Maestría en Ingeniería Estructural
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Item 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, 2021) Mendoza Arias, Nelson Hernando; Osorio Bustamante, Edison; Osorio Mendoza, Carlos Andrés; Zapata Orduz, Luis EduardoEl 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).Item 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, 2021) Morantes Jaime, Lady Diane; Zapata Orduz, Luis Eduardo; Núñez López, Andrés Mauricio; Cruz Hernández, Ricardo AlfredoLos 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.Item 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, 2021) Uribe Ramírez, Abelardo; Osorio Bustamante, Edison; Gaviria Mendoza, Carlos Andrés; Zapata Orduz, Luis EduardoInicialmente 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.Item Evaluación del factor de capacidad de disipación de energía de edificios altos de muros industrializados delgados y esbeltos(Universidad Industrial de Santander, 2021) Zea Acevedo, Mayra Alejandra; Bonett Díaz, Ricardo León; Riveros Jerez, Carlos Alberto; Zapata Orduz, Luis EduardoEn 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.Item 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, 2021) Uribe Hernández, Sandra Liliana; Sotelo Monroy, Fredy Saúl; Benjumea Royero, José Miguel; Osorio Bustamante, Edison; Valencia Mina, WilliamEl 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.