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Aceros soldables en elementos de hormigón armado sometidos a solicitación sísmica
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2019-12) Figueroa Lillo, Gonzalo Mauricio; Departamento de Obras Civiles; Tobar Ramos, Rene Enrique
Esta memoria trata de ensayos sísmicos de uniones exteriores viga-columna de marcos dúctiles de hormigón armado o, mejor dicho, de la parte de la viga adyacente a la columna unida a un segmento de columna. Las barras de refuerzo longitudinal de la viga fueron del nuevo acero A630-420HS, mientras que la armadura transversal fue con estribos AT56-50H inclinados a 45 grados. Como ambos tipos de acero lo permiten, barras longitudinales y estribos fueron soldados en los puntos de unión y no se utilizaron amarras de alambre. Ensayos anteriores realizados en el laboratorio de Ingeniería Sismorresistente de la UTFSM, han comprobado el excelente comportamiento sísmico de elementos armados con estribos inclinados, claramente superior al de los que poseen estribos ortogonales dispuestos de manera convencional. Sin embargo, en etapas finales de los ensayos, perdido el recubrimiento, se vio que los estribos inclinados tienden a deslizar, aumentando su separación y, por lo tanto, favoreciendo el pandeo de las barras longitudinales. Se ha observado que el alto valor de la deformación asociada a la curvatura de las barras y su carácter cíclico ha logrado cortar éstas con la consecuente falla catastrófica del espécimen de pruebas, razón por la que en el presente trabajo se exploró la solución de soldar todas las armaduras. Se construyeron y ensayaron seis probetas, representando distintos modos de fabricar la unión viga-columna con estribos inclinados y aceros soldables. Las dimensiones de las vigas fueron de 50[cm]x13,5[cm]x7,5[cm], y los segmentos de columna fueron de 50 [cm]x31[cm]x11,1[cm]. Estos especímenes de pruebas podrían considerarse como modelos a escala 1/3 de la estructura real. En cuanto a resistencia, ductilidad y estabilidad de los ciclos de histéresis de las curvas fuerza-desplazamiento, la última probeta del presente estudio fue la que mejores resultados ha logrado dentro de la investigación que desde hace varios años se desarrolla en el Laboratorio de Ingeniería Sismorresistente respecto al comportamiento de elementos de hormigón armado con estribos inclinados. Sin embargo, quedó en evidencia la dificultad del empleo del acero A630-420HS, el cual exige el precalentamiento de la zona a soldar.
Adaptación de fórmulas empíricas enfocadas en la generación de curvas para la evaluación temprana de tsunamis basadas en Intensidad Modificada de Mercalli.
(2017) Baquedano Caprile, José Luis; Departamento de Obras Civiles; Catalán Mondaca, Patricio Andrés
In recent years, Chile has been exposed to an important number of strong earthquakes that havetriggered tsunamis of different amplitudes and extension. Notable examples include the Maule earthquake(Mw 8.8), which took place on February 27th, 2010; the Iquique earthquake (Mw 8.2), on April1st, 2014; and the Illapel earthquake (Mw 8.3), on September 16th, 2015. These events permittedthe identification of some weaknesses of the then existing Chilean Tsunami Warning System, and thecreation of an improvement strategy that has been implemented recently, which corresponds to theIntegrated System of Tsunami Predicion and Alert (SIPAT, in Spanish). Despite these improvements,there is still some uncertainty regarding to the exact area potentially affected by a tsunami immediately,and more importantly, a finite time before solutions are found. These difficulties are mainlydue to the time restraints of the way the information flows between the three entities in charge of theevaluation (ONEMI, CSN and SHOA), and the time required to process the data. Hence the necessityof a supplementary evaluation method that helps define the evacuation area.In this work, an analysis of the potential relation between the intensity of an earthquake (via theModified Mercalli Intensity, MMI) and the occurrence of a tsunami and its expected wave amplitudeis performed, taking into account the distance from the point of interest to the hypocenter and theearthquake magnitude. Thus, the objective is to test whether the Mercalli Intensity Scale can be usedas a tool to support the existing system from a technical point of view, during the period when noother technical assessment is available.First, a series of empirical formulae relating the intensity with either Peak Ground Accelerationor Peak Ground Velocity, and others that relate PGA or PGV with the parameters that define theearthquake (e.g. depth, magnitude, dip, strike, among others) are tested and calibrated. To performthis, data available from earthquakes occurred between 2011 and 2014 are used. In order to validateour scheme, additional data from 2015 earthquakes are utilized. The result is an empirical relationshipbetween MMI, hypocentral distance and earthquake magnitude.Next, to obtain the corresponding tsunami hazard, numerical simulations of a range of scenariosare performed to ensure data coverage and statistical robustness. Here, a series of points of interestlocated around nine coastal cities are considered to create city-specific charts which relate tsunamihazard with magnitude and hypocentral distance. A city-specific approach is used under the premisethat a tsunami would vary greatly in different locations, even under the same source conditions, dueto bathymetric and topographic controls.Through the completion of the aforementioned steps, an additional way to evaluate the risk of atsunami after a considerably large seismic event is available for use and, in consequence, the currentevaluation system is reinforced, improving the preparation and response times against an eventual emergency.
Administración y control de gestión de obra con el apoyo de un ERP
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2019-06) Bravo Álvarez, Pablo Andrés; Departamento de Obras Civiles; Carmona Malatesta, Sergio
El tema a desarrollar consiste en la presentación de una forma de Administrar y Controlar la Gestión de una Obra, utilizando para ello un ERP ((Enterprise Resource Planning – Planificación de Recursos Empresariales). Los ERP cuando están correctamente implementados y alimentados entregan antecedentes que nos permiten en tiempo real conocer la realidad del estado de situación de una obra, pudiendo con estos antecedentes tomar decisiones respecto de ella. La construcción de una obra debe evaluar permanentemente los costos y el tiempo transcurrido en su desarrollo, respecto de los avances obtenidos, comparando estos resultados con las planificaciones programaciones estimadas. Es aquí donde es necesario que los análisis periódicos a realizar entreguen datos certeros, precisos y confiables, para gestionar una obra.
AMPLIFICACIÓN EN SUELO BLANDO EN CONCEPCIÓN
(2017) Bonilla Álvarez, Karolay Alejandra; Departamento de Obras Civiles; Bonelli C., Patricio
Reinforced concrete buildings structured with walls and founded on firm soilhada good performance in the 2010 Maule earthquake in Chile, however, some buildingslocated in places like Concepcion and Viña del Mar, where the bedrock is deeperthan 100 meters suffered damage in their walls.Assessments of damaged buildings in Concepcion have concluded that the damageobserved must have occurred at lateral displacements of 0:5% to 1:0% of theheight of the building, with brittle behavior, with the possible demand for displacementclose to 1:2% a 1:5% of the height, being required supply ductility to resistthe earthquake in a satisfactory way.The 2010 Maule earthquake was recorded by the acelerometers network of theUniversity of Chile (Renadic) and by the National Seismological Center of the Universityof Chile (CSN),the records obtained are mainly on landfi lls, with few recordson rock.Due to the absence of sufficient earthquake records in areas with soft soils andwhere there was greater damage, the equivalent linear method is evaluated in thecity of Concepcion, where there is a registry in these conditions, comparing the resultsobtained with this one-dimensional theory with what was recorded during theearthquake.The equivalent linear method is used by several authors because of the ease andspeed of its application. In this report, this method is used to obtain soil movementon the surface of a soft soil stratum by comparing the results using dierent rockoutcropping motion. The Rapel and Valparaiso records were used, which were obtainedon rock outcrops, both distant records to the city of Concepcion.It was determined that the choice of the movement considered in the bedrockstrongly aects the movement generated on the surface, with greater dierences inthe ordinates around the soil period. Therefore, for future ampli cation studies, it isnecessary to have rock stations close to soft soils areas.On the other hand, the Concepcion registry has been useful to interpret the damageoccurred in buildings of reinforced concrete of medium height constructed inthat area. This work evaluates the ampli cation of the soil and the variation of thefrequency content during the earthquake. In order to compare the ampli cation thatoccurs in the soft soil of Concepcion, the record of San Pedro de la Paz is used,where the bedrock is located at a depth between 25 to 40 meters, and the registryof Valparaso UTFSM which corresponds to a rock outcrop. The displacement anddisplacement spectra are compared for each record.The obtained results can be extrapolated to places where the rock is at a similardepth, the record obtained in San Pedro represents areas where the basal rock islocated at a depth between 25 and 40 meters, with ceiling shifts of the order of 0:7%of height. The results obtained with Concepcion can be extrapolated to areas wherethe bedrock is more than 100 meters deep. Precautions should be taken to limitlateral displacements and provide ductility in structures built on this type of soilconditions.
Análisis de aceleraciones de piso en estructuras con aislación sísmica considerando la interacción suelo-estructura de manera simplificada
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-07) Labraña Bustos, Javier Alejandro; Cruz Doggenweiler, Cristian Emanuel; Departamento de Obras Civiles; Sepúlveda Contreras, Claudio
La presente memoria aborda el impacto de la interacción suelo-estructura (SSI, por sus siglas en inglés Soil Structure Interaction) en la respuesta sísmica de estructuras con aislación sísmica basal, enfocándose en aceleraciones de piso, tanto horizontales como verticales, que afectan directamente a elementos no estructurales. Este estudio nace de la necesidad de garantizar la continuidad operacional de hospitales ante eventos sísmicos severos, especialmente tras experiencias como el terremoto del Maule (2010) en Chile y el de Kahramanmaraş (2023) en Turquía, donde los daños no estructurales fueron determinantes en la pérdida de funcionalidad de estos recintos. En Chile, tras el sismo de 2010, se impulsó normativamente el uso de sistemas de aislación sísmica en hospitales. Sin embargo, la evaluación de componentes no estructurales expuestos a aceleraciones no ha considerado en profundidad los efectos de la interacción suelo-estructura. Generalmente, los análisis se basan en registros de campo libre, sin contemplar cómo la señal sísmica se modifica al atravesar el suelo y llegar a la estructura. Para abordar esta problemática, se desarrollaron cuatro modelos computacionales de una estructura de marcos de hormigón armado, tipo hospitalaria en el software ETABS, considerando combinaciones con y sin aislación sísmica, e incluyendo o no los efectos de SSI mediante un enfoque simplificado basado en el desacople de fenómenos, el cual permite separar los efectos cinemáticos e inerciales del sistema suelo-estructura. Los resultados muestran que la inclusión de SSI reduce de forma considerable las aceleraciones de piso, derivas, desplazamientos y fuerzas internas en los aisladores, sin alterar significativamente el patrón de comportamiento general, salvo en algunos casos en que debido a efectos locales del sistema estructural ocurren amplificaciones en la respuesta en la componente vertical. En particular, se observó una disminución de hasta un 50 % en aceleraciones de piso y reducciones en desplazamientos máximos de aisladores. Esto puede afectar directamente el dimensionamiento y la viabilidad económica de los sistemas de aislación sísmica, comprometiendo así, decisiones claves en el diseño de estructuras críticas como hospitales.
Análisis de aplicabilidad del software IDEA StatiCa Connection en Chile
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-01) Morales Aguayo, Rubén Andrés; Sepúlveda Contreras, Claudio; Departamento de Obras Civiles; Matzner Stange, Germán
Este estudio evalúa la viabilidad de implementar IDEA StatiCa como herramienta de análisis y diseño estructural en Chile, proponiéndolo como una alternativa al método tradicional establecido por la normativa vigente. Basado en el Método de Elementos Finitos (MEF), este software permite un análisis más detallado y realista del comportamiento estructural, especialmente en conexiones consideradas complejas y no contempladas explícitamente en los documentos normativos actuales. La investigación analiza la precisión de los resultados proporcionados por IDEA StatiCa, destacando sus beneficios en términos de optimización y eficiencia, y su potencial para mejorar los procesos de diseño y construcción de conexiones de acero en el contexto nacional.
Análisis de factores que afectan el funcionamiento hidráulico del humedal del Río Maipo
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-06-13) Lamoza Ramírez, Francisca Valentina; Soto R., Karina; Departamento de Obras Civiles; Flores Audibert, Raúl Pedro
En el contexto del Proyecto: Fondo de Protección Ambiental, FPA, 2023 “Implementación del plan de Manejo del Santuario de la Naturaleza Humedal Río Maipo: educación ambiental en torno al monitoreo del Río Maipo”, financiado por el Ministerio del Medio Ambiente y liderado por la Fundación Cosmos, fundación sin fines de lucro que actualmente posee la misión de manejo, gestión y rehabilitación del Parque Santuario Humedal Río Maipo. La Universidad Técnica Federico Santa María, específicamente el Departamento de Obras Civiles, actúa como contraparte técnica en el Proyecto, con la misión de monitorear periódicamente las condiciones hidrográficas del estuario, salinidad, temperatura, turbidez, etc., así como la supervisión, mantenimiento y análisis de datos provenientes de la nueva instrumentación instalada en el sistema estuarino (Flores, 2025). En este documento se detallan las visitas realizadas al sitio de estudio durante los meses de Septiembre, Octubre y Diciembre 2024, además de las que se llevan a cabo en Febrero y Marzo 2025, en ellas se efectuaron mediciones hidrográficas, perfiles de salinidad y temperatura, a lo largo del estuario. Adicionalmente, se detalla la información recogida por la estación de monitoreo permanente, y se presenta el análisis de las series de tiempo obtenidas tanto para profundidad como conductividad - salinidad y temperatura. En esta oportunidad, el análisis se enfoca en establecer las frecuencias - períodos de la variabilidad temporal asociada a cada variable, a través de un análisis espectral. Respecto a los resultados obtenidos, al momento de evaluar la confiabilidad de los sensores instalados y la información recolectada en terreno, se obtiene un resultado favorable pues los datos son consistentes y de muy buena calidad. Por otro lado, en términos hidrográficos, se puede advertir que la presencia de agua salada no se aprecia hasta mediados de Enero 2025, presuntamente por los altos caudales observados en el Río Maipo. Finalmente, con respecto a la morfología de la desembocadura, la barra se ha desplazado de tal manera que la descarga es casi paralela a la costa y el contraste de color entre el agua de río y agua de mar forman una pluma con elevada carga de sedimentos finos en suspensión.
Análisis de la gestión de la salud mental de trabajadores en una empresa constructora de la región de Valparaíso
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-05) Díaz Robles, Leslie Stephany; Departamento de Obras Civiles; Araya Araya, Felipe Andrés
La presente memoria propone un estudio cualitativo que analiza cómo los profesionales de la construcción gestionan los problemas de salud mental de sus trabajadores en una empresa constructora de la Región de Valparaíso. La metodología utilizada consiste en el levantamiento de datos a través de entrevistas semiestructuradas en concordancia con los objetivos de la investigación, tanto general como específicos. La muestra utilizada corresponde a 16 especialistas de diferentes cargos, involucrados en tres proyectos en ejecución de la empresa, para así conocer sus percepciones a base de su experiencia. Una vez transcritas las entrevistas, se aplicó metodología cualitativa para elaborar un diccionario conceptual de contenido que permitió identificar los tópicos emergentes en las respuestas entregadas. A partir de esto, se identifican, seleccionan y establecen las categorías y subcategorías, de acuerdo con la reiteración de respuestas de los entrevistados, las cuales se denominaron de la siguiente manera: Estado actual de la salud mental en el trabajo, Gestión de la salud mental, y Recomendaciones para la empresa analizada. Consecutivamente, la discusión de resultados se llevó a cabo en el contexto del área de estudio respecto al marco teórico. En las conclusiones se destacan las principales medidas recomendadas por los expertos tanto para trabajadores en terreno como para profesionales y la empresa, donde destacan programas de apoyo impulsadas por entidades externas, con la finalidad de proponer posibles soluciones y/o estrategias para mejorar la gestión de la problemática en la empresa. Esta memoria busca mejorar la gestión de profesionales de la construcción, proponiendo medidas de mitigación a los problemas de salud mental de trabajadores, dejar un precedente de investigación y contribuir al bienestar de los trabajadores de una empresa en la Región de Valparaíso, y otras empresas que también lo requieran.
Análisis del proceso de integración de la fuerza laboral migrante en proyectos de construcción en la II y V región en Chile
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2024-11) Álvarez Sánchez, Yanina Antonia; Departamento de Obras Civiles; Araya Araya, Felipe Andres
La presente investigación analiza el proceso de integración de la fuerza laboral migrante en proyectos de construcción en la II y V Región de Chile. Dada la creciente participación de migrantes en el sector de la construcción, es crucial entender los desafíos y beneficios asociados a su incorporación e integración laboral. Para lograrlo, se realizará una transición del proceso de gestión de trabajadores migrantes en sitios de construcción al proceso de integración de la fuerza laboral migrante en el contexto chileno. Este análisis contribuirá a ampliar el conocimiento sobre la integración, más allá de la gestión de recursos, y ayudará a fomentar un entorno laboral más inclusivo y equitativo. La metodología utilizada consistió en la realización de entrevistas semiestructuradas a 26 participantes de distintas nacionalidades, incluidos profesionales y trabajadores migrantes y chilenos, con diferentes especialidades en el rubro. A través de un análisis cualitativo, se identificaron los principales tópicos emergentes de las respuestas para establecer la cantidad de extractos codificados de las ideas expresadas por los entrevistados. Los resultados se presentaron en tablas que reflejan la distribución de las categorías y subcategorías emergentes, permitiendo visualizar las menciones según el rol de cada involucrado (empresa, profesionales, y trabajadores migrantes y chilenos). Los resultados revelan que los principales desafíos que enfrentan los migrantes incluyen barreras lingüísticas, diferencias culturales y la falta de reconocimiento de sus habilidades. Entre los beneficios, se destaca el enriquecimiento de conocimientos en los equipos de trabajo multiculturales. Por último, las recomendaciones están dirigidas a todos los involucrados, enfocadas en regularizar la situación migratoria y promover un entorno laboral consciente e inclusivo. Finalmente, el estudio sugiere que, para abordar los desafíos principales que enfrentan los distintos involucrados, se profundice en el análisis de nuevas características de los trabajadores migrantes para enfrentar eficientemente esta problemática.
Calibración de modelos predictivos para módulo dinámico y fatiga de mezclas asfálticas chilenas
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2019-07) Monsalve Coria, Sofía Margarita; Departamento de Obras Civiles; Delgadillo Sturla, Rodrigo
El presente documento corresponde al trabajo de titulación desarrollado por Sofía Monsalve Coria, como requisito para optar al título de Ingeniero Civil de la Universidad Técnica Federico Santa María. Se presenta la recopilación de resultados de ensayos de mezclas asfálticas en caliente disponibles de los proyectos e investigaciones realizados en laboratorio LEMCO. Luego, con los resultados disponibles se realiza el análisis para la predicción del módulo dinámico y fatiga de mezclas asfálticas en caliente. El desarrollo de análisis para fatiga presente en este documento corresponde al estudio y calibración de la ecuación entregada por la guía de diseño de pavimentos empírico mecanicista, se plantea una adaptación a dicha ecuación para mejorar la predicción de vida de fatiga incorporando la amplitud térmica. Posterior a la calibración se presenta la incorporación de las constantes de calibración local de fatiga en la guía de diseño de pavimentos empírico mecanicista. En cuanto a módulo dinámico se presenta el análisis de las ecuaciones predictivas de Witczak (Original y Modificado) y de Hirsch. Para esta predicción se incorpora el módulo de corte dinámico del ligante en sus tres estados: original y envejecido con HPDR y PAV. El análisis termina con la calibración del modelo de Hirsch, que es el que presenta mejores correlaciones entre valor medido y estimado. Finalmente, las calibraciones de módulo dinámico y fatiga se validan mediante el método estadístico Jack-Knife.
Comparación de pérdidas económicas en edificios de marcos de hormigón armado basados en dos enfoques de diseño de aislación sísmica: terremoto de diseño y terremoto máximo considerado
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2024-12) Villarroel Parraguez, Eduardo Antonio; Departamento de Obras Civiles; Sepúlveda Contreras, Claudio
Esta investigación tiene como objetivo principal comparar las pérdidas económicas de dos edificios de hormigón armado de 6 pisos que son reforzados por dos diferentes sistemas de aislación sísmica en la base, el primero corresponde a un aislador elastomérico diseñado en base a un terremoto de diseño (Diseño DBE) y el segundo a un aislador elastomérico diseñado en base al terremoto máximo considerado (Diseño MCE). Para aquello, se utiliza la metodología de estimación de pérdidas económicas presentada por Ramírez & Miranda (2012), que da a conocer la distribución de costos de diversos componentes estructurales y no estructurales que contiene un edificio. Finalmente, para evaluar las pérdidas económicas se utiliza la métrica trabajada por FEMA-58 (2018) de las pérdidas anules esperadas (EAL) que cuantifica la cantidad de dinero que se debe gastar anualmente producto a reparaciones posterior a un evento sísmico. A modo de resultado, se concluye que el diseño de sistema de aislación sísmica basado en terremoto máximo considerado presenta menores pérdidas económicas esperadas, causando solo un costo anualizado de reparación de un 0.028% del costo total del edificio, mientras que el aislador sísmico basado en el terremoto de diseño genera un costo de 0.051 % del costo del edificio. Cabe destacar que para terremotos pequeños las pérdidas económicas esperadas son mayores cuando se considera un aislador con Diseño MCE. Sin embargo, al aumentar las intensidades sísmicas, el diseño DBE pierde mucho costo por la perfomance de colapso provocando que a nivel general las pérdidas económicas esperadas sean mayores.
Comportamiento en el plano de muros Insulated Concrete Forms (ICF) y aplicación en viviendas residenciales
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2012) Bazáez Gallardo, Ramiro Andrés Gabriel; Leiva Henríquez, Gilberto Hernán; Departamento de Obras Civiles
La tendencia actual del diseo sísmico consiste en que predomine un modo de respuesta dúctil en flexión, controlando modos de fallas frágiles como el corte. Se requiere entonces, ante la aparición de nuevos sistemas constructivos, disponer de información suficiente para entender el comportamiento de los elementos estructurales. Por esta razón, en este trabajo se presenta una serie de resultados experimentales, realizados con el objetivo de caracterizar el comportamiento en el plano del sistema llamado Insulated Concrete Form (ICF). Se diseó, construyó y ensayó ocho muros ICF a escala natural en el Laboratorio de Control y Ensaye de Materiales (LEMCO) de la Universidad Técnica Federico Santa María. El diseo de los muros se realizó empleando los modelos de resistencia presentes en el estado del arte, con la premisa de que el modo de falla de los muros estuviese dominado por corte. Los especímenes fueron sometidos tanto a cargas monotónicas como cíclicas. Se estudió la diferencia presente en la utilización de distintos moldes en el comportamiento estructural de los especímenes. Esto permitió establecer un indicador llamado ?Índice de Solidez?. Finalmente, de los resultados obtenidos y de los modelos de resistencia teóricos planteados, se realiza una aplicación del sistema en viviendas residenciales de baja altura, 1 o 2 pisos.
Criterios de diseño para infraestructura interior mina División El Teniente, Codelco
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-07) Soto Pérez, Benjamín Agustín; Leiva Henriquez, Gilberto; Departamento de Obras Civiles; Muñoz Valderrama, Rodrigo Humberto
La presente memoria tuvo como objetivo incorporar los aprendizajes obtenidos en terreno en el diseño de la infraestructura interior mina empleada en el método de explotación por Panel Caving Convencional, con Fracturamiento Hidráulico utilizado actualmente en Codelco, División El Teniente. El estudio se centró en las estructuras y obras civiles que forman los Sistemas de Traspaso Intermedio, principalmente puntos de extracción, puntos de vaciado, piques y buzones, elementos que son fundamentales para la funcionalidad y continuidad operacional de los procesos mineros subterráneos. Para lograr este propósito, se definieron criterios de diseño ajustados a las condiciones reales del ambiente subterráneo, con el fin de disponer de una infraestructura más eficiente y coherente con las solicitaciones observadas en operación, lo que contribuye directamente a optimizar la continuidad operacional y a reducir costos. Asimismo, se elaboró una guía de criterios de diseño basada en el análisis detallado de las problemáticas evidenciadas en terreno, con el objetivo de disponer de un documento técnico de fácil consulta que describa correctamente el comportamiento de las estructuras bajo condiciones de carga reales, identificando puntos críticos en los diseños existentes y proponiendo soluciones efectivas. La metodología implementada consideró la incorporación de factores de seguridad, durabilidad, adaptabilidad y flexibilidad operacional en los criterios de diseño, así como la validación de las propuestas mediante consultas a operadores y personal de mantenimiento de los sectores productivos, garantizando su aplicabilidad en el contexto real de la mina. os resultados obtenidos permitieron identificar mejoras en la eficiencia, seguridad estructural y operacional de las infraestructuras que conforman los Sistemas de Traspaso Intermedio, las cuales se basaron en prácticas empíricas aplicadas en terreno y fueron sistematizadas en esta memoria. Si bien las propuestas no han sido implementadas formalmente, su desarrollo entregó una base técnica sólida para su eventual aplicación.
CUANTIFICACIÓN BIDIMENSIONAL DE LA DISIPACIÓN DE ENEGÍA EN LA ZONA DE ROMPIENTE
(2017) Díaz Macías, Harold Cristian; Departamento de Obras Civiles; Catalán Mondaca, Patricio Andrés
Deformación de barras de refuerzo en elementos de hormigón armado con estribos inclinados, sometidos a solicitaciones sísmicas
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-08) Palacios Erazo, Martín Nicolás Ignacio; Departamento de Obras Civiles; Tobar Ramos, René Enrique
La presente memoria forma parte de un programa de estudios realizados en el laboratorio LEMCO del Departamento de Obras Civiles de la UTFSM con respecto al comportamiento de elementos estructurales de hormigón armado con armadura transversal inclinada. Se ha comprobado que este tipo de armadura garantiza un menor deterioro de los elementos en comparación con la armadura ortogonal tradicional cuando son sometidos a una solicitación sísmica. No obstante, en los ensayos de elementos con armadura transversal inclinada se ha visto una tendencia general a la fractura del refuerzo longitudinal, lo cual lleva a un tipo de falla muy indeseable. Esto tiene relación con el pandeo de las barras durante los ciclos de carga y con las grandes deformaciones implicadas. Así, durante los últimos años la investigación se ha enfocado en evitar o disminuir la tendencia al pandeo obteniéndose hasta ahora un éxito parcial, como lo indican los resultados de los ensayos realizados dentro de esta memoria. Sin embargo, aun cuando se logre evitar completamente el pandeo de las barras, estas podrían romperse por fatiga con el hormigón todavía sano, lo cual produciría otro tipo de falla indeseable de la estructura. Entonces, para estudiar esta posibilidad, es imperativo conocer el nivel e historia de las deformaciones de las barras de refuerzo en estos elementos con armadura transversal inclinada, lo cual es difícil de lograr porque, en la situación que interesa, las barras ya han fluido en tracción y compresión, y sufrido fuertes incursiones en el rango de comportamiento inelástico. En esta memoria entonces se ha investigado cómo obtener datos sobre la deformación unitaria que se alcanza en las barras realmente durante los ensayos por medio de su visualización directa con cámaras endoscópicas. Para esto, se construyeron y ensayaron seis vigas en voladizo que representan la zona de la viga contigua a una columna exterior de un marco dúctil, las cuales fueron sometidas a una carga cíclica equivalente a la solicitación sísmica. Las vigas se pueden considerar a escala 1:3 del tamaño real, y tienen geometría similar a las ensayadas en memorias anteriores, siendo cuatro con estribos inclinados en dos planos y dos con armadura tradicional(...).
DESARROLLO DE UN CÓDIGO DE ELEMENTOS FINITOS PARA MODELAR LA RESPUESTA SÍSMICA DE SUELOS
(2016) Kuncar García, Felipe Andrés; Departamento de Obras Civiles; Aranda Núñez, Vivian Clarisa
In the last decades, one-dimensional analyzes in the frequency domain have beenwidely used in the study of the seismic response of soils. However, the multiple limitationsof this type of analysis have resulted in the fact that this approach has beendisplaced by time domain analyzes based on numerical methods (such as the finiteelement method) and constitutive models formulated on the basis of theory of plasticity.This approach is in constant development due to the complexity of the nonlinearresponse of the soil under medium and high intensity earthquakes. In this sense, thedevelopment of new constitutive models for soils of different characteristics is a recurrentresearch topic in geotechnical engineering. Currently, there are a number ofcomputer programs available in the market to perform this type of modeling, however,these offer limited possibilities of analysis and a simplified treatment of the soil-porefluid interaction during the seismic response. In this context, this thesis aims to initiatethe development of a computational code that will enable a new line of research in theDepartment of Civil Engineering, whose orientation will be the improvement of numericalmodeling techniques of the seismic response of saturated soils in the geologicaland seismic national context.In this first stage of research an elastic linear constitutive relationship is incorporated,firstly, for the soil modeling. Secondly, and for the purpose of considering the nonlinearbehavior, the Mohr-Coulomb constitutive model, based on the theory of plasticity, isalso implemented. The implementation of this model is performed through the returnscheme proposed by Clausen et al. (2007), which incorporates exactly the yield surfaceand the plastic potential of the model. The resolution of the nonlinear problem iscarried out by the initial stiffness method. For the static analysis case, the automaticstep size correction procedure proposed by Van Langen & Vermeer (1990) is in additionimplemented.In order to integrate in time, in the dynamic analysis case, the Newmark methodis implemented. This offers the possibility to use unconditionally stable integrationschemes and to include numerical damping in the solution. On the other hand, and in order to incorporate an artificial boundary condition that allows truncate laterally thefinite element model, the standard viscous boundary, proposed by Lysmer & Kuhlmeyer(1969), is implemented. This involves the inclusion of viscous dampers at the boundariesof the model. Regarding the incorporation of the seismic record, this is carried outthrough the imposition of the displacement of the earthquake on the horizontal degreesof freedom in the bottom of the model, using for this the penalty method.Finally, the code allows the modeling of saturated soils under undrained condition,a condition that is specially relevant in the case of seismic analysis. For this it isconsidered the completely undrained case, wherein the u-p formulation, which describesthe interaction between the solid skeleton of the soil an the pore fluid, can be decoupledunder certain assumptions. In this way, the analysis is separated into one of effectivestresses and another of pore pressure generation.The code validation is carried out through different numerical examples, involvingall the analysis possibilities of the program. For this, the responses obtained by thecode are compared with analytical solutions and with the responses obtained by acommercial finite element program, of extensive use, called Plaxis. The results validatethe developed implementation and show that the results provided by the code arereliable.As an example of application, the site response of a soil deposit located in the centerof Vi˜na del Mar, subject to the 2010 Maule Earthquake, is modeled using the codedeveloped. The soil characterization is done from soil mechanics and geophysical testavailable. Through this example it shows that it is essential the correct calibration ofboth the finite element mesh and the parameters defining the Rayleigh damping. Forthe soil modeling, both the linear elastic and the Mohr-Coulomb model are used andthe obtained results are compared with those of the equivalent linear method, as wellas with the spectrum of the seismic design code for building, for the case of study.The developed code represents only a first step, as it is expected that it continue evolvingin future works. With this in mind, and based on the study conducted, futureresearches and developments are proposed in order to overcome the identified limitationsand to extend the capabilities of the program.
Estudio analítico de conexiones rígidas de viga de perfil I soldada con columna rectangular rellena de hormigón (RCFT)
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2019-12) Quezada Pérez, Felipe Antonio; Departamento de Obras Civiles; Schnaidt Mecklenburg, Christian
Luego de los terremotos de Northridge (1994) y Kobe (1995), se inició un proceso de investigación liderado por FEMA, con el fin de establecer las posibles causas del colapso en estructuras de marcos de acero, además de proponer recomendaciones para el diseño de conexiones rígidas resistentes a momento, las cuales quedaron registradas en diversas publicaciones tales como FEMA-350 (2000). Paralelamente, el comité internacional para el desarrollo y el estudio de estructuras tubulares (CIDECT por sus siglas en francés) desarrolló un conjunto de guías de diseño de estructuras de acero con perfiles tubulares con el fin de incentivar su uso, expandir su conocimiento y su aplicación al diseño y cálculo en estructuras metálicas [CIDECT, 2019]. Estas guías de diseño no están implementadas de manera oficial en la normativa chilena. Pese a que entidades internacionales tales como FEMA han elaborado guías de diseño de conexiones precalificadas viga -columna, dichas guías cuentan con una serie limitada de conexiones dentro de las cuales no se encuentran incluidas las conexiones rígidas viga I - columna tubular rellena de hormigón (CFT por sus siglas en inglés). El presente trabajo de titulación propone el diseño de conexiones rígidas viga I-columna CFT en base a dos enfoques diferentes: - Guía de diseño de conexiones precalificadas ANSI/AISC358[2010]. - Guia de diseño N°9 para uniones a columnas de perfiles tubulares estructurales [Kurobane et al. 2004] Una vez resuelto el diseño, dichas conexiones serán modeladas en el programa de elementos finitos ANSYS [ANSYS Inc, 2011] bajo la acción de cargas cíclicas y monotónicas, simulando ensayos de calificación de conexiones. El objetivo de esta simulación es estudiar su comportamiento y evaluar, en primera instancia y de manera analítica, si es factible implementar este tipo de conexiones en Chile. Para cumplir con este objetivo, se realizará una revisión bibliográfica de los estudios, publicaciones científicas y ensayos más relevantes acerca de este tema, de manera de obtener una metodología de cálculo más certera para los requerimientos de nuestro país. Finalizadas las simulaciones, se realizará un análisis comparativo de todas las conexiones estudiadas con el fin de determinar la conexión más adecuada y/o la que más se ajuste a los requerimientos que exige la normativa utilizada en Chile para diseño de conexiones sismorresistentes.
Estudio de la eficacia a nivel estructural y económica del diseño de hospitales con aisladores sísmicos en Chile, incorporando un eventual impacto entre la superestructura y el muro de contención.
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-07-30) Robledo Troncoso, Constanza Sofía; Departamento de Obras Civiles; Sepulveda Contreras, Claudio
En la presente investigación se tiene como objetivo comparar las curvas de fragilidad de colapso y las pérdidas económicas asociados a dos estructuras hospitalarias de igual geometría, ubicadas en la zona costera del país, una diseñada utilizando sistemas de aislación basal e incorporando la posibilidad de un eventual impacto entre la estructura y los muros de contención, mientras que la otra estructura se diseñó sin sistemas de aislación, ambas calculadas en base a las normativas chilenas vigentes. Para el desarrollo de la investigación se utilizó el enfoque de Ingeniería Sísmica Basada en el Desempeño (Performance Based Earthquake Engineering, PBEE), por lo que se analizó la amenaza sísmica local de Valparaíso y se obtuvo la respuesta estructural a partir de un análisis incremental dinámico (Incremental Dynamic Analysis , IDA) utilizando el análisis de franjas múltiples (Multiple stripe analysis), estudiando 8 franjas con un set de 7 registros sísmicos chilenos por franja. Además, se analizó la estimación de las pérdidas económicas utilizando la metodología que plantean los autores Ramirez y Miranda (2012), debido a que incluyen las pérdidas asociadas a que la estructura no colapse, pero se deba demoler, para finalmente obtener la desagregación de las pérdidas y las pérdidas económicas anualizadas. De los resultados de esta investigación se obtuvo que la estructura con aislación presento probabilidades de colapso mayores a la estructura sin aislación, aunque ambas presentaron colapsos para intensidades superiores al sismo máximo posible (SMP) que indica la norma NCh2745 (NCh2745-2003, n.d.). Por otro lado, respecto a las pérdidas esperadas se obtuvo que para intensidades inferiores al sismo máximo posible (SMP) que indica la norma NCh2745, la estructura sin aislación presenta mayores pérdidas esperadas, pero al superar esta intensidad las curvas se invierten y la estructura con aislación presenta mayores pérdidas. Finalmente, la estructura sin aislación presento pérdidas económicas anualizadas de 1.06%, mientras que la otra estructura presento pérdidas económicas anualizadas de 0.57%, por lo que, a partir de esta investigación, se concluye que es más eficiente a nivel estructural y económico el diseño de hospitales con sistemas de aislación.
Estudio de las recomendaciones y desarrollo de algoritmo de posprocesamiento para la modelación no lineal objetiva de muros esbeltos de hormigón armado empleando el elemento MVLEM-3D
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025-07) Ortiz Ávila, Marcelo Alejandro; Departamento de Obras Civiles; Sepúlveda Contreras, Claudio
Se presenta una metodología para la modelación no lineal objetiva de muros esbeltos de hormigón armado de sección transversal rectangular mediante el macroelemento MVLEM-3D. La investigación se estructura en dos fases: en primer lugar, se aplican recomendaciones de la literatura para lograr una modelación objetiva a nivel global mediante la regularización de los modelos de comportamiento del hormigón y del acero; en segundo lugar, se desarrolla y evalúa un algoritmo de posprocesamiento que permite obtener una estimación objetiva de la respuesta a nivel local. Los resultados demuestran que la regularización de las curvas constitutivas influye significativamente en la estimación de la respuesta cíclica, la deriva de piso y la capacidad última de los muros, de modo que los modelos regularizados reproducen con mayor precisión los resultados empíricos. Asimismo, el algoritmo de posprocesamiento propuesto posibilita, a partir de un modelo con mallado de referencia, aproximar de forma muy precisa los resultados que se obtendrían de una modelación con un mayor número de elementos. De este modo, se valida la hipótesis de que es posible recuperar la objetividad a nivel local siempre que la modelación sea objetiva a nivel global. Durante el desarrollo de la investigación se implementan tres interfaces gráficas en Jupyter Notebook para facilitar la modelación no lineal. La primera interfaz obtiene la relación empírica propuesta por Mander (1988) [1], que cuantifica la proporción entre la resistencia a la compresión confinada y no confinada (fcc’/fc’). La segunda se dedica a la regularización de los modelos de comportamiento en OpenSees, en función de la energía de aplastamiento del hormigón. La tercera define secciones basadas en fibras en OpenSees para la modelación de elementos de acople. Las aplicaciones desarrolladas se encuentran disponibles en los repositorios indicados en el apéndice.
Estudio experimental del comportamiento sísmico de muros prefabricados de hormigón armado con uniones soldadas
(2019-10) Henríquez Granados, Pedro Ignacio; Cantillano Casasempere, Felipe; Bazáez Gallardo, Ramiro; Departamento de Obras Civiles
En la actualidad, al desarrollar proyectos inmobiliarios de baja altura estructurados con muros de hormigón armado, la empresa Momenta Ingeniería & Construcción emplea un sistema constructivo en base a paneles prefabricados de bajo espesor con conexiones de panel a fundación y entre paneles mediante insertos metálicos embebidos en el concreto. Esta solución constructiva cuenta con poca evidencia experimental de su respuesta sísmica, por lo que se emplean parámetros de diseño sísmico ajustados a la norma que asignan poca ductilidad a la estructura y conducen a fuerzas de diseño mayores a las que corresponderían a una categoría de diseño típica para estructuras de hormigón armado. El objetivo de esta investigación es contribuir a la caracterización cuantitativa de la respuesta sísmica del sistema constructivo con insertos soldados, sometiendo un espécimen a ensayo, con el fin de validar o modificar los parámetros de diseño sísmico que se emplean en el diseño, así como aportar información cualitativa respecto al comportamiento del mismo. Se formaliza un procedimiento racional para la determinación de la resistencia lateral del espécimen y el diseño de conexiones, tomando en cuenta la no linealidad de los materiales y la compatibilidad de deformaciones esperada en la estructura. Los valores estimados con este procedimiento resultan muy próximos a los efectivamente medidos. Se determina un procedimiento de testeo y validación respaldado por códigos internacionales que permite validar y/o calibrar los parámetros de diseño sísmico que aplican en el sistema constructivo. El ensayo consiste en la aplicación de un protocolo de desplazamientos incrementales cíclicos sobre el espécimen, evaluando la capacidad de disipación de energía y la degradación de rigidez para distintos niveles de desplazamientos, así como su resistencia máxima. El procedimiento de validación establece valores mínimos que deben cumplirse para poder clasificar el sistema constructivo de acuerdo a distintas clasificaciones de la estructura sismo resistente, diferenciadas en el protocolo según el nivel de desplazamiento lateral en el cual se evalúan los criterios.(...)

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