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ANÁLISIS DE LA RESPUESTA DEL EDIFICIO “TOLEDO” DE VIÑA DEL MAR DURANTE EL TERREMOTO DE CHILE 2010
(2016) Sepúlveda Contreras, Claudio Ignacio; Leiva Henríquez, Gilberto Hernán; Universidad Tecnica Federico Santa Maria UTFSM DEPARTAMENTO DE OBRAS CIVILES
Durante el terremoto de Chile 2010, el edificio “Toledo”, estructura de hormigon armado de 10 pisos mas un subterraneo ubicada en Viña del Mar, sufrio importantes da˜nos concentrados principalmente en el primer piso, los que obligaron a la demolicion de la estructura. Sin embargo, estudios preliminares muestran que el edificio no presenta evidentes fallas de diseño que expliquen este comportamiento. El objetivo de este trabajo fue detectar las causas mas Probables de las fallas ocurridas en el edificio durante el sismo, ası como los principales factores que habrıan influido en el fenomeno observado, utilizando diferentes tecnicas de analisis, tanto lineal como no-lineal, bas´andose en la informacion recopilada en terreno de los da˜nos junto con los planos de detalle de la estructura. En una primera instancia se estudio la posibilidad de obtener informacion clave de los inicios del comportamiento no-lineal de la estructura a partir de los resultados de analisis lineales elasticos. En primer lugar se examino la respuesta del edificio mediante el analisis modal espectral reducido que se utiliza comunmente en el calculo sismorresistente de estructuras. En segundo termino se realizo un analisis tiempo-historia de la respuesta del edificio sometido a uno de los registro del sismo. En estos casos se estudio la influencia de parametros como la direccionalidad del sismo, componente vertical, etc. Estos resultados permitieron proponer un enfoque que brinda informacion sobre las primeras incursiones inelasticas de la estructura. En tercer termino se propuso un metodo para determinar la respuesta no-lineal de estructuras de muros de hormigon armado mediante el uso de un software comercial usado comunmente por la comunidad de ingenieros estructurales. Para esto se implemento un modelo de fibras capaz de representar el comportamiento inelastico de zonas especıficas de los muros, considerando las caracterısticas de los materiales utilizados, ası como aquellas del comportamiento histeretico de estos elementos. El modelo propuesto fue validado utilizando datos experimentales disponibles en la literatura, tanto de muros de seccion compuesta como de seccion rectangular, estos ultimos sometidos a diferentes niveles de carga axial. Este metodo logro modelar ciertos acontecimientos observados en terreno como el reducido comportamiento no-lineal de algunos elementos ası como la importante incursion inelastica de otros. Junto con esto el modelo no-lineal ayudo a determinar la validez del an´alisis lineal desde diferentes puntos de vista. Por ultimo, se estudio la poca capacidad que posee la modelacion de un eje aislado en comparacion con la respuesta obtenida del modelo de la estructura completa.
CARACTERIZACIÓN DEL DESEMPEÑO A FATIGA MEDIANTE EL ENFOQUE FENOMENOLÓGICO Y DE DISIPACIÓN DE ENERGÍA DE MEZCLAS ASFÁLTICAS CHILENAS
(Universidad Tecnica Federico Santa Maria, 2013) Marín Gaete, Esteban Daniel; García Saá, Gabriel; Universidad Tecnica Federico Santa Maria UTFSM DEPARTAMENTO DE OBRAS CIVILES
El comportamiento a fatiga de las mezclas asfálticas en caliente (MAC), ha sido caracterizado tradicionalmente usando un enfoque fenomenológico, donde se relaciona el nivel de deformación (o esfuerzo) con el número de ciclos para alcanzar una condición de falla especificada (Nf). Aunque existen varios tipos de ensayos para lograr esta caracterización, en los últimos años se ha extendido el uso de la viga a flexión cargada en cuatro puntos. Por otra parte, aun cuando el enfoque tradicional es simple, no proporciona una relación única entre la vida a fatiga y la deformación, lo cual dependerá de las propiedades del material, de la duración del pulso de carga y de la temperatura, entre otros. Es así, como se han desarrollado otros métodos, basados en la disipación de energía, que buscan unificar esta relación por medio de alguna propiedad fundamental. La Universidad Técnica Federico Santa María se encuentra ejecutando el proyecto FONDEF D09I1174, donde se estudia el comportamiento de MAC usadas en la rehabilitación de pavimentos deteriorados, para desarrollar mezclas optimizadas con desempeño garantizado. La caracterización del comportamiento a fatiga de estas mezclas, es fundamental para poder garantizar su desempeño. El objetivo de este trabajo, es presentar los resultados de los ensayos de viga a flexión cargada en cuatro puntos, a deformación controlada, con onda de carga tipo sinusoidal a 10 Hz y 20oC, realizados sobre cinco MAC: IV-A-12 con betún convencional y modificado, M-10 con betún modificado y SMA con dos tipos de fibras. La caracterización a fatiga de estas mezclas se realizó en primer lugar, a través las curvas de fatiga del tipo fenomenológico, en donde además, se presenta el análisis de los parámetros de ajuste de potencia, k1 y k2. Para luego caracterizar por medio de la razón de cambio de la energía disipada (valor de plató) propuesta por Shen y Carpenter (2005), la cual estima la vida a la fatiga como una función de la deformación por tracción, rigidez a flexión, parámetros volumétricos y granulométricos. Como este modelo fue incapaz de entregar una predicción precisa, se propone un nuevo modelo mejorado, basado en el módulo de corte dinámico y el ángulo de fase del bitumen más parámetros volumétricos.
DESARROLLO DE METODOLOGIAS DE SIMULACION EFICIENTES PARA LA CUANTIFICACION DE LA CONFIABILIDAD DE SISTEMAS ESTRUCTURALESLINEALES CON PARAMETROS INCIERTOS DE ALTA DIMENSIONALIDAD
(2016) Oyarzun Velásquez, Josselyn Paulina; Valdebenito C, Marcos; Universidad Tecnica Federico Santa Maria UTFSM DEPARTAMENTO DE OBRAS CIVILES
En sistemas estructurales que se encuentran solicitados por una excitacion dinamica, una medida de la con abilidad es la probabilidad de primera excursion, es decir, la probabilidad de que una o mas respuestas estructurales excedan ciertos umbrales predeterminados. La evaluacion de dicha probabilidad resulta compleja, siendo uno de los problemas mas desa antes de la dinamica estructural estocastica. Ello se debe a que la incertidumbre en las propiedades estructurales y en la solicitacion, modelada por medio de campos aleatorios y procesos estocasticos, respectivamente, puede comprender un gran numero de variables aleatorias. Otro aspecto a considerar, es que el dominio de las variables aleatorias es conocido solo puntualmente, por lo que determinar si una realizacion de las variables aleatorias provoca la falla involucra grandes costos asociados al analisis dinamico. Luego, se hace necesario ocupar tecnicas de simulacion que permitan obtener dicha probabilidad, por ello se presenta una metodologa para ser aplicada en sistemas lineales elasticos de alta dimensionalidad cuyos parametros estructurales y de excitacion son inciertos. La base de la estrategia para estimar probabilidades de falla de manera e ciente, es la tecnica Importance Sampling (IS). Donde se consideran funciones de densidad Importance Sampling (ISD) relativas a la excitacion y a los parametros estructurales inciertos. La ISD asociada a los parametros estructurales hace uso de la linealidad del problema. La generacion de las muestras de los parametros estructurales distribuidos segun su funcion ISD se realiza mediante la tecnica Sampling-Importance Resampling (SIR), lo que es aplicado en conjunto a un modelo sustituto que permite aproximar las propiedades espectrales. Se explora en el uso de dos modelo sustitutos, uno de baja resolucion y uno de mayor precision. Estos son utilizados de manera independiente o tambien pueden ser usados por medio de una metodologa denominada en cascada, es decir, aplicar en una primera etapa el modelo de menor calidad, con el n de explorar el espacio de los parametros estructurales inciertos, y en un segundo nivel aplicar el modelo sustituto de mayor calidad. Los metodos que se proponen tienen como enfoque los problemas que tienen asociado un gran numero de parametros inciertos, tanto de excitacion como de parametros estructurales. La aplicacion de las metodologas propuestas tiene como objetivo disminuir la variabilidad del estimador de probabilidad de falla y la reduccion de los costos computacionales asociados a la obtencion de dicha probabilidad. Finalmente, la tecnica propuesta se ilustra a traves de ejemplos aplicados, donde queda en evidencia la precision y e ciencia de las tecnicas desarrolladas.
ESTUDIO SOBRE LA IMPLEMENTACIÓN DE LA MODELACIÓN MULTIDIMENSIONAL EN LA ADMINISTRACIÓN DE PROYECTOS DE CONSTRUCCIÓN
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2014) FERNANDEZ TORRES;MANUEL OCTAVIO; GUTIERREZ VALDERRAMA; JUAN EDUARDO; Universidad Tecnica Federico Santa Maria UTFSM DEPARTAMENTO DE OBRAS CIVILES
The construction industry has been characterized by being one step behind of the rest industry magnitude wise, whether in the implementation of new technologies as in the creation, development and control of a new project. In construction project administration, the creation, management, and control models have evolved rapidly during the last decades; from the book General and Industrial Management by Henri Fayol, to the implementation of the Lean Production model in the construction industry together with the Lean Construction model, to complex multidimensional models combined with virtual B.I.M. mockups. The construction industry has the capacity to incorporate all the important variables that influence a project from its starting phase to when it is released. This enables the professionals that are in charge of such projects to group, coordinate and get feedback about these variables to decrease material and economical loss, also to reduce time of execution or environmental impact; as well as maximizing the quality, productivity, safety, and consequently profit. This study aims to analyze the multidimensional model process as a real alternative for the management and control of construction projects focusing on the building area, and compare the traditional management with this innovative way to face the challenges that the project management may bring. The survey of construction professionals and principals, and the development of complementary control project models and the implementation of this new staging industrial project, allowed us to get the information needed to get the expected results. These results helped to establish the benefits that the multidimensional modeling brings in comparison to the traditional management. Key words: Multidimensional Management, Control of Projects, Optimization, Edification.
EVALUACION DEL COMPORTAMIENTO SÍSMICO DE MARCOS DE ACERO DISEÑADOS DE ACUERDO A NCH 433 OF 96
(Universidad Tecnica Federico Santa Maria, 2007) GONZALEZ TARDÓN, JOSÉ RICARDO; AGUIRRE AHUMADA, CARLOS; AGUIRRE AHUMADA, CARLOS; Universidad Tecnica Federico Santa Maria UTFSM DEPARTAMENTO DE OBRAS CIVILES
EVALUACION PROBABILISTICA DEL PELIGRO DE TSUNAMI DE EVENTOS DE CAMPO CERCANO
(2016) Gubler Labayru, Alejandra; Catalan Mondaca, Patricio; Universidad Tecnica Federico Santa Maria UTFSM DEPARTAMENTO DE OBRAS CIVILES
El presente trabajo describe una metodologıa que incorpora la incertidumbre en la evaluacion del peligro de tsunami, específicamente en el marco de los sistemas de alerta contra tsunamis basado en bases de datos de escenarios pre computados. El metodo utiliza subfallas unitarias con las que se discretiza el dominio de una posible ruptura, para luego combinar linealmente los tsunamis unitarios y generar ası series de tiempo en los puntos previstos. Con el conjunto de todos los escenarios posibles se generan curvas de probabilidad de excedencia de amplitud maxima de tsunami, lo que proporciona mas informaci´on a la base de datos de procedimientos tradicionales, sin incorporar un costo computacional y ni perdidas de precision significantes. Este estudio se centra en la incertidumbre en la ubicacion relativa del epicentro respecto a su area de ruptura y los resultados son verificados con los datos de los tsunamis de Maule en 2010 (Mw8.8), Pisagua 2014 (Mw8.2) y Talinay 2015 (Mw8.3) en Chile, obteniendose buenos resultados cualitativos. A este procedimiento se le pueden incluir facilmente otras fuentes de incertidumbre, y puede ser tambien acoplado a tecnicas de inversion una vez que se encuentren disponibles datos en tiempo real.
MEJORA DEL COMPORTAMIENTO DE UN MODELO HIDRODINAMICO AJUSTANDO EL PERFIL DE FRACCION DE OLEAJE ROMPIENTE
(2016) Moris Barra, Joaquín Pablo; Catalan Mondaca, Patricio; Universidad Tecnica Federico Santa Maria UTFSM DEPARTAMENTO DE OBRAS CIVILES
Uno de los principales forzantes en la hidrodinámica costera es el rompimiento del oleaje, el cual controla la generación de corrientes y por consiguiente la evolución de las playas y la seguridad de bañistas. Es por ello que su representación es de gran interés en la comunidad científica y la sociedad en general. Para ello, se emplean modelos de propagación que son capaces de transformar el oleaje que se dirige hacia la costa. En los últimos años, para propagar oleaje en aguas someras se han utilizado los modelos tipo Boussinesq, los cuales poseen una alta capacidad de representar la no-linealidad del oleaje, característica fundamental de las olas que se encuentran próximas a romper. Los modelos de propagación de oleaje del tipo Boussinesq están basados en ecuaciones de balance de masa y de momento, cuya formulación original no contiene términos asociados a la disipación de energía. Es por ello que es necesario acoplar este tipo de modelos a una ley de rompimiento del oleaje que permita disipar la energía liberada por las olas en rotura. Dado que no hay una ley universal para la rotura, es necesario calibrar ciertos parámetros de estos modelos a partir de datos experimentales. La calibración de un modelo de propagación tipo Boussinesq -y de los modelos hidrodinámicos en general se realiza tradicionalmente mediante mediciones del nivel instantáneo de la superficie libre. A partir de estas mediciones se construyen curvas de set-up y de altura cuadrática media (Hrms). Estas mediciones se contrastan con los resultados del modelo y se realiza un ajuste, el cual permite obtener un set de parámetros óptimos para cada modelo. Este trabajo introduce el uso de mediciones realizadas con cámaras de video para calibrar, de manera conjunta registros mediante sondas resistivas, un modelo hidrodinámico tipo Boussinesq. Las sondas resistivas permiten obtener el nivel instantáneo de la superficie libre y las cámaras de video permiten detectar la ubicación temporal-espacial de la rotura del oleaje a partir de la detección de un cambio abrupto de intensidad en los pixeles debido a la espuma asociada al rompimiento. Por otra parte, un modelo hidrodinámico costero debe ser capaz no solo de representar los perfiles basados en mediciones de la superficie del mar, sino también la ubicación temporal-espacial del rompimiento del oleaje. A partir de lo señalado, en este trabajo se detectó que el uso de una calibración tradicional no necesariamente tiene la capacidad de representar de manera simultánea los perfiles de oleaje y la ubicación del rompimiento de las olas. Sin embargo, al emplear en la calibración el uso en conjunto de datos de video y de sondas resistivas es posible obtener una mejor representación de la Hidrodinámica en la costa, ajustando simultáneamente los perfiles de oleaje y la ubicación temporal-espacial de la rotura. Debido a la importancia de caracterizar la hidrodinámica en la zona costera de manera global, se propone en este trabajo una nueva metodología de calibración que involucra como elemento de ajuste adicional la posición del rompimiento. Los resultados indican que es posible utilizar de manera conjunta los parámetros tradicionales y este nuevo indicador, y que el uso conjunto se traduce en una mejor predicción de la hidrodinámica general del oleaje. Sin embargo, el logro de un buen ajuste supone un desafío para los modelos existentes, que requieren de ajustes con respecto a su formulación original. De esta manera, esta propuesta de calibración permite avanzar en la comprensión del fenómeno y supone una oportunidad de mejora de los modelos existentes.
SISTEMA DE CONTROL DE HORAS HOMBRE Y PRODUCTIVIDAD EN UN PROYECTO DE EDIFICACIÓN
(Universidad Tecnica Federico Santa Maria, 2006) CAÑULEF MUÑOZ, TOMAS ORLANDO; AGUILAR RODRÍGUEZ, ANTONIO (COMISION DE TESIS); Universidad Tecnica Federico Santa Maria UTFSM DEPARTAMENTO DE OBRAS CIVILES
SUSCEPTIBILIDAD A LA HUMEDAD EN MEZCLAS ASFÁLTICAS EMPLEANDO RESISTENCIA A TRACCIÓN INDIRECTA
(Universidad Tecnica Federico Santa Maria, 2003) DÍAZ FLORES, RODRIGO ALFONSO; DÍAZ FLORES, RODRIGO ALFONSO; WAHR DANIEL, CARLOS; Universidad Tecnica Federico Santa Maria UTFSM DEPARTAMENTO DE OBRAS CIVILES
El trabajo que se presenta corresponde a la memoria para optar al título de Constructor Civil. El objetivo principal de esta memoria es emplear por primera vez en Chile el "Test Lottman Modificado" para evaluar la susceptibilidad a la humedad en mezclas asfálticas. Se realiza una experiencia de laboratorio donde se diseñan cuatro mezclas según el método de diseño Marshall, las cuales cumplen con los requisitos dados para las bandas de trabajo "IV-12"(Banda chilena) y "S-12"(Banda española), cada una de ellas compactadas a 50 y 75 golpes. El grado de susceptibilidad a la humedad se evalúa preparando un conjunto de ejemplares compactados en laboratorio de acuerdo a la fórmula de trabajo. Los ejemplares se compactan a una cantidad de vacíos de aire similar a la esperada en terreno usualmente de un 6 a un 8%. Este conjunto se divide en dos subconjuntos de aproximadamente iguales vacíos de aire. El primer subconjunto se mantiene seco "no tratado" y se emplea como control, en cambio el segundo subconjunto se satura parcialmente con agua destilada y se controla su humedad "tratado". La resistencia a tracción indirecta (RTI) se determina con el equipo Marshall y el cabezal Lottman. Se evalúa la susceptibilidad a la humedad por el cuociente entre los dos subconjuntos para lo cual son rechazadas aquellas con un porcentaje inferior al 80%. Después de someter las cuatro mezclas diseñadas al Test se obtuvieron los siguientes valores: Mezcla N° 1: "IV-12(50 Golpes)" : 61,9% Mezcla N°2: "IV-12 (75 Golpes)" : 81,8% Mezcla N°3: "S-12 (50 Golpes)" : 82,8% Mezcla N°4: "S-12 (75 Golpes)" : 85,4% Se observa que la Mezcla N° 1 es susceptible a la humedad (<80% de la RTI). Las Mezclas N°2, N°3 y N°4 obtuvieron valores superiores a los aceptados por el Test.
TECNICAS DE REDUCCION APLICADAS A MODELOS DE ELEMENTOS FINITOS ESTOCASTICOS
(2016) Muñoz Huenchullán, Álvaro Daniel; Jensen Velasco, Hector Antonio; Universidad Tecnica Federico Santa Maria UTFSM DEPARTAMENTO DE OBRAS CIVILES
Esta tesis presenta una estrategia para abordar problemas de dise~no basados en con abilidad de modelos de elementos nitos lineales y no lineales sometidos a una excitacion estocastica. La con abilidad de un sistema estructural se expresa en terminos de la probabilidad de primera excursi on. Esta se re ere a la probabilidad de que se genere un comportamiento no deseado, el cual puede ser caracterizado en terminos de respuestas de interes que sean mayores que ciertos umbrales establecidos, dentro de un intervalo de tiempo. Los sistemas estructurales estan representados por modelos de elementos nitos sometidos a excitaciones basales generadas a partir de modelos estocasticos que simulan la aceleracion del suelo debido a eventos ssmicos. La estimacion de la probabilidad de falla se realiza mediante la aplicacion de la tecnica de simulacion avanzada llamada Subset-Simulation. En general, la solucion al problema de dise~no basado en con abilidad es muy demandante computacionalmente debido al gran numero de analisis requeridos sobre el modelo de elementos nitos durante el proceso. Es por ello que se propone una tecnica de reduccion combinada con un esquema de parametrizacion apropiado para abordar el problema de dise~no de manera e ciente en un espacio reducido de coordenadas generalizadas. Se implementa un metodo basado en subestructuras para de nir un modelo reducido del sistema estructural. En particular, se consideran los xedinterface normal modes e interface constraint modes para de nir el modelo reducido. La e ciencia de la tecnica de reduccion propuesta en el contexto del dise~no basado en con abilidad es demostrada a traves de ejemplos de aplicacion. La tecnica de reduccion es nalmente generalizada con el n de obtener modelos aun mas reducidos sin deteriorar la exactitud de los resultados. Esto se re ere a la implementacion de una tecnica optimizada de acoplamiento de subestructuras y al uso de coordenadas generalizadas en terminos de los interface constraint modes. Analisis de validacion muestran que la tecnica propuesta es una herramienta numerica e ciente para resolver problemas complejos en ingeniera estructural.
VERIFICACIÓN DE PROPIEDADES RESISTENTES DE CABLES DE ACERO.
(Universidad Tecnica Federico Santa Maria, 2009) DUQUE MORALES, RICARDO ALBERTO; DUQUE MORALES, RICARDO ALBERTO; TOBAR RAMOS, RENÉ ENRIQUE; Universidad Tecnica Federico Santa Maria UTFSM DEPARTAMENTO DE OBRAS CIVILES
Esta memoria explora las propiedades mecánicas de los cables de acero que se venden en el mercado local. Con este objeto se implementaron dos nuevos ensayos en el laboratorio del Departamento de Obras Civiles, los cuales tuvieron el propósito de: • medir resistencias mecánicas para compararlas con las entregadas por el fabricante; • medir propiedades de rigidez del cable y observar cómo éstas varían al estar sometidas a sucesivos ciclos de carga y descarga. El interés de investigar lo anterior, proviene de la poca información con que habitualmente se encuentra el usuario al adquirir cables de acero y accesorios, más aún con la tendencia actual de efectuar estas compras en grandes tiendas no especialistas en el tema. Así por ejemplo, resulta usual que el vendedor no pueda explicar si la carga rotulada en el artículo es de trabajo o rotura. Para lo anterior se compraron trozos de cable de acero de distintos proveedores y se ensayaron a tracción de acuerdo con la norma chilena NCh706.EOf72 “Cables de Acero. Ensayo a la rotura y determinación del alargamiento”. Una referencia más actualizada para este ensayo es la norma ASTM A931-96(2002) “Standard Test Method for Tension of Wire Ropes and Strand”, pero su implementación requiere piezas especiales de innecesaria complejidad para los objetivos de esta memoria. La experiencia obtenida en la realización de este trabajo, sirvió además para la determinación de medidas de seguridad para futuros ensayos que podrían ser encargados al laboratorio, respecto de elementos similares o de mayor tamaño que los considerados en esta oportunidad.

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