dos direcciones. Con los elementos obtenidos de este trabajo se proporciona una guía para el análisis y diseño de sistemas de piso ante vibración debida a actividades humanas, pues se proporcionan expresiones para determinar la fn y la amax de los sistemas de piso, de tal manera que se controlan sus niveles de vibración. En el desarrollo analítico de este trabajo, los tableros se idealizaron como sistemas de un grado de libertad con lo que se desarrollaron las expresiones para determinar la frecuencia natural fundamental, así como para la obtención de la respuesta dinámica en términos de la aceleración. Por lo que se refiere a la parte experimental se realizaron pruebas de vibración ambiental y forzada utilizando sensores de aceleración en los puntos de amplitud modal máxima; mientras que, en la parte numérica, se realizaron simulaciones de losas modeladas con elementos finitos tipo lámina y viga, donde se utilizó un material homogéneo, elástico e isótropo.Investigación realizada con el apoyo del Programa Nacional de Posgrados de Calidad del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT)

Determinación de coeficientes de diseño y trayectorias de agrietamiento de losas circulares, elípticas y triangulares en condición aislada

77 páginas. Maestría en Ingeniería Estructural.Las losas son subsistemas estructurales ampliamente utilizados en la construcción de estructuras, que se utilizan generalmente en edificaciones estructuradas con marcos de acero, marcos de concreto reforzado y muros de mampostería. Los sistemas estructurales de concreto reforzado que utilizan losas se dividen en dos grupos principales: losas planas y apoyadas. Las losas planas son aquellas que están apoyadas directamente sobre las columnas sin tener vigas interiores o de borde. Este sistema entró en desuso en la Ciudad de México después del sismo de 1985, por lo que en esta tesis se estudian las losas apoyadas, que se caracterizan por estar soportadas en vigas y presentar una mejor respuesta ante carga sísmica, en especial las que se encuentran sostenidas perimetralmente en su totalidad. Las demandas de urbanización, optimización de espacios e innovación de diseños arquitectónicos han dado lugar a la construcción de estructuras con geometrías irregulares. El efecto de esta transformación requiere la construcción de losas, cuya seguridad estructural satisfaga las necesidades arquitectónicas del proyecto. Sin embargo, para losas con geometrías diferentes a las rectangulares es incorrecto utilizar los métodos usados tradicionalmente para el análisis y diseño de losas rectangulares. Lo anterior requiere de establecer métodos de análisis y diseño que consideren el comportamiento de losas no rectangulares a través de una adecuada estructuración.Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (México)

FE Modeling of Circular, Elliptic, and Triangular Isolated Slabs With a Continuous Damage Model

The non-linear behavior of reinforced concrete circular, elliptic, and triangular isolated slabs was studied using computational mechanics. Concrete was modeled with a damage model which includes softening, while the behavior of the reinforcing steel was modeled with a 1D bilinear plasticity model. The constitutive models and the finite element method were validated by comparing the computed numerical results with the experimental results of a rectangular slab reported in the scientific literature. The coefficient method is proposed for its simplicity to calculate design bending moments in slabs with circular, elliptic, and triangular geometries. These coefficients were computed from the FE analysis. The layout of steel reinforcement is proposed, particularly lengths of zones for positive and negative moments, respectively. The crack paths are showed, which are depending on the boundary conditions, acting loads, and geometry of the slabs