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Estudio numérico de llaves de corte para placas base de columnas sometidas a solicitaciones cíclicas

Arancibia Montecinos, Isaías Enrique January 2016 (has links)
Ingeniero Civil / Una llave de corte es un elemento estructural de acero que permite transmitir los esfuerzos de cizalle desde una columna hacia la fundación, de manera tal que se evite la transmisión de éstos por los pernos de anclaje. Usualmente, consiste en una pieza de acero en cruz o doble T soldada a la columna, y embebida en el bloque de hormigón. Si bien en Chile estos elementos adquieren gran importancia en las estructuras industriales, debido a las solicitaciones sísmicas a las que las mismas se ven sometidas, existe poca información relativa al comportamiento y diseño de las llaves de corte. El objetivo principal del trabajo de investigación consiste en el análisis del comportamiento de las llaves de corte, cuando éstas se ven sometidas a solicitaciones cíclicas, mediante la modelación por elementos finitos. Para esto, primeramente se realiza una revisión bibliográfica de la literatura respectiva. De especial interés resultan las investigaciones previas sobre el tema, tanto experimentales como de estudios numéricos. Luego, se modifican los modelos de elementos finitos existentes, correspondientes a tres configuraciones de llaves de corte en cruz y seis en doble T, donde tres se cargan en el eje débil y las tres restantes en el eje fuerte. Los cambios realizados a los nueve modelos estudiados buscan incluir el agrietamiento y aplastamiento de los elementos del bloque de hormigón, y estudiar el comportamiento de los sistemas bajo estas condiciones en un historial cíclico de desplazamientos. La calibración de los modelos se realiza en base a la respuesta global reportada en el caso monotónico, tanto experimental como numéricamente. Posteriormente, se analiza el comportamiento global de los sistemas mediante las curvas de fuerza deformación y la flexión en la unión de las llaves a la placa base. Localmente, se estudia el estado de tensiones y deformaciones de cada componente en particular. A partir de los resultados obtenidos de la modelación se desprende que existe una degradación de la rigidez producto de la apertura y cierre gradual de grietas en el bloque de hormigón, lo que conduce a un angostamiento de los aros que componen el ciclo de histéresis. No obstante, el daño por agrietamiento y aplastamiento en el hormigón se desarrolla en sectores acotados del bloque, con lo que una falla frágil en éste se considera poco probable. En cuanto al mecanismo de falla, aunque la flexión adquiere una mayor importancia durante el análisis cíclico, se confirma que la falla asociada a los sistemas corresponde a una falla dúctil de las llaves de acero, debida a la plastificación por esfuerzos de corte.
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Priorización del reforzamiento de colegios públicos de Lima para la mitigación del riesgo sísmico

Arana Vásquez, Víctor Ernesto, Palomino Bendezú, Juan Samuel 15 February 2017 (has links)
En este trabajo se propone un método para identificar prioridades de intervenciones para la mitigación del riesgo sísmico en el Sistema Educativo Público del Perú. El método se basa en identificar cinco niveles de prioridad para la intervención integral de colegios, de acuerdo a las necesidades y urgencias específicas de cada uno. El objetivo de la priorización se basa en dos criterios. 1) Las estructuras no deben causar muertes, y 2) deben aportar a la resiliencia del Sistema Educativo (alumnos, educadores, administrativos, infraestructura y entorno social). Se emplean múltiples Factores de Riesgo, identificados para el caso particular del Sistema Educativo. Los factores son cuantificados por parámetros extraídos a partir de una herramienta GIS y transformados a indicadores adimensionales para el Análisis Multicriterio. Se definen métricas de resiliencia y fragilidad estructural, para establecer niveles cuantitativos de riesgo. La fragilidad estructural ante sismos se mide por el daño probable en términos de pérdidas económicas en dos escenarios particulares y en un análisis probabilístico de riesgo sísmico. La resiliencia es medida con los llamados Indicadores de Contexto que representan directa o indirectamente las capacidades, el potencial y/o las debilidades que tiene cada colegio y su entorno. Estos características colaboran a reducir o incrementar la velocidad de recuperación del sistema ante un desastre (resiliencia) e incluso promueven la inclusión social. Los colegios que tengan algún pabellón que pueda colapsar (causar daños físicos a sus ocupantes) y que aporten a la resiliencia del Sistema, serán de máxima prioridad. Y los siguientes niveles de prioridad serán producto de la combinación de los criterios mencionados. Las intervenciones asignadas para cada colegio son diferenciadas por nivel de prioridad y tipología de pabellones. El objetivo será reducir la brecha hacia un Sistema Educativo físicamente seguro y con un alto grado de resiliencia. Se realiza la validación de la propuesta, mediante la comparación cuantitativa y cualitativa de la propuesta con lo empleado por el MINEDU a través de la PRONIED y la DRELM, y la recomendación propuesta por el Banco Mundial. / Tesis
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Diseño sísmico directo basado en desplazamientos de un sistema estructural dual

Córdova Shedan, Romel 06 September 2017 (has links)
El diseño sísmico tradicional es el diseño basado en fuerzas (DBF), existe otro diseño sísmico basado directo basado en desplazamientos (DDBD) propuesto por su principal impulsor Priestley, M.J.N (2007). El DDBD a diferencia del DBF considera el daño estructural, con la finalidad de lograr un mecanismo de falla de la estructura para evitar el colapso. Es más fácil cuantificar el daño de una estructura a través de desplazamientos que de fuerzas. De esta manera una estructura para alcanzar un desplazamiento último de diseño, debe lograr una adecuada ductilidad, es decir la estructura será dañada incursionando en el rango inelástico. En la primera parte de esta tesis se presenta las diferencias que existen entre las metodologías del DDBD y del DBF resaltando algunas bondades del DDBD. En la segunda parte se presenta un caso de estudio de un edificio dual de 5 niveles que presenta regularidad tanto en planta como en elevación y se encuentra ubicada en una zona altamente sísmica cuya aceleración en suelo firme es el 45% de la aceleración de la gravedad. Luego se aplica las metodologías del DDBD y DBF al caso de estudio, con la finalidad de comparar sus respuestas de desplazamiento, derivas, diagramas de fuerza cortante y momentos. En la tercera parte, usando el programa ETABS, se realiza el Análisis Dinámico Tiempo Historia (ADTH) para comparar las respuestas de desplazamiento con las metodologías del DDBD, DBF. Para ello se sometió el modelo estructural a 3 registros sísmicos, cuyos espectros de respuesta fueron escalados con el espectro de diseño de la norma E.030. Luego se asignaron rótulas concentradas en posibles zonas de daño considerando los lineamientos del ASCE 41-13. En la parte final de la tesis se realiza las comparaciones y conclusiones sobre el caso de estudio. Es importante indicar que el nivel de desempeño sísmico del edificio para la metodología del DDBD es mayor que para el DBF. Esto se debe a que las derivas del método DDBD oscilan en el orden de 2% a 2.5% y las derivas del DBF se limitan a 0.7%. Por lo tanto, si comparamos los desplazamientos de ambas metodologías, una estructura diseñada con el DDBD logrará desplazarse más y debido a ello sufrirá mayor daño. Es asi que al comparar las fuerzas cortantes basales de cada metodología para el caso de estudio, se determinó que las cortantes basales obtenidas con el DDBD fueron mayores a las obtenidas con el DBF. Éstas resistencias obtenidas por el DDBD a diferencia del DBF, garantizan que la estructura logre los desplazamientos máximos de diseño, porque fueron obtenidas por un factor de reducción de espectro de desplazamiento que depende del amortiguamiento y ductilidad del sistema dual. Asimismo los desplazamientos para el caso de estudio del DDBD resultaron ser mayores a los desplazamientos del DBF y del ADTH, desmostrando que el nivel de desempeño de la metodología del DDBD es más exigente debido a que emplea una deriva del 2.5% comparada con una menor deriva de 0.7% del código sísmico peruano E.030. / The traditional seismic design is the methodologies of Forced Based Design (FBD), there is another direct displacement based design (DDBD) proposed by Priestley, M.J.N (2007). The DDBD considers structural damage to achieve a failure mechanism of the structure before collapse. It´s easier to quantify damage of a structure with displacements rather than forces. Therefore, a structure to achieve a inelastic displacement design with good ductility, it is necessary to be damaged. The first part of this investigation is about differences between the methodologies of DDBD and FBD with some DDBD advantages. In the second part, there is a study case about a dual building 5-story, which is regular in plan and elevation. The building is located in a seismic zone, which acceleration in firm soil is 45% of the acceleration of gravity. Then it is applied both methodologies into the study case to compare its displacements, shear forces and overturning moments. In the third part the Dynamic Time History Analysis (DTHA) is done, to compare displacements with DDBD and FBD methodologies. Three accelerograms were used and the magnitude of the acceleration scaled to be spectrum compatible with design spectrum. Then, using ASCE 41-13 guidelines, the hinge plastics were assigned to structure. Finally, both methodologies results about study case are compared. It´s important take into account that the seismic performance level of the building for DDBD is greater than FBD method. This is due to drifts of DDBD are in the order of 2.0% and 2.5% comparing with FBD drifts of 0.7%. Therefore, displacements of DDBD is greater than the FBD method. Shear forces of DDBD result greater than FBD methodology. These strengths of DDBD method ensures that structure achieves design inelastic displacements, because those strengths were obtanied due to a displacement spectrum reduction factor which depends of damping and ductility of the dual system. Also the displacements for the study case for DDBD results to be greater than FBD and DTHA. In that way it´s proves that the seismic performance level of the building for DDBD is greater than FBD method. Due to drifts of DDBD which are in the order of 2.0% and 2.5% compared with little FBD drifts of 0.7%. / Tesis
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Comparación estructural y económica de edificio de 7 pisos ante cambio de la norma E.030 diseño sismorresistente

León Ingaruca, Maycol Héctor, Gutierrez Morales, Sergio David 09 March 2018 (has links)
El presente trabajo tiene como referencia la tesis que lleva el título “Diseño de un Edificio de Oficinas en Miraflores” desarrollada por el tesista Gabriel Moyano Rostworowski en el año 2016, esta tesis abarca el análisis y diseño estructural de una edificación usando la norma sismorresistente NTE.030 aprobada en el año 2003 y vigente hasta enero del año 2016 donde entra en vigencia la nueva norma técnica NTE.030. Se analizará y diseñará la estructura del edificio propuesta en la tesis referencial usando la norma vigente de diseño sismorresistente, luego se realizará una comparación estructural y económica. El edificio tiene estacionamientos ubicados en la primera planta, una cisterna cuyo acceso se encuentra en el primer nivel, entre los niveles dos y siete se encuentran los espacios destinados a oficinas con su respectiva área de servicios higiénicos. El edifico es de siete pisos, se encuentra ubicado en el distrito de Miraflores, en la ciudad de Lima y el terreno sobre el cual se cimentará la estructura tiene una buena capacidad portante de 4.00 kg/cm². El sistema estructural está conformado por muros, columnas y vigas de concreto armado, las losas de techo son aligerados convencionales y losas macizas los cuales pueden considerarse como diafragmas rígidos. El análisis sísmico se hizo mediante un modelo pseudotridimensional de la estructura en el programa Etabs 9.7.4. El modelo planteado tiene tres grados de libertad por piso y el sistema estructural predominante en ambas direcciones es de muros de concreto armado que permiten controlar los desplazamientos laterales del edificio. La estructura se diseñará y analizará cumpliendo los requisitos de la norma actual de diseño sismorresistente NTE.030, y calculando la resistencia de los elementos de concreto armado según la norma NTE.060. La comparación de resultados en cuanto a la estructura será sobre parámetros sísmicos, periodos, cortante basal, desplazamientos, junta sísmica, fuerzas internas en un elemento estructural representativo (viga, columna y placa). Se realizará el metrado, según las especificaciones del reglamento nacional de edificaciones (RNE), de todos los elementos de concreto armado de la estructura diseñada con la norma sismorresistente del 2003 y del 2016, se asignará un precio común a cada partida y realizaremos la comparación económica. / Tesis
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Método y planeamiento de la construcción de una plataforma de lixiviación en un proyecto minero

Briones Salazar, Keddy Martin 02 May 2017 (has links)
El proyecto minero que circunscribe esta investigación es el proyecto Tantahuatay, el cual se localiza en el departamento de Cajamarca, Perú. En los últimos años, el proyecto atraviesa su fase de explotación mediante el método de operación de tajo abierto. Las actividades de operaciones en mina contemplan la extracción del mineral, disposición de desmonte de mina, lixiviación del mineral y procesamiento del mismo. Para garantizar el continuo desarrollo de las operaciones mineras, es fundamental la construcción o ampliación de las plataformas de lixiviación. Actualmente, el proyecto enfrenta un problema de área insuficiente de plataformas de lixiviación construidas, es por ello que se necesita ampliar el área para alcanzar los objetivos de procesamiento de mineral que la mina tiene proyectado para el periodo 2016 - 2017. En esa línea, la compañía minera ha iniciado la construcción de una plataforma de lixiviación, cuyo objetivo consiste en satisfacer la necesidad de área de plataformas de lixiviación y no afectar al normal desarrollo de las operaciones en mina. En líneas generales, la construcción de la plataforma de lixiviación, en las fases denominadas 3 y 3A, será el eje fundamental para el desarrollo de la presente tesis. La misma que se basará y sustentará en la documentación técnica y económica del proyecto, de igual modo la investigación se fundamentará en la experiencia adquirida durante la etapa de licitación y construcción del proyecto. En el desarrollo de la presente tesis, se describirá el proyecto propuesto por la compañía minera y bajo los lineamientos del proyecto se planteará el método constructivo para la ejecución de la obra. Asimismo, se elaborará un cronograma de construcción, de tal manera que se pueda definir el tiempo de ejecución de la obra. Además, se realizará el análisis de costo de las partidas con mayor incidencia, a fin de determinar el presupuesto del proyecto. Finalmente, a partir de la construcción de un proyecto se obtienen parámetros económicos y de plazo que son útiles para la construcción de proyectos similares en el futuro. Bajo esta premisa, se determinará ratios de costo y plazo para la construcción de una plataforma de lixiviación, en base a los resultados cronograma y presupuesto del proyecto. / Tesis
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Verificación estructural de un puente carretero con vigas postensadas de 114 m de luz bajo la sobrecarga HL-93

Bayona Dávila, Vanessa del Rosario 09 March 2017 (has links)
Esta tesis presenta los análisis realizados sobre la verificación estructural de un puente carretero con vigas postensadas de 114 m de luz. El objeto de estudio es el: “Puente Ñacará”, ubicado en la provincia de Morropón departamento de Piura; fue diseñado bajo la Norma AASHTO de 1987 con el tren de cargas C-30 de la Norma Francesa, sin considerar que luego de 20 años el puente recibiría una variabilidad de camiones que transitarían por él. El presente trabajo, se desarrolló con la finalidad de realizar una revisión analítica bajo las solicitaciones de la Norma AASHTO, con el tren de carga HL-93, el cual obedecen a una carga adicional distribuida, que obliga a realizar nuevamente una evaluación al puente para corroborar, que si bajo su diseño inicial, requiere o no un reforzamiento para continuar su funcionamiento. / Tesis
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Diseño e implementación de un sistema de monitoreo inalámbrico de parámetros de esctructuras civiles

Ruiz Chávez, Misely Katherine, Ramos Balcazar, Arthur Francis 30 May 2015 (has links)
Debido al constante crecimiento en la construcción de estructuras, los sistemas de monitoreo estructural han tomado bastante importancia. Estos sistemas permiten obtener información de parámetros varios que acompañada de su respectivo análisis, se puede determinar los daños en una estructura y aplicar las medidas que crean convenientes. El presente trabajo de tesis se basa en el diseño e implementación de un sistema de monitoreo inalámbrico de parámetros de estructuras civiles, los cuales podrán ser visualizados en una interfaz de usuario en tiempo real. Este sistema contará con tres módulos de medición, un módulo coordinador y una computadora, con los que se probará el principio de funcionamiento para la adquisición, procesamiento y visualización de los parámetros de interés. Para el análisis de las estructuras, es necesario conocer tres parámetros importantes: la magnitud de las vibraciones a las que están sometidas y la humedad y la temperatura a las que se hacen estas mediciones. Para esto, se seleccionó un acelerómetro digital que estará presente en cada uno de los módulos de medición y un sensor ambiental digital que es necesario solo en uno de estos, ya que los parámetros ambientales no presentan grandes cambios en una misma estructura. Una vez realizado el montaje de los módulos de medición en distintos puntos de la estructura, estos inician la adquisición de los parámetros estructurales y los envían hacia el módulo coordinador cada vez que este último hace la petición. Para este fin, se utiliza una red de sensores en configuración punto-multipunto conformada por módulos Xbee. Luego, el módulo coordinador se comunica con la computadora utilizando una tarjeta para el acondicionamiento de nivel de voltaje mediante un puerto USB de la misma. Toda la información recibida es procesada para asignar las mediciones a los módulos de medición correspondiente y obtener las magnitudes reales. Los parámetros de interés podrán ser visualizados en tiempo real en la interfaz implementada, con la cual el usuario también podrá controlar el inicio y fin del proceso de monitoreo. En el capítulo 1, se explican conceptos generales sobre el monitoreo estructural y cómo fue su evolución tecnológica; asimismo, se describen algunos equipos comerciales. En el capítulo 2, se aborda el marco problemático y los objetivos del presente trabajo de tesis. En el capítulo 3, se desarrolla el diseño e implementación del sistema de monitoreo estructural. Finalmente, en el capítulo 4, se describen los ensayos realizados y se muestran los resultados del sistema implementado. / Tesis
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Caracterización y estudio del comportamiento dinámico-mecánico de biomateriales compuestos (escamas de paiche y exoesqueleto de carachama)

Torre Zevallos, Daniel Hugo de la 07 November 2015 (has links)
El presente trabajo es una investigación básica donde se busca determinar el comportamiento de la estructura jerárquica de escamas de Paiche (Arapaima Gigas) y exoesqueleto de Carachama (Pterigoplichthys pardalis). En primer lugar se desarrolla el marco inicial para la investigación; se incluye la elaboración de una metodología para el desarrollo del proyecto y el estudio necesario para la investigación. Además, se muestra la información concerniente a la estructura y composición de las escamas de Paiche: material compuesto de matriz de Colágeno reforzada con fibras de Colágeno y cristales de Hidroxiapatita (HAP), así como de las propiedades de los últimos. En segundo lugar se da a conocer el procedimiento experimental utilizado para los diversos ensayos realizados. En el caso de la escama de Carachama se realizaron ensayos de Termogravimetria (TGA), Difracción de Rayos X (XRD) y Microscopia Electrónica de Barrido (SEM) para determinar los componentes que lo conforman y estructura. Para el estudio del comportamiento de la estructura de las escamas se realizaron ensayos dinámico-mecánicos (DMA) con escaneo en temperatura y usando una configuración de deflexión en 3 puntos, obteniéndose curvas de modulo elástico (E´) y factor de pérdida (Tan(δ)) en un rango de temperaturas entre -50 a 250°C. En tercer lugar se exponen y analizan los resultados de los ensayos DMA. Se observó que en las escamas de Paiche existe un fenómeno similar a una transición vítrea a los 0°C, además, los valores de amortiguamiento (Tan(δ)) indican una gran capacidad de disipar energía en el punto de amortiguamiento máximo. En el caso del exoesqueleto de Carachama se encontró que posee una estructura porosa de Hidroxiapatita y Colágeno, similar a un material compuesto tipo emparedado o “sandwich”. En cuanto al comportamiento dinámico-mecánico se encontró que el exoesqueleto de Carachama tiene una mayor estabilidad térmica en comparación con las escamas de Paiche ya que sus propiedades no variaron de forma significativa durante los cambios térmicos. Finalmente se hacen proposiciones de las posibles aplicaciones que tengan las características de los materiales estudiados en la industria. En el caso de las escamas de Paiche se propone el desarrollo de materiales que puedan funcionar como aisladores de vibraciones o absorsores de impactos gracias a su alto valor de Tan(δ). En el caso del exoesqueleto de Carachama se puede dar la posibilidad de usar su estructura tipo sándwich para elaborar elementos estructurales ligeros. / Tesis
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Diagnóstico estructural y análisis sísmico de la iglesia San Pedro Apóstol de Andahuaylillas

Briceño Meléndez, Carolina Paola 05 July 2016 (has links)
Las construcciones históricas representan parte de la identidad de los pueblos y son fuente importante de ingresos por el turismo, por lo que son de gran relevancia para el desarrollo de un país. En el Perú, existe un gran número de edificios patrimoniales de adobe siendo la iglesia San Pedro Apóstol de Andahuaylillas, una de las construcciones más representativas de los Andes peruanos. Este templo, el cual está ubicado en la Plaza de Armas del pueblo de Andahuaylillas en Cusco, está conformado principalmente por una la nave alargada, el presbiterio, la torre de campanario y varias capillas laterales. Su conservación y preservación son labores complicadas por la fragilidad del material que la compone y la debilidad de sus conexiones estructurales, siendo necesaria la ejecución de diagnósticos estructurales y evaluaciones sísmicas. En esta tesis se presenta la aplicación de termografía infrarroja pasiva como procedimiento de diagnóstico para la detección general de daño estructural y el estudio de la influencia de ciertos elementos estructurales en la capacidad sísmica del arco triunfal de la iglesia. La termografía infrarroja pasiva es un ensayo no destructivo que permite medir y visualizar temperaturas en una superficie mediante la captación de la radiación infrarroja sin aplicar alguna estimulación externa. Esta técnica es recomendable para el diagnóstico de monumentos ya que no generar daño ni contacto directo con la superficie de estudio, encajando dentro de las filosofías modernas de conservación. En la presente evaluación, la aplicación de la termografía infrarroja pasiva permitió la identificación de elementos estructurales embebidos, cambio de material y grietas ocultas por intervenciones anteriores. La evaluación sísmica de una estructura puede ser realizada aplicando diferentes tipos de análisis. En esta tesis se evalúa el comportamiento sísmico del arco triunfal de la iglesia de Andahuaylillas considerando la aplicación del análisis estático no lineal. La evaluación se ejecutó con la finalidad de determinar la influencia de los muros adyacentes de las capillas laterales y ventanas en la capacidad lateral y patrón de agrietamiento del arco triunfal, para lo cual construyeron modelos de elementos finitos bidimensionales. Los resultados indicaron que la inclusión de muros laterales al arco triunfal incrementa su capacidad lateral en 44% , mientras que la omisión de ventanas en estos muros contribuye positivamente a la capacidad del arco en 13% respecto al modelo computacional que no las considera. / Tesis
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Análisis y diseño de una galería comercial de 6 pisos ubicado en una esquina

Gómez Durand, Jürgen D'Vita 28 November 2018 (has links)
El presente trabajo tuvo como fin, obtener los planos completos de estructuras, iniciándose en la modificación del plano (vista en planta) de arquitectura, luego se realizó una estructuración y predimensionamiento, para así dar inicio al modelo computacional realizado en el programa ETABS. Se realizó un análisis por cargas de gravedad, obteniéndose que el metrado de cargas del modelo fue muy similar con el calculado manualmente, dando lugar a un porcentaje mínimo de error. Luego se realizó un análisis sismorresistente, comparándose el análisis dinámico y estático obtenido, siguiendo las especificaciones de la Norma E.030 (2016). Luego de cumplir con las exigencias sísmicas de la norma, se procedió al diseño estructural de cada elemento por medio de hojas de cálculo de Excel y cotejos con los programas ETABS y SAP 2000. Todo esto se realizó en el caso de las vigas, columnas, muros de corte, losas, escalera y muros no portantes. Asimismo se analizaron y diseñaron las cimentaciones superficiales con hojas de cálculo y verificadas con el apoyo del programa SAFE. Asimismo, se usó el software Corel Draw para la elaboración de imágenes que ilustren mejor algunos capítulos en la presente Tesis. Finalmente, con los diseños completos de los elementos estructurales y no estructurales obtenidos, se procedió al dibujo en AutoCAD de los planos finales de estructuras. / Tesis

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