Maestría en Ingeniería Estructural
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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 EduardoLos 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, EdisonInicialmente 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, NSR10. En la segunda etapa se evaluó el desempeño sísmico usando el método estático no lineal según ASCE/SEI 4117 y finalmente se hizo retroalimentación del diseño basado en los resultados obtenidos del análisis no lineal, siguiendo las recomendaciones del ACI31819, encontrándose que cumple con los parámetros de seguridad establecidos tanto en el ASCE 4117 como en la NSR10. 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 (S3) según el ASCE 4117 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 ACI31819 se reforzó los muros.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, EdisonEl 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 31808 (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 4117 (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 31819 (ACI 318, 2019).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; Benjumea Royero, José Miguel; Sotelo Monroy, Fredy SaúlEl reglamento colombiano de construcción sismo resistente (NSR10) 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 NSR10 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 NSR10. 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 4117. Entre los resultados encontrados se evidenció que la edificación con capacidad especial presentó una mayor capacidad de desplazamiento que la de capacidad moderada.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; León Bonett Díaz, RicardoEn 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 reevaluación 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 Influencia de la distribución del refuerzo vertical en el desempeño estructural de muros de concreto reforzado: un caso de estudio para un edificio de 10 pisos con sistema de muros de carga(Universidad Industrial de Santander, 2020) Montañez Torres, Dean Andersson; Osorio Bustamante, EdisonSe realizó el diseño estructural de un edificio conformado por un sistema 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). Con la cuantía de refuerzo vertical obtenida en el diseño se establecieron dos distribuciones de refuerzo vertical para cada muro del sistema estructural, concentrando el acero en los extremos y distribuyéndolo uniformemente en la longitud del muro. Basado en el diseño elástico se efectuó un análisis estático no-lineal de la estructura basado en un modelo a base de fibras (P-M) en el software ETABS® 2015 para simular el comportamiento de los muros en el rango no-lineal incluyendo la no linealidad del material, la no linealidad geométrica, además de incorporar en el modelo matemático la flexibilidad de la cimentación, siempre guiado con los parámetros descritos en el -17). Se destaca para este caso particular la distribución de refuerzo vertical uniforme en la sección del muro estructural según los resultados permite obtener una ductilidad de desplazamiento más alta, presenta una secuencia en la aparición de las rotulas en los muros permitiendo que la estructura disipe energía de manera progresiva. Además, se detalla que ambas distribuciones de refuerzo alcanzan el mismo desplazamiento objetivo y la estructura con refuerzo concentrado presenta una perdida mas grande de muros por aparición de varias rotulas de manera simultánea, esto debido a que el acero llega rápidamente a la fluencia en un pequeño incremento de desplazamiento y puede generar una falla inmediata de la estructura cuando el acero incursione en la zona de endurecimiento por deformación. También se pudo verificar la necesidad de aumentar el refuerzo a cortante en los muros ya que las solicitaciones presentadas en el análisis no-lineal son superiores a la consideradas en la etapa de diseño elástico.Item Diseño y nivel de desempeño estructural de una edificación de 14 pisos con sistema de muros de carga(Universidad Industrial de Santander, 2020) Acevedo Calderón, German Hernando; Chio cho, GustavoLas edificaciones con sistema estructural de muros de concreto reforzado son de amplio uso debido a su eficiencia constructiva y rigidez. No obstante, es un sistema estructural que debe ser dimensionado y ser dispuesto en base a las cualidades intrínsecas que no son descritas de manera directa por los códigos de diseño. En el presente proyecto se dimensionó y diseñó una estructura de catorce pisos con sistema estructural tipo túnel, bajo los lineamientos establecidos por el reglamento de construcción sismo resistente NSR-10 (Decreto 926. 2010), haciendo hincapié en los elementos estructurales más representativos. Una vez diseñada la estructura se procedió a evaluar en base a los lineamientos establecidos por ASCE 41-17 (ASCE 41, 2017), mediante un análisis estático no lineal conocido como PushOver, con el fin de establecer el desempeño de la estructura con base a sus desplazamientos y el comportamiento cualitativo de los elementos primarios de la estructura, sin que esto conlleve un rediseño de la estructura o comparaciones en las normativas previamente enunciadas. Con el fin de validar los resultados obtenidos del desempeño estructural se realizó una modelación de los elementos estructurales para identificar cuales elementos dominan la respuesta de la edificación siendo comparándolos con las estimaciones realizadas por el modelo matemático.Item Comparación de un sistema estructural liviano usando acero conformado en frio vs concreto reforzado para una edificación de dos niveles(Universidad Industrial de Santander, 2020) Beltrán Pérez, Jorge Alexander; Peralta Hernandez, Miguel AntonioSe realizó una comparación entre una estructura de dos niveles en zona de riesgo sísmico alto utilizando un sistema tradicional con pórticos de concreto y una estructura liviana de acero conformado en frío. El diseño estructural de las dos estructuras fue realizado con base en los requerimientos del Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente NSR-10 y las normas americanas AISI American Iron and Steel Institute S100, S240 y S400. Se explicó en detalle la metodología para la escogencia idónea de los perfiles y maquinas laminadoras utilizando un software especializado de tecnología neozelandesa, incluyendo las etapas del modelado estructural, elaboración de planos de ingeniería de detalle, elaboración de planos de ensamblaje, definición de las máquinas laminadoras, fabricación, ensamblaje y montaje. Con base en las cantidades de obra de cada estructura se procedió a elaborar un análisis de costos, a través de la elaboración de presupuestos, cronogramas de obra y flujos de caja. Se encontró que la diferencia en peso de la estructura de acero liviano proporciona un ahorro de aproximadamente 2/3 con respecto al peso de la estructura tradicional, adicionalmente el periodo de la estructura liviana es menor produciendo como resultado una estructura de mayor rigidez. Se encontró que la duración del cronograma de obra de la estructura liviana es de 173 días mucho menor que los 305 días para la estructura tradicional, lo que se tradujo en una reducción del costo de construcción de aproximadamente el 10%. Al final se hicieron unas recomendaciones especialmente desde el punto de vista normativo, con el fin de que se puedan implementar los sistemas livianos en el país.Item Aplicación de un algoritmo heurístico para optimización del peso de una torre de energía de alta tensión(Universidad Industrial de Santander, 2018) Guevara Corzo, Jeffrey Jose; Begambre Carrillo, Oscar JavierLa aplicación de los diferentes métodos de optimización, en el diseño de diferentes tipos de estructuras civiles, es una línea de investigación relativamente joven que ha ido ganando importancia, en la comunidad científica y en la industria, por su flexibilidad y los grandes beneficios económicos que estos pueden brindar. En este documento se presenta un procedimiento de diseño óptimo, aplicando el algoritmo del temple simulado (Simulated Annealing), y los resultados de su aplicación para determinar el peso mínimo de una estructura metálica para transmisión de energía. El procedimiento realizado se adapta a la naturaleza discreta que tienen los perfiles que compone la estructura, en donde se utiliza la perfileria comercial en L que está presente en el mercado colombiano, aplicando tres diferentes agrupaciones de variables, analizando las repercusiones que tiene esta estrategia en la eficiencia del algoritmo (disminución del peso) y el costo computacional del mismo (tiempo de procesamiento). Mediante el uso del temple simulado, se puede llegar a un diseño final con una reducción de hasta un 12% de su peso inicial. Considerando que en el país no existe una guía o parámetros para el diseño de este tipo de estructuras metálicas, se siguieron los documentos ASCE 72-09 y ASCE 10-97, los cuales brindan los parámetros necesarios para el diseño de la estructura y las restricciones para el algoritmo del temple simulado.Item Patología y rehabilitación estructural de la superestructura de un puente en concreto reforzado ubicado en el municipio La Calera-Cundinamarca(Universidad Industrial de Santander, 2018) Bueno Lara, Stephanie Andrea; Diaz Masmela, Oscar AlbertoEste proyecto realiza la patología de la súper-estructura de un puente en concreto reforzado ubicado en la Calle 5 #2-98 del municipio La Calera, en Cundinamarca (GOOGLE MAPS, 2017), a través de la siguientes metodologías de análisis: Método INVIAS y método Directo (INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS , 2006) (DÍAZ MÁSMELA, 2017, pág. 6). El método INVIAS, tiene en cuenta el procedimiento descrito en el Manual de Inspección Visual de Puentes y Pontones (INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS , 2006). El método directo tendrá en cuenta los siguientes ensayos (DÍAZ MASMELA, 2017): Microscopio detector de grietas, ensayo de escáner, ensayo de esclerometría, frente de carbonatación y extracción de núcleos de concreto. El análisis de los resultados obtenidos y la evaluación de cargas del puente se realizan a través del módulo CSI Bridge® 2017 (CSI COMPUTERS & STRUCTURES) y la verificación del modelo matemático a través de hojas de cálculo que permiten identificar las solicitudes mínimas de refuerzo, acordes con los lineamientos estipulados en el CCP-14 (ASOCIACIÓN COLOMBIANA DE INGENIERÍA SÍSMICA - AIS, 2014) Se enseñan diferentes metodologías de reforzamiento (SIKA, 2017), sin embargo, la ingeniería presentada se basa en el método de recrecimiento de secciones. Los anexos de este estudio cuentan con planos de la ingeniería existente, planos de la propuesta de reforzamiento e informe de ensayos no destructivos realizados por la empresa CONCRELAB. Es importante anotar que el presente estudio no incluye la patología de la cimentación del puente, solamente tiene en cuenta el análisis de la súper-estructura, adicional a esto, se evalúa el estado de elementos no estructurales como: Barandas, carpeta asfáltica y andenes __Item Evaluación de la confiabilidad de una estructura con porticos de acero considerando la variabilidad en las propiedades del material(Universidad Industrial de Santander, 2018) Lopez Morantes, Elkin Mauricio; Chio Cho, GustavoEn este trabajo de aplicación es evaluada la confiabilidad empleando simulación de MonteCarlo para el índice de flexibilidad (IF) y los periodos, de una edificación regular de cuatro niveles con pórticos de acero, considerando la variabilidad en las propiedades del acero (A572 Gr50) de los elementos estructurales (columnas, vigas, viguetas y riostras) mediante simulación de MonteCarlo. Las propiedades del acero: módulo de elasticidad (Es), densidad (), resistencia a la fluencia (Fy) y resistencia a la rotura (Fu), son consideradas como variables aleatorias que se ajustan a una distribución normal. Las simulaciones se realizaron mediante una aplicación tipo OAPI (Open Application Programming Interface) desarrollada en lenguaje Visual Basic for Application el cual se encuentra incorporado en Microsoft Excel®, para automatizar los análisis elásticos realizados a la edificación en estudio, modelada en SAP2000®, generando e ingresando valores aleatorios de las propiedades del acero, ejecutando los análisis y extrayendo las salidas (Desplazamientos nodales y Periodos). Posteriormente la aplicación realiza el tratamiento estadístico de los resultados y determina la probabilidad de falla (Pf) junto con el índice de confiabilidad () para el índice de flexibilidad (IF) de cada entrepiso y los periodos de la estructura, los cuales son cotejados con valores típicos establecidos en la literatura.Item Influencia en el comportamiento estructural debida a la variabilidad de las propiedades del hormigón, en porticos de concreto reforzado mediante confiabilidad estructural(Universidad Industrial de Santander, 2018) Vanegas Herrera, Sergio Andres; Chio cho, GustavoEn este proyecto de aplicación de maestría, se evalúa la influencia de variar randómicamente algunas propiedades del hormigón, como módulo de elasticidad Ec, la densidad y la carga viva CV, en una edificación aporticada, de cuatro (4) pisos y de configuración regular, para estudiar el comportamiento estructural, en la respuesta del Índice de Flexibilidad (IF), de cada entrepiso, y del Índice de Sobreesfuerzo (IS), para todas las columnas. Para lograrlo, se generó una aplicación, programada en Visual Basic for Application de Excel®, que es capaz de llamar a una estructura modelada en ETABS®, ingresarle números aleatorios de las propiedades del concreto (ajustados principalmente a una distribución normal), correr la estructura y extraer la información de salida, que son los dos (2) índices ya mencionados. Este procedimiento, que no es más que una Simulación de MonteCarlo, se debe realizar el número de iteraciones necesarias para desarrollar un análisis estadístico adecuado y determinar la confiabilidad estructural, hallando principalmente sus dos (2) medidores, los cuales son la probabilidad de falla (Pf) y el índice de confiabilidad (), quienes matemáticamente son correlacionables. Estas respuestas se comparan con las encontradas en la literatura y que son de amplia aceptación internacional.Item Diseño estructural de un edificio en aluminio de cinco pisos en Cartagena de forma regular con suelo tipo C, basado en el capítulo F.5 del reglamento colombiano de construcción sismo resistente, NSR-10(Universidad Industrial de Santander, 2018) Tobo Ramos, Jose David; Peralta Hernandez, Miguel AntonioEste trabajo de grado tiene como finalidad profundizar el procedimiento de análisis y diseño de un edificio de cinco pisos ubicado en la ciudad de Cartagena, que pertenece a una zona de baja sismicidad de acuerdo con el mapa de amenaza sísmica de la NSR-10. En la primera parte del trabajo de grado se menciona las ventajas de utilizar el aluminio como un material de construcción, además de mencionar las principales características mecánicas del aluminio y sus aleaciones, y los tipos de perfiles estructurales que normalmente se disponen en el mercado; posteriormente se definen los parámetros sísmicos de diseño del edificio, los cuales dependen de la ubicación, uso y geometría que tendría el edificio; La estructura del edificio se diseñó para cumplir con las exigencias de rigidez, resistencia y de tenacidad; el procedimiento de diseño estructural se basa en los pasos descritos en el numeral A.1.3 de la NSR-10. El análisis se realizó mediante un programa computacional de estructuras, del cual se obtuvieron las solicitudes de cargas sobre los elementos y se asignaron los perfiles estructurales en los que las resistencias de diseño fueran mayores que la demanda producto de las solicitaciones de carga; El diseño estructural se basó en las disposiciones establecidas del capítulo F.5 de la NSR-10, la cual ofrece expresiones matemáticas para determinar la resistencia de diseño de los principales miembros y sus efectos combinados. Los cálculos que se presentan en el trabajo de grado corresponden a un diseño tipo de cada miembro en aluminio. Al final del trabajo de grado se registraron las principales conclusiones, de acuerdo con los objetivos propuestos de este trabajo de grado, que pudieran describir aspectos importantes como el resumen de los perfiles estructurales de los miembros del edificio y las ventajas y desventajas que posee una estructura en aluminio.Item Estudio de vulnerabilidad sísmica del edificio Álvaro Beltran Pinzón-sede UIS(Universidad Industrial de Santander, 2018) Agredo Acevedo, Hernan; Valencia Mina, WilliamLa excesiva deflexión presentada en el entrepiso del segundo nivel del edificio Álvaro Beltrán Pinzón de la Universidad Industrial de Santander, acompañada de excesivas grietas en las oficinas localizadas en sus voladizos, ha llamado la atención de su comportamiento estructural, para lo cual se dispondrá de un análisis de vulnerabilidad sísmica soportada en la información existente y en mediciones de campo. Una vez obtenida toda la información disponible del proyecto, se realizó la inspección a la edificación, mediciones geométricas, ensayos de medición de la resistencia del concreto mediante esclerómetro en columnas y vigas de entrepiso y detección del refuerzo en aquellos sitios de interés particular en la estructura. Con la información disponible, se procedió a construir un modelo matemático bajo la metodología de análisis estático no lineal pushover que permite establecer el comportamiento estructural de la edificación en estudio. Los resultados del comportamiento estructural son obtenidos mediante la aplicación de la norma Colombiana de diseño sísmico NSR-10 (decreto 926 de 2010), Documento ATC 40 (California Seismic Safety Commission) y FEMA 440 (Department of Homeland Security Federal Emergency Management Agency). Se evidencia, que algunos elementos de la estructura no se ajustan a los requisitos del nivel de desempeño objetivo “Seguridad de Vida” y se propone la alternativa de solución para garantizar la funcionabilidad de la estructura.Item Diseño estructural de alternativa viga cajón unicelular en concreto preesforzado con puntales laterales y pila única para el viaducto La Unión, Bucaramanga(Universidad Industrial de Santander, 2018) Ariza Medina, Jeffer Mauricio; Viviescas Jaimes, ÁlvaroEl contenido de este documento, describe el diseño estructural de alternativa en viga cajón unicelular de concreto preesforzado con puntales laterales y su comparación en cantidades de materiales de la superestructura con el diseño original del viaducto la Unión de la ciudad de Bucaramanga. El diseño estructural de la alternativa planteada corresponde al diseño de la superestructura de un puente de concreto preesforzado, con tipología de cajón uni-celular con puntales laterales para ensanchamiento de la sección transversal. Se plantea un solo pilar por apoyo. La configuración longitudinal del puente corresponde a tres luces de 52.45, 111.0, y 55.5 m para una longitud total de 218.95. El ancho total del tablero es de 22.5m, con una distribución igual a la del diseño original para mantener la misma capacidad de servicio. El diseño original, corresponde a una viga cajón tri-celular de concreto preesforzado con dos pilares por apoyo. La conclusión de este análisis, es que la alternativa en viga cajón unicelular en concreto preesforzado con puntales laterales y pila única para el viaducto, es completamente viable y cumple con los requisitos establecidos por el código actual. También se encontró que la estructura planteada en la alternativa es más eficiente en el consumo de materiales y por consiguiente en el peso total del puente, llegando incluso a valores por debajo del 50% del diseño original tanto para el concreto como para el acero de preefuerzo.Item Reforzamiento estructural con muros estructurales de edificios de grupo de uso II, III y IV construidos en tapia pisada(Universidad Industrial de Santander, 2018) Arismendi Weber, Rafael Cristobal; Viviescas Jaimes, ÁlvaroLos edificios construidos en mampostería en adobe o en tapia pisada (tierra apisonada) forman parte de nuestra tradición constructiva, razón por la cual tienen una connotación cultural de gran relevancia en nuestra sociedad. Es el caso no solo de Colombia sino de todos aquellos países que tuvieron la influencia europea, la que a su vez ya había sufrido la influencia del medio oriente, cultura en la cual este tipo de construcción fue utilizado desde épocas inmemoriales. Aún más, en América, incluyendo lo que hoy es gran parte de los Estados Unidos, los pueblos indígenas ya utilizaban la tierra para la construcción de sus viviendas. ([1], pag. 49) Hoy en día estos países están sumidos en una disyuntiva. Por un lado deben preservar su legado histórico, pero por otro, están obligados a garantizar la seguridad de la vida humana dotando a los edificios de un adecuado tratamiento estructural. Se hace necesario encontrar una solución ecléctica que contemple ambas necesidades. El objetivo del presente trabajo es proponer una alternativa para contribuir al problema del reforzamiento estructural de los edificios construidos en tapia pisada, usualmente destinados a actividades de los grupos de uso II, III y IV, utilizando una modalidad de reforzamiento extraído del capítulo C de la norma NSR 10 pero que no ha sido tenida en cuenta para la solución del mismo. Se trata de la pantalla de concreto.Item Diseño y análisis no lineal de un edificio de muros de carga de concreto reforzado en una zona de amenaza sísmica alta(Universidad Industrial de Santander, 2017) Correa Melano, Rafael Antonio; Osorio Bustamante, EdisonEn zonas de amenaza sísmica alta en Colombia es común encontrar edificios residenciales con sistema estructural basado en muros de carga; el desempeño de este tipo de edificios en el sismo de Chile de 2010, así como en los sismos de 2011 en Christchurch, Nueva Zelanda, y en experimentos de edificios de concreto reforzado a escala real ha provocado revisión y ajuste de un gran número de requisitos de códigos de diseño y construcción (Ghosh, 2016). Este estudio pretende hacer el diseño elástico lineal y analizar el desempeño no lineal de un edificio de muros de carga ubicado en una zona de amenaza sísmica alta. El caso de estudio es un edificio de 12 niveles, el cual se analizó y diseñó según el Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente, NSR-10 (Decreto 926, 2010), el desempeño sísmico del edificio se evaluó usando el procedimiento de análisis estático no lineal consignado en el estándar fiSeismic Evaluation and Retrofit of Existing Buildingsfl, ASCE 41 (ASCE, 2014). Se usó un modelo de rótulas plásticas basadas en fibras para simular la respuesta no lineal de los muros de concreto reforzado. Los resultados encontrados muestran que el modelo del edificio basado en el diseño elástico cumple con el nivel objetivo de desempeño seleccionado para la estructura del edificio (nivel fiLife-Safetyfl). Se propusieron cambios al diseño inicial para cumplir requisitos del código fiBuilding Code Requirements for Structural Concretefl, ACI 318 (ACI, 2014), que no se encuentran incluidos en NSR-10 y están relacionados con espesor de elementos especiales de borde, cantidad de refuerzo transversal en elementos especiales de borde en muros, límites de esbeltez en zonas especiales de borde para evitar fallas por inestabilidad y requisitos para diseño de diafragmas tipo losas macizas construidas en sitio.Item Análisis de fisuras en una viga a partir de las curvaturas de la deflexión y la forma modal(Universidad Industrial de Santander, 2017) Forero Carrillo, Ruben Dario; Begambre Carrillo, Oscar JavierLas estructuras a través de los años de uso pueden llegar a presentar fisuras que no fueron tenidas en cuenta en los análisis iniciales. Por ello resulta importante el desarrollo de herramientas que permitan modelar y analizar la presencia de fisuras en las estructuras. Teniendo como base la teoría de vigas de Euler Bernoulli, y el trabajo desarrollado por Sinha, Friswell y Edwards1, (el cual es un método que tiene la ventaja de localizar la fisura, dentro de un modelo numérico, dando su posición y su altura), se propone una extensión de las formulas planteadas por estos autores, con el fin de poder superar las limitaciones del planteamiento inicial de los mismos, a saber: el tamaño de los elementos finitos; la cercanía entre fisuras y la cercanía de las fisuras a los puntos extremos de la viga. Posteriormente, empleando las formulas modificadas, se desarrolló un procedimiento para determinar y graficar las curvaturas de la deflexión y de las formas modales, con la finalidad de identificar posibles variaciones en las mismas. Igualmente se simuló el efecto de errores de medición sobre las curvaturas determinadas y se analizó como afectan estos errores las gráficas de curvaturas de deflexión y de formas modalesItem Diseño y análisis no lineal de una edificación de 12 pisos con sistema estructural de muros estructurales de concreto reforzado(Universidad Industrial de Santander, 2017) Niño Villamizar, Laura Juliana; Osorio Bustamante, EdisonEn el sector de la construcción en Colombia es común encontrar procesos de optimización mal enfocados; estos procesos en ocasiones violan principios normativos mínimos (Isaza, 2014) que resultan en reducción de dimensiones y cuantías de refuerzo en los elementos estructurales de un edificio; en particular, los edificios basados en muros y losas macizas de concreto reforzado se consideran por defecto como estructuras que deben ajustarse a pequeños presupuestos. La experiencia en sismos recientes de grandes magnitudes, como el de Chile en 2010 (Alarcon C. , Hube, Juenemann, & de la Llera, 2015) y Nueva Zelanda en 2011 (Henry, 2013) ha mostrado que la relación de aspecto, dimensiones y la cantidad de refuerzo de confinamiento en elementos especiales de borde de muros tienen gran influencia en el comportamiento de edificaciones basadas en ese sistema estructural durante un evento sísmico. El objetivo de este estudio es obtener el análisis y diseño lineal, así como el análisis no lineal de una estructura de 12 pisos ubicada en una zona de amenaza sísmica alta. El análisis y diseño lineal se ejecuta según los requisitos de NSR-10 (Decreto 926, 2010); el análisis no lineal se realiza según requisitos para el procedimiento estático no lineal del estándar ASCE 41-13 (ASCE, 2014). Los resultados obtenidos muestran que el modelo del edificio, basado en el diseño según NSR-10, se ajusta a los requisitos del nivel de desempeño objetivo fiSeguridad de la vidafl. Finalmente, se compara el diseño inicial con algunos requisitos de muros especiales (espesor mínimo y cantidad de refuerzo transversal de elementos de borde) y se encuentran solicitaciones para el diafragma según requisitos del código de diseño ACI 318 (ACI Commite 318, 2014).Item Comprobación in situ de frecuencias de vibración en entrepisos de concreto postensado(Universidad Industrial de Santander, 2017) Gomez Suarez, Tomas Enrique; Osorio Bustamante, Edison; Viviescas Jaimes, AlvaroEl uso de postensado en losas de entrepisos de edificaciones residenciales, industriales y de oficina ha sido ampliamente usado en los últimos años, dado que, permite reducir el espesor estructural requerido de la losa al mínimo posible. Sin embargo, esta reducción de sección implica tener una atención especial en el control de deflexiones y las vibraciones en condiciones de servicio. Para controlar las vibraciones, las normativas actuales proveen valores límites de referencia pero, así mismo, sugiere realizar ensayos experimentales. Adicionalmente, la literatura científica reporta que existe una pobre correlación entre los cálculos en la etapa de diseño y la respuesta del entrepiso construido, sugiriendo que es necesario realizar más investigaciones experimentales. El trabajo comprendió tanto una estimación experimental de las propiedades dinámicas y aceleraciones de la losa, como una estimación analítica usando un modelo numérico de elementos finitos. In-situ, se realizaron dos ensayos de vibración diferentes. En el primer ensayo, la losa fue excitada por la caída controlada de un balón de 5 kg, y el segundo ensayo la losa es excitada por los pasos de una persona al caminar. Las pruebas se realizan en una losa postensada construida en la ciudad de Bucaramanga y las mediciones se hicieron sin carga sobreimpuesta de acabados inicialmente y con carga sobreimpuesta de acabados posteriormente. Este proyecto muestra los resultados obtenidos después de analizar mediciones de vibración in-situ de un entrepiso postensado con el fin de compararlos con los valores límites establecidos en la normativa actual y establecer criterios de diseño para uso habitual.