Repositorio de Tesis UCSC
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Recent Submissions
Análisis experimental del efecto de la flexibilidad de apoyo en el comportamiento axial-lateral de un aislador elastomérico
(Universidad Católica de la Santísima Concepción, 2018) Ibacache Rivas, Franco; Maureira Carsalade, Nelson
Los aisladores elastoméricos están construidos con láminas de caucho natural y placas de acero unidos por vulcanización y adherencia química. Esto le otorga al espécimen la capacidad de alcanzar grandes desplazamientos horizontales con baja rigidez lateral y una elevada rigidez vertical. Los desplazamientos laterales generan rotación de las láminas de goma respecto de un eje perpendicular al plano de las cargas. Esto hace que tanto la carga axial como la de corte tengan proyecciones tanto en el plano como perpendicular al plano medio de la lámina de elastómero. Lo anterior genera interacción entre carga axial y desplazamiento lateral, llamado comportamiento axial-lateral-acoplado. La aplicación de carga axial sobre el aislador reduce la rigidez lateral de éste pudiendo llegar a la inestabilidad o pandeo. De igual manera, el desplazamiento horizontal se genera reducción de la rigidez vertical del espécimen. Existen diversos modelos analíticos que pueden predecir el comportamiento axial-lateral acoplado de un aislador elastomérico. En todos los modelos simplificados se considera como hipótesis que el aislador se encuentra restringido de rotar en ambos extremos ya que la rigidez flexural de la sub-estructura y de la super-estructura se consideran mucho mayores que la del aislador. Sin embargo, el comportamiento del aislador no está bien caracterizado cuando la rigidez flexural de la super-estructura en el punto de conexión con el aislador es del mismo orden que la del mismo dispositivo. Esta tesis busca caracterizar el efecto de la flexibilidad del apoyo del aislador con la superestructura en el comportamiento axial-lateral acoplado. Para lo anterior se construyó un aislador a escala reducida y se construyó un mecanismo para instalarlo en mesa vibradora y someterlo a carga axial y desplazamiento lateral. El mecanismo de montaje se diseñó para permitir modificar su rigidez flexural desde virtualmente empotrado hasta rotulado. El aislador se sometió a cuatro cargas axiales diferentes en combinación con cuatro condiciones de rigidez de apoyo, aplicando en cada caso un ciclo de desplazamiento lento desde cero a máximo y de regreso a cero. De los resultados de los ensayos se pudo verificar que la rigidez lateral se ve reducida por el incremento de la carga axial, llegándose incluso a condición de inestabilidad con rigidez lateral negativa. El cambio en las condiciones de apoyo tuvo significativo efecto en el comportamiento axial-ateral acoplado. Al reducir la rigidez del apoyo se acentuó el efecto de la carga axial en la reducción de la rigidez del aislador, llegándose a la inestabilidad para cargas axiales menores cuando el apoyo fue más flexible. La rigidez del apoyo del aislador es un factor de gran relevancia en la estabilidad de estos dispositivos y debe tenerse en cuenta sobre todo cuando la super-estructura es flexuralmente flexible en los puntos de soporte sobre los aisladores.
Análisis dinámico no lineal de marcos de madera con conexiones semirrígidas
(Universidad Católica de la Santísima Concepción, 2018) Muñoz Bustamante, Oscar; Maureira Carsalade, Nelson
En esta investigación, se realizaron análisis dinámicos no lineales en marcos de madera de 3, 6, 9 y 12 pisos sometidos a registros sísmicos. En todos los cuadros, se analizaron dos casos: considerando conexiones rígidas y considerando conexiones semirrígidas con capacidad de disipación de energía. Esto con la finalidad de determinar la capacidad de las conexiones para reducir las solicitaciones sísmicas en la estructura al disipar parte de la energía impuesta por el terremoto. Las conexiones fueron caracterizadas utilizando un modelo no-lineal ideado por el profesor guía de esta tesis, el que fue validado experimentalmente (Padilla, 2018). La conexión es capaz de comportarse como rígida mientras no se supere su momento flector de apertura. Una vez alcanzado el umbral anterior la conexión se abre disipando energía con incrementos marginales en el momento flector transmitido entre elementos conectados. Además, tiene la capacidad de auto centrarse, recuperando su forma original sin quedar con deformaciones plásticas permanentes. Se escogió un arquetipo de marco compuesto por dos ejes de columnas unidos por vigas. Las columnas fueron consideradas como elementos continuos en toda la altura del marco, con conexiones en su base a las fundaciones y en encuentro de vigas y columnas. Se asignaron masas al marco considerando peso de losa y sobrecargas sísmicas en un ancho tributario igual a la separación de las columnas. Para definir las dimensiones de los elementos se realizó un análisis modal espectral asumiendo conexiones rígidas, definiendo secciones cuadradas para columnas y rectangulares para vigas. Las secciones de columna se diseñaron escalonadas, esto es, más grandes en la base y más pequeñas en pisos superiores. Las vigas se consideraron de altura fija, pero de mayor ancho en la base, reduciéndose en altura. El diseño de secciones se realizó para el marco de 12 pisos, siendo definidos los demás marcos de menos pisos analizados, a partir de los últimos pisos del marco de 12 pisos. Las propiedades de las conexiones fueron definidas en base a las capacidades de los elementos conectados. Como criterio se consideró que al alcanzar la solicitación que genera el inicio de la apertura de la conexión, ninguno de los elementos superase su capacidad admisible, considerando un factor de seguridad dado. Los resultados de los análisis mostraron que, a excepción de casos puntuales, los marcos con conexiones semirrígidas tuvieron menores aceleraciones de piso y corte basal que la misma estructura con conexiones rígidas. Sin embargo, los desplazamientos laterales y derivas de piso o drift, fueron en la mayoría de los casos superiores en los marcos con conexiones semi-rigidas. Lo anterior permite concluir que la conexión estudiada permite reducir las cargas en la estructura al aumentar su ductilidad, con un costo en el incremento de las deformaciones.
Evaluación de salud estructural identificación de patologías y soluciones en la Escuela Básica Bellavista Tomé
(Universidad Católica de la Santísima Concepción, 2018) Navarrete Burgos, José Luis; Oyarzo Vera, Claudio; Chávez Delgado, Manuel
El presente artículo expone la evaluación estructural de la Escuela Básica Bellavista. Esta construcción es perteneciente a la comuna de Tomé, Región del Biobío. fue construida por la empresa textil Oveja Tomé con el objetivo de entregar educación a hijos de sus trabajadores. Esta escuela corresponde a una estructura de hormigón armado, albañilería y madera. Dividida en 4 módulos de 1 y 3 pisos. La estructura fue inspeccionada por un equipo de estudiantes y profesores de la UCSC y la UNAB, con el fin de detectar las fallas especificas presentes. Se realizaron ensayos para determinar la calidad de los materiales constituyentes tales como, ensayos de martillo Schmidt, compresión en laboratorio, porosidad de muestras obtenidas en terreno, carbonatación mediante el método de la fenolftaleína y humedad de los elementos estructurales. Todos estos ensayos fueron realizados con el fin de revelar las patologías más recurrentes presentes en la escuela, para poder proponer soluciones y devolver la capacidad inicial de los elementos estructurales.
Estudio del efecto de vegetación en taludes para su estabilización
(Universidad Católica de la Santísima Concepción, 2018) Sandoval Zavala, Rodrigo; King St-Onge, Robert
El uso de vegetación, además de ser favorable para el medioambiente, resulta beneficioso en la estabilidad de taludes debido a las propiedades mecánicas e hidrológicas de las raíces de las especies vegetales. En Chile aún es común la observación taludes desprovistos de protección o mitigación. Frente a los problemas asociados a los Procesos de Remoción en Masa, el material desplazado puede ocasionar daños a las personas, pérdidas económicas y afectar a las redes viales. Hong Kong ha hecho extensa la aplicación de vegetación frente al problema de inestabilidad de taludes superficiales de granito completamente descompuesto. Rocas graníticas descompuestas similares son conocidas en Chile como “maicillo” y en la ciudad de Concepción es bastante común encontrar taludes compuestos de este material. Considerando los beneficios y la utilidad de la vegetación, a partir de una revisión de antecedentes analíticos y empíricos, además de su fácil a adaptación a condiciones climáticas, se sugiere la aplicación de especies vegetales como alternativa de mitigación para el problema de inestabilidad de taludes en la Región de Concepción. Se recomienda también especies en particular, favorables para su utilización.
Evaluación de la utilización de columnas de grava y de pilotes para mejorar las propiedades geotécnicas de un puerto de Talcahuano
(Universidad Católica de la Santísima Concepción, 2018) Arévalo Hurtado, Felipe; Montenegro Cooper, José Miguel
El suelo es un material natural que es necesario estudiar profundamente para todo proyecto de ingeniería civil, pudiendo este utilizarse como material de relleno, terreno de fundación, entre otros. Es por ello importante, previo a la ejecución de un proyecto, asegurar que la construcción comience en un terreno firme y adecuadamente estudiado. En el puerto San Vicente, Talcahuano, y como consecuencia del terremoto ocurrido en febrero de 2010, se han observado ciertos daños en la infraestructura del mismo. Este trabajo tiene por objeto evaluar y/o explicar los movimientos ocurridos en el muelle 1 del citado puerto, habiendo analizado la capacidad de soporte, la estabilidad global y el potencial de licuación. A partir de los resultados obtenidos se plantean dos posibles soluciones para resolver el problema, siendo una de ellas la instalación de columnas de grava y la otra mediante la construcción de pilotes