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

Ecos de la academia: Revista de la Facultad de Educación, Ciencia y Tecnología - FECYT Nro 5

Ecos de la academia, Revista de la Facultad de Educación Ciencia y Tecnología es una publicación científica de la Universidad Técnica del Norte, con revisión por pares a doble ciego que publica artículos en idioma español, quichua, portugués e inglés. Se edita con una frecuencia semestral con dos números por año.En ella se divulgan trabajos originales e inéditos generados por los investigadores, docentes y estudiantes de la FECYT, y contribuciones de profesionales de instituciones docentes e investigativas dentro y fuera del país, con calidad, originalidad y relevancia en las áreas de ciencias sociales y tecnología aplicada.Realidad socioinclusiva del adulto mayor del grupo etario mayor a los 70 años en las parroquias urbanas de Ibarra. Orientación vocacional y personalidad en el Sistema Nacional de Nivelación y Admisión en la Universidad Técnica de Ambato. Las primeras tarjetas postales de Ibarra, Ecuador: 1906-1914. Aprendizaje móvil en el aula. Aproximación a la Concepción Etnomatemática. La ética en la investigación educativa: ¿condición indispensable?. Inteligencia sociocultural para la inclusión. Atención al alumnado inmigrante: la visión de una profesora francesa en Galicia. Análisis crítico de la dimensión ambiental del ecosistema montañoso Guamuhaya, Cuba (1995-2014). La adaptación curricular inclusiva en la educación regular. El arte en la provincia de Imbabura de mediados del siglo XIX en torno a las escuelas de arte. Formación integral: un estudio de algunos logros y carencias. Experiencias en la publicidad online en la ciudad de Ibarra, Ecuador. Estudio exploratorio de la incidencia de los hogares disfuncionales en la iniciación sexual temprana de los adolescentes. Etnografía Virtual como aplicación metodológica: Caso Chevron en Ecuador. Alfabetización y calidad de vida: percepción de los alfabetizados. Elaboración de un manual mediante el método Delphi para la enseñanza de patronaje. Pertinencia de la Carrera de Turismo de la UTN, en el contexto de la Región 1 del Ecuador, 2016-2020. Preferencias por doble titulación de bachilleres de la Zona 1 de Ecuador y Nariño de Colombia. “Mucha Publicidad”, II Simposio de Diseño, Publicidad y Sociedad, de la UTN. Normas de presentación de artículos en la revista Ecos de la Academia

Guía de práctica clínica para la prevención, diagnóstico, tratamiento y rehabilitación de la falla cardiaca en población mayor de 18 años, clasificación B, C y D

La falla cardíaca es un síndrome clínico caracterizado por síntomas y signos típicos de insuficiencia cardíaca, adicional a la evidencia objetiva de una anomalía estructural o funcional del corazón. Guía completa 2016. Guía No. 53Población mayor de 18 añosN/

Sistemas de soporte de decisiones para la creación de modelos numéricos hidrodinámicos

Este artículo hace una corta descripción de las fases y pasos durante el desarrollo de un modelo numérico hidrodinámico y de las características que debe tener un Sistema de Soporte de Decisiones (SSD) que asista al investigador en esta actividad. El SSD maneja, integra y analiza los resultados numéricos del modelo y los datos de campo, que se han incrementado mucho debido a los avances tecnológicos de las últimas décadas en este ramo

Aplicación de un modelo de programación lineal en la optimización de un sistema de planeación de requerimientos de materiales (mrp) de dos escalones con restricciones de capacidad

Se implementa un modelo de programación lineal entera mixta que representa un sistema de manufactura de dos escalones, con la intención de determinar decisiones óptimas de aprovisionamiento de materias primas o componentes. El modelo se pro- grama usando software de modelación algebraica y se integra a una herramienta computacional desde la cual se administra el ingreso de los parámetros y la obtención de resultados. El modelo es validado en un ambiente real de manufactura, observando que además de representar fielmente el sistema se obtienen decisiones de aprovisionamiento que minimizan el costo total, ob- jetivo del modelo, y a las cuales no se llegaría usando el esquema de cálculo propuesto por el MRP.A mixed integer linear programming model representing a two-echelon manufacturing system was implemented. Optimal deci- sions could be made about raw material/component provisioning by using the model. The model was programmed by using an algebraic modeller which was then integrated into a computational tool from which defining parameters could be managed as well as consulting the results once the model had been executed. The model was validated on a real manufacturing system; be- sides providing good representation of the system, optimal provisioning decisions were also reached. The article emphasises that such decisions cannot be made by using usual MRP reasoning

Aplicación de un modelo de programación lineal en la optimización de un sistema de planeación de requerimientos de materiales (MRP) de dos escalones con restricciones de capacidad

Se implementa un modelo de programación lineal entera mixta que representa un sistema de manufactura de dos escalones, con la intención de determinar decisiones óptimas de aprovisionamiento de materias primas o componentes. El modelo se pro- grama usando software de modelación algebraica y se integra a una herramienta computacional desde la cual se administra el ingreso de los parámetros y la obtención de resultados. El modelo es validado en un ambiente real de manufactura, observando que además de representar fielmente el sistema se obtienen decisiones de aprovisionamiento que minimizan el costo total, ob- jetivo del modelo, y a las cuales no se llegaría usando el esquema de cálculo propuesto por el MRP

Aplicación de un modelo de programación lineal en la optimización de un sistema de planeación de requerimientos de materiales (MRP) de dos escalones con restricciones de capacidad

A mixed integer linear programming model representing a two-echelon manufacturing system was implemented. Optimal decisions could be made about raw material/component provisioning by using the model. The model was programmed by using an algebraic modeller which was then integrated into a computational tool from which defining parameters could be managed as well as consulting the results once the model had been executed. The model was validated on a real manufacturing system; besides providing good representation of the system, optimal provisioning decisions were also reached. The article emphasises that such decisions cannot be made by using usual MRP reasoning.Se implementa un modelo de programación lineal entera mixta que representa un sistema de manufactura de dos escalones, con la intención de determinar decisiones óptimas de aprovisionamiento de materias primas o componentes. El modelo se programa usando software de modelación algebraica y se integra a una herramienta computacional desde la cual se administra el ingreso de los parámetros y la obtención de resultados. El modelo es validado en un ambiente real de manufactura, observando que además de representar fielmente el sistema se obtienen decisiones de aprovisionamiento que minimizan el costo total, objetivo del modelo, y a las cuales no se llegaría usando el esquema de cálculo propuesto por el MRP

Financial risk assessment of different inventory policies

This work addresses the valuation of economic effects of different inventory holding policies. We study the VaR over the value of a company and the variations induced on this indicator by the changes made to the working capital, related to inventory policies. Three typical different inventory systems are studied and comparisons are drawn between different policies. Policies derived from net present value (NPV) maximization are contrasted against cost minimization, as well as against arbitrary inventory policies derived from market conditions. Every inventory system under study is evaluated using two performance indicators: NPV and VaR over NPV. The inventory policies are derived in a deterministic scenario, but are tested under the risk conditions that the inventory systems have to face. This is done by using Monte Carlo simulation. In all three of the inventory systems under study, the difference between price and variable cost is what causes the greatest variation on the NPV indicator. An important result of this work is that for the cases studied, which are rather common in the real world, the optimal inventory policies obtained by using the cost minimization approach are equally good from a risk minimization perspective than those obtained by using the profit maximization approach.Este trabalho concentra-se na avaliação dos efeitos econômicos associados a diferentes políticas de estoque. Estuda-se o valor em risco do valor de uma companhia, além das variações induzidas pelas mudanças no capital de trabalho associadas a diferentes políticas de estoque. Estudam-se três sistemas de estoque e comparam- se diferentes políticas. Contrastam-se as políticas derivadas da maximização do valor presente neto (VPN) contra a minimização de custos e contra políticas de estoque arbitrárias derivadas das condições de mercado. Para cada sistema de estoqueestimam-se dois indicadores de desempenho: VPN e VaR do VPN. As políticas de estoque construíram-se em um cenário de certeza, mas avaliam-se incorporando diferentes condições de risco, para o qual se utiliza simulação de Monte Carlo. As conclusões obtêm-se a partir do desempenho observado em diferentes casos de estudo, usando ambos indicadores. Nos três sistemas de estoque baixo estudo, a diferença entre preço e custo variável é o que causa a maior variação no indicador do VPN. Um resultado importante deste trabalho é que para os casos estudados, mais bem comuns no mundo real, as políticas de estoque ótimo obtidas por minimização de custos são, desde a perspectiva da minimização de risco, tão boas como as obtidas através da maximização do benefício.Este trabajo se concentra en la evaluación de los efectos económicos asociados a diferentes políticas de inventario. Se estudia el valor en riesgo del valor de una compañía, además de las variaciones inducidas por los cambios en el capital de trabajo asociados a diferentes políticas de inventario. Se estudian tres sistemas de inventario y se comparan diferentes políticas. Se contrastan las políticas derivadas de la maximización del valor presente neto (VPN) contra la minimización de costos y contra políticas de inventario arbitrarias derivadas de las condiciones de mercado. Para cada sistema de inventario se estiman dos indicadores de desempeño: VPN y VaR del VPN. Las políticas de inventario se construyeron en un escenario de certeza, pero se evalúan incorporando diferentes condiciones de riesgo, para lo cual se utiliza simulación de Monte Carlo. Las conclusiones se obtienen a partir del desempeño observado en diferentes casos de estudio, usando ambos indicadores. En los tres sistemas de inventario bajo estudio, la diferencia entre precio y costo variable es lo que causa la mayor variación en el indicador del VPN. Un resultado importante de este trabajo es que para los casos estudiados, más bien comunes en el mundo real, las políticas de inventario óptimo obtenidas por minimización de costos son, desde la perspectiva de la minimización de riesgo, tan buenas como las obtenidas mediante maximización del beneficio

Aplicación del diseño disipativo de observadores a sistemas con inclusiones diferenciales

In this paper the Dissipative Method of nonlinear observer design is extended to the case of multivalued, discontinuous or non Lipschitz nonlinearities. Since all these classes of systems can be described in a unified manner using differential inclusions, the Dissipative Method will be extended to this class of systems. This proposal avoids restrictions imposed by the currently available methods, in particular the requirement of smoothness of the nonliearities of the dynamic system.En este artículo se extiende el método de diseño disipativo de observadores para sistemas no lineales a sistemas que posean no linealidades multivaluadas, discontínuas o no Lipschitz. Ya que todas estas clases de sistemas pueden ser descritos en forma unificada mediante inclusiones diferenciales, se considerará la extensión del método disipativo a esta clase de sistemas dinámicos. Esta propuesta elimina restricciones impuestas por los métodos convencionales, para los cuales, en particular, se exige la suavidad del sistema no lineal

A practical approach to develop centralized inventory policies for 1-warehouse/n-retailers systems through simulation/optimization

Collaboration in supply chain management has become a key success factor. Operational strategies in which each node operates under optimum operating conditions have proven to be inadequate, and it has been determined that a strategy of coordination of the chain as a whole is best perceived. The One-warehouse N-retailer chain typically operates with each retailer placing orders to the warehouse according to its own inventory policies. In this article we study the case where the warehouse makes centralized decisions, defining retail inventory replenishment policies using the (R, s, S) periodic review policy. The optimal policy is determined using a heuristic that combines Monte Carlo simulation with Optimization, based on an implementation in a spreadsheet scheme. The approach is tested in one case, showing reductions in the relevant inventory costs when centralized versus decentralized approaches are compared.En la administración de la cadena de suministro la colaboración se ha convertido en factor clave de éxito. Estrategias de operación en las cuales cada nodo opera en condiciones óptimas han probado ser inadecuadas, y se ha determinado que es mejor una estrategia de coordinación de la cadena como un todo. Una cadena de 1-Bodega/N-Minoristas típicamente opera con cada minorista haciendo sus pedidos a la bodega de acuerdo con sus propias políticas de inventario. En este artículo se estudia el caso en el que la bodega toma decisiones centralizadas, definiendo las políticas de reabastecimiento del inventario de los minoristas usando la política de revisión periódica (R, s, S). La política óptima se determina usando una heurística que combina simulación Montecarlo con Optimización, basada en una implementación en hoja electrónica. El enfoque se prueba en un caso, observándose reducciones en los costos relevantes del inventario cuando se comparan los enfoques centralizado versus el descentralizado.Na administração da corrente de fornecimento a colaboração converteu-se em fator chave de sucesso. Estratégias de operação nas quais a cada nó que opera em condições óptimas de operação têm provado ser inadequadas, e se determinou que é melhor uma estratégia de coordenação da corrente como um tudo. Uma corrente de 1-adega/NVarejistas tipicamente opera com a cada varejista fazendo seus pedidos à adega de acordo a suas próprias políticas de inventário.Neste artigo estuda-se o caso no que a adega toma decisões centralizadas, definindo as políticas de reabastecimento do inventário dos varejistas usando a política de revisão periódica (R, s, S).A política óptima determinase usando uma heurística que combina simulação Montecarlo com Otimização, baseado numa implementação em folha eletrônica.O enfoque prova-se num caso, observando-se reduções nos custos relevantes do inventário quando se comparam os enfoques centralizado versus o descentralizado