Escuela de Ingenieria Civil

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https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/9002

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    Análisis de estabilidad de un talud de lutitas de la formación paja en el municipio de vélez, santander
    (Universidad Industrial de Santander, 2022-04-01T03:50:33Z) Castillo Martínez, Aldemar ; Mendoza Rizo, Jorge Alejandro
    El presente trabajo expone las características geotécnicas para la estabilización de un talud de lutitas en el municipio de Vélez, departamento de Santander. La información recopilada para este trabajo, se obtuvo de dos (2) fuentes: la primera, correspondió a una visita de campo por parte del investigador, y la segunda fue la información recopilada en los estudios realizados por la Universidad Industrial de Santander en el proyecto “Estudio de amenaza, vulnerabilidad y riesgo por movimientos en masa del municipio de Vélez, departamento de Santander” (UIS-2015). Esta información contiene aspectos geológicos, geofísicos, hidrológicos, hidrogeológicos y geotécnicos, acompañados de datos de laboratorio. La caracterización de las propiedades geotécnicas de las lutitas es de gran importancia, dado que es un material geológico que predomina en diferentes sectores del territorio colombiano, en especial en la Cordillera Oriental. Muchos de los problemas geotécnicos presentes en las obras civiles (vías, presas, edificaciones, entre otras obras) de esta zona están asociados a la presencia de lutitas. En este trabajo se realiza el análisis geotécnico del talud teniendo en cuenta las características físicas y mecánicas, así como las alteraciones químicas. Algunas de las propiedades geotécnicas se ven afectadas por los procesos de meteorización. Las propiedades fisicomecánicas de las rocas y su comportamiento se pueden identificar mediante análisis de campo y laboratorio; estas propiedades a su vez se cargan en diferentes softwares, permitiendo realizar modelos simplificados de la realidad, los cuales permiten simular diferentes situaciones que se pueden presentar normalmente en un talud. Para este trabajo se emplearon los siguientes softwares: RocData 5.010, Dips 8.004 , Slide 9.008 y RS2 11.03, cada uno estos programas arrojan información muy importante para la toma de decisiones en la estabilización del talud, permitiendo definir los mecanismos más óptimos para la estabilización del talud en roca lutíticas.
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    ANÁLISIS DEL COMPORTAMIENTO GEOTÉCNICO ANTE CARGAS SÍSMICAS DE LA PRESA LATORA DE LA CENTRAL HIDROELÉCTRICA SOGAMOSO
    (Universidad Industrial de Santander, 2022-03-31) Barragán Torres, José Ricardo ; Merchán Jaimes, Vladimir Ernesto ; Torrado Gómez, Luz Marina ; Mendoza Rizo, Jorge Alejandro
    El objetivo del presente estudio es la elaboración de un modelo de comportamiento sísmico de la presa Latora de la Central Hidroeléctrica Sogamoso para el análisis y validación de las condiciones de estabilidad de esta ante diferentes escenarios sísmicos; tema vital considerando la gran importancia de la central Sogamoso para el sistema energético del país así como el nivel de riesgo que representa una obra de tal magnitud para la comunidad, poblaciones e infraestructura aguas abajo teniendo en cuenta su localización en una zona de alta sismicidad. El modelo realizado en el software de elementos finitos PLAXIS 2D, fue basado en un sismo en específico, partiendo de información recopilada durante la etapa de construcción de la presa y datos recolectados de los acelerómetros instalados en esta, definiendo los modelos constitutivos que describieran de mejor manera el comportamiento dinámico de los llenos para finalmente realizar su calibración mediante la comparación de los registros de aceleración de los acelerómetros de la presa. Finalmente se obtuvo un modelo calibrado para el sismo especificado, logrando realizar el análisis dinámico y de estabilidad de la presa ante diferentes cargas sísmicas, logrando confirmar el cumplimiento de los factores de seguridad mínimos presentados por la NSR-10.
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    Análisis detallado de amenaza de inundación de la corriente hídrica rio negro en el casco urbano del municipio de rionegro- santander, utilizando modelación hidráulica bidimensional
    (Universidad Industrial de Santander, 2022-04-01T04:18:08Z) Navarro Carrillo, Jenny Fabiola ; Forero Sarmiento, Juan Carlos
    Las inundación generan consecuencias negativas en el paisaje, en los ecosistemas, infraestructuras y seres humanos. En Colombia las fuertes anomalías de precipitación acompañadas de la mala planeación del desarrollo urbanístico, el crecimiento demográfico y el mal uso del suelo, impactan a las comunidades y a los sectores productivos. El propósito principal fue desarrollar a través de Sistemas de Información Geográfica y software libre de modelamiento hidráulico bidimensional, un mapa para el análisis de tipo predictivo de la amenaza por inundación para el casco urbano del municipio de Rionegro que sirva como herramienta orientativa para una óptima Planeación del Ordenamiento Territorial. El análisis detallado de amenaza de inundación se basó en criterios históricos, geomorfológicos, hidrológicos e hidráulicos de acuerdo a lo establecido en el Articulo 16 del Decreto 1807 de 2014 compilado en el Decreto 1077 de 2015 , mediante el desarrollo de cuatro etapas; un análisis hidrológico con el fin de determinar los caudales máximos instantáneos de crecientes para diferentes periodos de retorno (10, 25, 50,100 y 500 años) de la subcuenca de Río Negro, una modelación hidráulica bidimensional de la corriente hídrica del Río Negro que colinda con el casco urbano del municipio de Rionegro a fin de determinar la extensión de la inundación, profundidades de la lámina de agua y velocidades de flujo usando el Software libre IBER, para la determinación y categorización de la amenaza por inundación y finalmente la zonificación de las áreas en condición de amenaza y condición de riesgo a las que se encuentra expuesto el casco urbano del municipio de Rionegro asociadas a las crecientes de la corriente hídrica objeto de estudio.
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    Caracterización dinámica de puentes en concreto de grandes luces de sección viga cajón construidos por voladizos sucesivos
    (Universidad Industrial de Santander, ) Hernández Sierra, Wilson Alexander ; Riveros Jerez, Carlos Alberto ; Vivivescas Jaimes, Álvaro
    El monitoreo de salud estructural basado en vibraciones (SHM) es una herramienta útil para evaluar, verificar y estudiar el estado estructural de los puentes. Generalmente, las pruebas de vibración ambiental (AVT) o las pruebas de vibración forzada (FVT) se utilizan comúnmente para caracterizar la respuesta dinámica de los puentes, donde la selección de la prueba está en función del tipo de puente seleccionado y los recursos económicos disponibles, tanto AVT como FVT tienen ventajas y limitaciones que se han investigado en puentes con diferentes configuraciones estructurales. La ubicación, el número de sensores (acelerómetros) y el tiempo de recopilación de datos juegan un papel importante en la caracterización dinámica de los puentes. A nivel nacional, la construcción de puentes segmentales de concreto con vanos que van desde 50m 200m, o incluso con vanos mayores, se está convirtiendo recientemente en la tipología de puentes predominante. Por lo tanto, esta tipología está atrayendo más atención y, por lo tanto, el estudio de las ventajas y limitaciones de la caracterización dinámica de puentes utilizando AVT y / o FVT es vital en el contexto de una definición de un conjunto de ubicaciones óptimas para maximizar los recursos disponibles (número de acelerómetros y tiempo de recolección de datos entre otros). En esta investigación, AVT y FTV basados en fuentes de excitación seleccionadas de la revisión de la literatura y las simulaciones numéricas se llevan a cabo utilizando varias configuraciones de sensores. La metodología propuesta basada en la colocación óptima del sensor (OSP) muestra que los AVT que utilizan configuraciones de OSP proporcionan resultados similares a los obtenidos con los FVT sin considerar las configuraciones de OSP. Además, la relación de costo económico de FVT / AVT se reduce a 2 se logra un tiempo de recopilación de datos más corto con mejoras en los resultados.
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    Desarrollo de un modelo de gestión operacional para la reducción de pérdidas técnicas y comerciales en sistemas de acueductos. caso de estudio: un distrito hidráulico del acueducto de la ciudad de bucaramanga
    (Universidad Industrial de Santander, 2022-04-01T04:18:08Z) Rincón Suárez, Abner Alexey ; Castañeda Galvis, Luis Fernando
    El control del agua no contabilizada es un desafío importante para la gestión operacional de las empresas de acueducto ya que impacta negativamente la economía de las mismas y las condiciones ambientales de las fuentes de captación. Por tal motivo, la creación e implementación de métodos para la reducción del agua no contabilizada resulta en una actividad crucial para que dichas empresas sean rentables y ambientalmente sostenibles. Partiendo de este panorama, la presente tesis desarrolló un modelo de gestión operacional para la reducción de pérdidas de agua y se aplicó en el sistema de distribución de agua potable del Acueducto Metropolitano de Bucaramanga. Dicho modelo inició con un análisis de puntos calientes de los registros de daños del sistema para la clasificación y selección de un distrito hidráulico. Posteriormente a la selección del distrito, se desarrollaron cinco (5) fases consecutivas, las cuales fueron: I) Cuantificación del volumen de entrada y estimación del Índice de Agua no Contabilizada, II) reducción de los volúmenes autorizados, no facturados y no medidos mediante el establecimiento de criterios para su cuantificación y posterior estimación, III) reducción de pérdidas comerciales por submedición, IV) reducción de las pérdidas técnicas por fugas y V) estimar las relaciones beneficio / costo de los proyectos resultantes. Como resultado, se obtuvo varios proyectos con diferentes viabilidades económicas y diferentes porcentajes de ahorro o reducción de las pérdidas totales para el distrito hidráulico seleccionado. Cabe resaltar que el presente estudio es una metodología aplicable para la adecuada disposición de recursos económicos y está orientada a la reducción de pérdidas de agua en empresas prestadoras del servicio de acueducto.
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    Desempeño de una edificación de 12 pisos diseñada con sistema estructural de resistencia sísmica (des) de muros de carga en concreto reforzado mediante el método estático no lineal
    (Universidad Industrial de Santander, 2022-04-01T04:04:19Z) Uribe Ramírez, Abelardo ; Osorio Bustamante, Edison
    Inicialmente se realizó el diseño estructural de un edificio de 12 pisos conformado por un sistema estructural de muros de concreto reforzado y losas macizas por medio de un análisis elástico, siguiendo las recomendaciones establecidas en el Reglamento de Construcción Sismo Resistente del 2010, NSR-10. En la segunda etapa se evaluó el desempeño sísmico usando el método estático no lineal según ASCE/SEI 41-17 y finalmente se hizo retroalimentación del diseño basado en los resultados obtenidos del análisis no lineal, siguiendo las recomendaciones del ACI-318-19, encontrándose que cumple con los parámetros de seguridad establecidos tanto en el ASCE 41-17 como en la NSR-10. La evaluación realizada mediante el análisis estático no lineal, la estructura cumple con el objetivo de desempeño establecido, porque los desplazamientos obtenidos del análisis modal espectral son menores a los obtenidos por el método estático no lineal, por tanto, la estructura tiene más capacidad al desplazamiento que la estimada inicialmente. El desplazamiento objetivo que se encuentra graficado con los demás límites de desempeño se encuentra anterior al límite de ocupación inmediata (OI), denominado (S-3) según el ASCE 41-17 lo cual significa que la estructura para el sismo de diseño se mantiene con las mismas condiciones de capacidad y resistencia. No se presenta pérdidas de vidas humanas y la estructura funciona con normalidad. Se evidenció un aumento significativo de la demanda a cortante en algunos muros del sistema estructural según el análisis estático no lineal, de acuerdo a lo requerido por el ACI318-19 se reforzó los muros.
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    Diseño geométrico de intersecciones viales a desnivel, con base en la integración de : bim, ipd y lean construction
    (Universidad Industrial de Santander, 2022-04-01T03:57:00Z) Castañeda Parra, Karen Milady ; Sánchez Rivera, Omar Giovanny ; Porras Díaz, Hernán
    El proceso de diseño geométrico de intersecciones viales a desnivel ha permanecido sin modificaciones durante varios años, además es asociado a problemáticas que han permanecido a lo largo del tiempo, tales como: retrasos, sobrecostos, errores de diseño, problemas de calidad, entre otros. Las nuevas tecnologías y metodologías podrían mejorar el proceso de diseño geométrico vial, como es el caso de: BIM, IPD y Lean Construction, sin embargo, pocos estudios han sido enfocados a los proyectos viales, y por el contrario, muchos han sido dedicados al sector de la edificación, donde se han observado notables beneficios. En esta investigación se propone una metodología de diseño geométrico de intersecciones viales a desnivel con base en la integración de: BIM, IPD y Lean Construction. La metodología llevada a cabo estuvo compuesta por seis etapas principales: 1) caracterización de la metodología tradicional de diseño geométrico, 2) implementación BIM, 3) implementación Lean Construction, 4) implementación IPD, 5) caracterización de la metodología, y 6) validación y calibración de la metodología. Los resultados muestran que la implementación de BIM permite automatizar el proceso de diseño, mejorar la visualización, y crear un ambiente de colaboración que hace posible detectar errores diseño en etapas tempranas del proyecto y propiciar la aplicación de los principios del método IPD y la filosofía de reducción de pérdidas Lean Construction. Para la validación y calibración de la metodología propuesta se presenta el diseño geométrico de una intersección a desnivel tipo Trompeta y otra tipo Trébol, con las cuales fue posible evidenciar los beneficios y la aplicabilidad de la metodología propuesta.
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    Efecto de la capacidad de disipación de energía seleccionada en el desempeño sísmico por desplazamiento de edificaciones con sistema muros de carga en zonas de sismicidad intermedia
    (Universidad Industrial de Santander, ) Uribe Hernández, Sandra Liliana ; Sotelo Monroy, Fredy Saúl ; Benjumea Royero, José Miguel
    El reglamento colombiano de construcción sismo resistente (NSR-10) permite reducir las fuerzas sísmicas durante el diseño de edificaciones. Para esto se usa el coeficiente de disipación de energía (R), el cual depende del sistema de resistencia sísmica y la capacidad de disipación de energía esperada. La NSR-10 asocia un grado mínimo de capacidad de disipación de energía (mínima, moderada y especial) a cada zona de amenaza sísmica (baja, intermedia y alta, respectivamente).Esto deja abierta la posibilidad de usar un mayor grado de disipación al mínimo establecido en la norma para una determinada amenaza sísmica. Estudios previos han demostrado que el uso de un coeficiente de disipación de energía y requisitos detallados para capacidades superiores al grado mínimo en zonas de amenaza sísmica intermedia, puede resultar en la reducción de las cantidades de obra de la estructura; sin embargo, el efecto de este enfoque de diseño en el desempeño sísmico de la edificación no ha sido investigado. Por tal razón, en este trabajo se compara la capacidad de desplazamiento de una edificación de 15 pisos diseñados para una zona de amenaza sísmica intermedia con capacidades de disipación moderada y especial. El sistema estructural del edifico consiste en muros de concreto reforzado diseñado de acuerdo con las disposiciones del reglamento colombiano NSR-10. La edificación fue modelada mediante elementos finitos. La capacidad de desplazamiento para los casos moderado y especial se calcularon mediante un análisis no lineal estático siguiendo los requisitos de la guía ASCE / SEI 41-17. Entre los resultados encontrados se evidenció que la edificación con capacidad especial presentó una mayor capacidad de desplazamiento que la de capacidad moderada.
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    Estudio comparativo para la determinación de capacidad por punta ultima en pilotes
    (Universidad Industrial de Santander, 2022-04-01T03:50:33Z) García Peinado, Henry Daniel ; Merchan Jaimes, Vladimir Ernesto
    En los últimos años en nuestro país se ha incrementado el uso de cimentaciones profundas, debido a la exigencia de las construcciones de proyectos de gran magnitud, entre ellos encontramos: puentes, muelles, edificios de gran altura y proyectos empresariales con gran demanda de cargas, que se le deberán aplicar al terreno. Debido a lo anterior y la expansión de la construcción a zonas donde el suelo superficial no aporta una capacidad necesaria para la cimentación superficial de estas estructuras, los ingenieros hemos optado por el diseño de cimentaciones profundas. El sistema de construcción más común en cimentaciones profundas son los pilotes pre-excavados y fundidos in situ, estos tienen una gran variedad de métodos de diseños para el cálculo de la capacidad portante del pilote (Qu); diseños mediante ecuaciones analíticas, modelos numéricos y correlaciones de ensayos como el SPT y CPT. Para los análisis de este trabajo se utilizó información de campo del proyecto “Ampliación del edificio administrativo del aeropuerto Ernesto Cortissoz, Barranquilla - Colombia” los cuales muestran un perfil de varias capas de suelos (rellenos antrópicos, arenas limosas y arcillas). Para el análisis comparativo se usaron las metodologías teóricas planteadas por Meyerhof (1976), Vesic (1977), Jambu (1976), Cole y Castello (1981) (para arenas) para el cálculo de la capacidad de carga por punta (Qp); para el cálculo de la capacidad por fricción (Qs) se usó el método landa (λ) propuesto por Vijayvergiya y Fotch (1972), el método Alfa (α) y método (β). Así mismo se compararon con las correlaciones para calcular Qu con base en los ensayos SPT y CPT.
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    Evaluación del factor de capacidad de disipación de energía de edificios altos de muros industrializados delgados y esbeltos
    (Universidad Industrial de Santander, 2022-04-01T04:04:19Z) Zea Acevedo, Mayra Alejandra ; León Bonett Díaz, Ricardo
    En respuesta al crecimiento poblacional y la demanda de vivienda se ha observado en la actualidad un incremento significativo de construcción de edificios con sistema de muros industrializados, debido a la reducción en tiempos y costos de construcción frente a otros sistemas constructivos y su aprovechamiento de espacios, no obstante, esta misma practica ha impulsado el uso de muros delgados, en algunos casos con ausencia de confinamiento. Este hecho ha alarmado a la comunidad académica en todo el mundo debido a que en sismos recientes como los ocurridos en Chile (2010), Nueva Zelanda (2011) y Turquía (2010), se evidenció una respuesta desfavorable de edificios de muros con sistemas de muros con características similares e incluso mejores de las encontradas en la Ciudad de Bucaramanga. Debido a esta preocupación se han realizado numerosas investigaciones con el fin de estudiar la respuesta de este sistema estructural ante eventos sísmicos de gran magnitud. En este trabajo, se analizó una base datos de 26 edificios localizados en zona de amenaza sísmica alta, principalmente en la ciudad de Bucaramanga, a partir de los macro parámetros de cada uno de los edificios, y finalmente se obtuvo la curva de capacidad para dos de ellos, con base en su configuración, cargas aplicadas y detallado de refuerzo. A partir de los resultados obtenidos, se identificó la necesidad de revisar algunos aspectos normativos, como el factor de capacidad de disipación de energía, R. ya que el uso de factores inapropiados que sobre estimen la capacidad de la estructura, puede conducir a diseños estructurales con bajos niveles de seguridad. A partir de las características identificadas de los macro parámetros de los edificios localizados en zonas de amenaza sísmica alta, se obtuvieron funciones de distribución de probabilidad para los principales parámetros geométricos y mecánicos que controlan el comportamiento sísmico de los edificios. A partir de estas funciones y por medio de una metodología simplificada de análisis estático no lineal, se desarrollaron curvas de capacidad para edificios con alturas entre 15 y 20 niveles, a partir de las cuales fue posible determinar el coeficiente de capacidad de energía y sobre resistencia de cada caso. Los resultados obtenidos muestran que los coeficientes de disipación obtenido en este trabajo son inferiores a los considerados por el Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente (Asociación Colombiana de Ingeniería Sísmica, 2010) haciéndose necesaria una re-evaluación de las consideraciones de diseño establecidas para esta tipología de estructura, teniendo en cuenta que se podría estar sobreestimando la capacidad de las edificaciones.
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    Evaluación mediante un análisis no lineal de un edificio de once niveles con sistema estructural de muros de carga tipo d.e.s.
    (Universidad Industrial de Santander, ) Mendoza Arias, Nelson Hernando ; Osorio Bustamante, Edison
    El sistema estructural en muros de concreto reforzado como elementos principales de resistencia sísmica es ampliamente utilizado en edificaciones localizadas en zonas de amenaza sísmica alta e intermedia en nuestro país debido a su gran capacidad de resistencia y ductilidad ante solicitaciones por fuerzas sísmicas además del acelerado rendimiento en el proceso constructivo. Este sistema estructural está permitido dentro Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente NSR 10 (Decreto 926, 2010). Que basa sus requisitos en el ACI 318-08 (ACI 318, 2008). El diseño estructural que se desarrolló en el presente documento parte del análisis y conceptualización de un edifico proyectado en un sistema estructural de muros de concreto reforzado mediante una metodología elástica lineal basado en las consideraciones y requerimientos del Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente NSR 10 (Decreto 926, 2010). La segunda parte de este documento se desarrollará mediante un análisis estático no lineal bajo los requisitos del ASCE 41-17 (ASCE 41, 2017), con la finalidad de determinar el desempeño de la edificación mediante la comparación de los desplazamientos lineales y no lineales estimada mediante las metodologías y normativas previamente mencionadas, considerando un ajuste en los parámetros de diseño de los elementos de borde y el cortante plástico de acuerdo al ACI 318-19 (ACI 318, 2019).
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    Optimización de la resistencia a la tracción de un concreto fibro-reforzado con contenidos de arena de fundición por medio del método estadístico de superficie de respuesta
    (Universidad Industrial de Santander, 2022-04-01T04:04:20Z) Morantes Jaime, Lady Diane ; Zapata Orduz, Luis Eduardo
    Los concretos reforzados con fibras sintéticas han tenido un auge significativo en los últimos años en las investigaciones gracias a sus positivos resultados para mejorar las técnicas constructivas, económicas y ambientales. Por lo tanto, el presente proyecto de investigación plantea evaluar el comportamiento a tracción a la edad de 14 días del concreto reforzado con macro fibras sintéticas y remplazos de arena de fundición por agregado fino en los dominios de remplazo de 0.00% a 100.00% y en las fibras del 0.00% al 0.80% (volumen). Se realizaron dos tipos de ensayo en estado endurecido para caracterizar el material en estudio: (i) ensayo a compresión simple y (ii) ensayo brasileño a tracción indirecta, los cuales se ejecutaron mediante un diseño estadístico de experimentos del tipo central compuesto desde puntos axiales basado en un factorial 2k con puntos al centro junto con la metodología de superficie de respuesta y análisis de varianza (ANOVA). Para los resultados, se realizó un análisis estadístico donde se evidenció que el uso de la función de densidad de probabilidad de Weibull es acertado para describir el comportamiento del concreto reforzado con macro fibras sintéticas y remplazos de arena de fundición. Adicionalmente, se puede concluir que la adición de macro fibras sintéticas al concreto hace que su resistencia a la tracción y a la propagación de grietas aumente en un 28.9% en comparación con un concreto sin fibras, contrario al comportamiento del concreto con remplazo de agregado fino por arena de fundición, ya que este material hace que se formen poros en el concreto los cuales reducen la pasta aglutinante para la unión de los agregados, reduciendo así su resistencia tanto a la tracción como a la compresión.