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Respuesta no-lineal de estructuras de concreto armado de un piso sometidas a solicitaciones sísmicas bi-direccionales con ángulos de incidencia variablesFlorez Ttito, Alexander Rubenil 04 March 2013 (has links)
El Perú se encuentra en una zona de alta sismicidad y los sismos muestran lo
vulnerables que son las edificaciones.
La norma de diseño sismorresistente de estructuras E.030, no toma en cuenta la
bi-direccionalidad del sismo. La norma asume que las acciones sísmicas actúan
independientemente en cada una de las dos direcciones principales ortogonales o
aproximadamente ortogonales del edificio. La acción sísmica separada es válida si la
dirección predominante es coincidente con una de las direcciones principales. Si el
sismo tiene dos componentes horizontales de acciones simultáneas importantes, además
el agravante que el movimiento sísmico experimenta cambios en la dirección de
incidencia y magnitud durante la ocurrencia del evento. Se puede suponer entonces que
las respuestas calculadas por el análisis que indican las normas que no consideran la
direccionalidad del sismo, no sean las verdaderas respuestas que se generan en las
estructuras. / Tesis
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Estudio analítico de vulnerabilidad sísmica de edificios de muros de ductilidad limitada (EMDL) en la costa central del PerúReyes Virhuez, César Abraham 01 June 2017 (has links)
En los últimos años, se ha intensificado la construcción de edificios de muros de
ductilidad limitada (EMDL) por poseer un menor costo de construcción con relación a
edificios tradicionales, enfocado para sectores emergentes. Sin embargo, aún no se tienen
registros de su comportamiento ante eventos sísmicos por ser construcciones nuevas. Las
investigaciones que se han realizado evaluaron el desempeño sísmico solamente para el
estado límite de colapso [1] o está basado en la opinión de expertos [2].
El objetivo del proyecto es contribuir a mejorar la seguridad de las viviendas peruanas
mediante el estudio analítico de la vulnerabilidad sísmica de edificios de muros de
ductilidad limitada (EMDL) ante diversas intensidades sísmicas para la costa central del
Perú. Para ello, primero se caracterizó la tipología a través de un modelo representativo
y se evaluaron las respuestas sísmicas de la estructura mediante un Análisis Dinámico
Incremental (IDA, por sus siglas en inglés) [3]. Luego, se obtuvieron curvas de fragilidad
para cada demanda sísmica, que mide su probabilidad de excedencia. Finalmente, se
obtuvo el desempeño sísmico a través de curvas de vulnerabilidad que estiman el costo
de reparación esperado, basado en el reporte FEMA 58 [4]. Los resultados obtenidos
permitirán evaluar las pérdidas económicas de la tipología de vivienda EMDL y
posibilitarán la elaboración de planes de reparación después de un evento sísmico. / Tesis
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Estudio del comportamiento estructural de vigas de concreto reforzadas con varillas de basaltoHinostroza Yucra, Johan James 20 March 2018 (has links)
Es ampliamente conocido el problema de la corrosión que afecta a las varillas de
acero usadas en concreto armado, el cual es como un cáncer que causa un
impacto negativo. Por ejemplo, en el 2012 la India gastó en estructuras que
sufrieron corrosión 70.3 billones de dólares con un PBI 1670 billones, en otras
palabras 4.2% del PBI (Gerhardus et al 2016); el costo de corrosión en Estados
Unidos en el 2016 fue de 2.5 billones de dólares (nace.org/publications/Cost-of-
Corrosion-Study/G2MT). Según Boyle y Karbhari (1994), el costo de la corrosión
en puentes se puede estimar como dos veces el costo original del puente. Por
esta razón, es necesario seguir haciendo estudios relacionados a la mitigación
de la corrosión.
Recientemente las varillas de basalto se han empezado a usar como refuerzo
alternativo a las varillas de acero en el concreto. La ventaja de las varillas basalto
sobre las barras de acero radica en que no sufren corrosión. Dichas varillas de
basalto son la fusión de fibras de basalto provenientes de la roca y resina.
En la presente investigación se muestra los estudios a flexión y cortante de las
vigas reforzadas con varillas de basalto, además de las buenas propiedades de
las varillas para resistir fuerzas de tracción superiores al acero convencional.
Adicionalmente se desea estudiar las propiedades estructurales de este material,
para mostrar su diseño y uso como refuerzo alternativo en estructuras de
concreto armado. Se revisa las experiencias publicadas en ensayos de
laboratorios. / Tesis
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Análisis experimental de muros de albañilería confinada en viviendas de baja altura en Lima, PerúPari Quispe, Sonia Esmeralda, Manchego Meza, Juan Alfredo 23 May 2017 (has links)
El mayor porcentaje de damnificados y victimas mortales que ocasiona un evento sísmico intenso es debido a la falla y colapso de las edificaciones de albañilería, especialmente aquellas construidas sin ningún criterio técnico. El problema principal de la autoconstrucción de viviendas es que son sísmicamente vulnerables debido a que tienen inadecuada configuración estructural, uso de materiales de baja calidad, mano de obra no calificada, etc. En las últimas décadas, la población de Lima ha mostrado un crecimiento exponencial acompañado de una expansión urbana desorganizada. Lima ha tenido una expansión horizontal con una proliferación de viviendas y edificaciones de pocos pisos hasta 2-3 pisos), construidos en su mayoría con ladrillos de arcilla cocida. Se estima que un 60%
de las viviendas peruanas son autoconstruidas. Por lo tanto, es altamente probable que ante un sismo severo, muchas de estas viviendas colapsen. El presente trabajo se enfocó en la construcción de curvas de capacidad e identificar tres estados de daño asociados con el desempeño estructural y metodologías de reparación de los muros de albañilería confinada. Con el propósito de que puedan ser usadas para la construcción de funciones de fragilidad. Estas curvas de fragilidad son muy útiles para
evaluar la vulnerabilidad sísmica de las estructuras de albañilería confinada y para estimar las pérdidas económicas inducidas por sismos. Para ello, se desarrolló una campaña experimental que consistió en construir nueve muros a escala natural (de un nivel) que posteriormente fueron ensayadas bajo carga lateral cíclica en su plano. Los ensayos cíclicos fueron realizados en el laboratorio de estructuras de la Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP), siguiendo los lineamientos del FEMA 461. Se ensayaron tres (3) muros con carga vertical equivalente a 3 niveles y seis (6) muros sin carga vertical. De estos últimos, tres (3) muros fueron ensayados hasta un límite de reparabilidad con la finalidad de repararlos y ensayarlos nuevamente. Como parte preliminar a los ensayos cíclicos se realizaron pruebas de control en unidades de arcilla y en el mortero. Así mismo, se elaboración de prismas de albañilería que permitieron caracterizar las propiedades mecánicas de la albañilería.
Del análisis de resultados, la curva de capacidad fue simplificada con tres puntos notables:
(a) Límite elástico, asociado a un drift de 0.12% (muros con y sin carga vertical), (b) Resistencia máxima a carga lateral, para un drift de 0.58% (muros sin carga axial) y 0.47% (muros con carga axial), (c) Estado último, para un drift de 0.87% (muros sin carga axial) y 0.65% (muros con carga axial). También se evaluó la rigidez lateral, la cantidad energía disipada, el amortiguamiento viscoso equivalente y la ductilidad. / Tesis
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Diseño sísmico directo basado en desplazamientos de un sistema estructural dualCórdova 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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Construcción de tomografías usando metodologías sónicas como herramientas para el diagnóstico estructural de monumentos históricosSaucedo Abanto, Cristhian Germán 22 June 2016 (has links)
La conservación de un monumento histórico comprende todas aquellas actividades que
prolongan la duración de su herencia cultural y que permiten su utilización en la actualidad
y en el futuro. Las intervenciones requeridas para su conservación apelan al conocimiento
de la geometría, del estado de conservación de las construcciones y de los materiales que las
integran. Es por ello que una de las etapas que se llevan a cabo para la conservación de un
monumento histórico es el diagnóstico de su estado actual. Existen varios métodos y técnicas
de los cuales aquellos que no alteran la integridad del monumento son los más adecuados.
En función de estas consideraciones, la presente tesis tiene como objetivo contribuir con la
conservación de monumentos históricos mediante la aplicación de ensayos sónicos y
ultrasónicos como herramientas de diagnóstico estructural. Para este fin se realizó una
revisión de la literatura de estas metodologías. Se aplicaron ensayos sónicos y ultrasónicos
a diversos materiales que están presentes en las construcciones patrimoniales. Se
construyeron dos muros de prueba y se obtuvieron imágenes en 2D llamadas tomografías las
cuales representaron satisfactoriamente el estado interno de los muros. Se determinaron las
propiedades mecánicas como módulo de elasticidad y módulo de poisson del adobe de Huaca
de la Luna mediante ensayos de ultrasonido. Estos ensayos sirvieron también para crear
tomografías de las unidades de adobe y evaluar cualitativamente su variabilidad. Finalmente
ensayos sónicos y un análisis de Impacto eco se realizaron en sub-elementos estructurales
de este monumento. En la Iglesia de Andahuaylillas se realizaron ensayos sónicos con el fin
obtener tomografías y determinar el estado interno de algunos de sus sub-elementos
estructurales.
Los resultados obtenidos muestran que con estos ensayos se pueden determinar las
propiedades dinámicas de los materiales como en el caso de Huaca de la Luna y se puede
evaluar el estado interno de subelementos estructurales mediante la creación de imágenes en
2D como se realizó en Huaca de la Luna y en la Iglesia de Andahuaylillas. / Tesis
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Metodología numérica automatizada para la evaluación de la respuesta dinámica de construcciones prehispánicas de piedra de junta seca en el PerúLipa Cusi, Leonel 31 December 2024 (has links)
El estudio y la conservación del patrimonio de estructuras de piedra es una preocupación mundial, sobre todo,
si estas construcciones están ubicadas en zonas sísmicas. En el Perú -debido a su gran variedad cultural e
histórica- existe un gran número de construcciones de piedra en diferentes sitios arqueológicos, abarcando
varias tipologías constructivas. Lamentablemente, gran parte de estas construcciones aún no han sido
evaluadas estructuralmente, por lo que se desconoce su comportamiento estructural. También, no se cuenta
con una taxonomía de tipologías estructurales y, por ende, diversas características de las construcciones
existentes son desconocidas. Una forma de evaluar el comportamiento dinámico no lineal de estas estructuras
es usando una rigurosa -pero rápida- metodología numérica que reproduzca adecuadamente los diferentes
mecanismos de fallo, basada en la dinámica de cuerpos rígidos bajo el enfoque del método de elementos
finitos.
Como una primera contribución, en este proyecto se presenta una clasificación taxonómica de construcciones
prehispánicas de piedra en el Perú a partir de un estudio de campo. A partir de esta taxonomía, se clasificaron
diversos sitios arqueológicos de las regiones de Puno y Cusco, y se identificaron las tipologías más recurrentes
de estas regiones.
Por otro lado, se elaboraron novedosos códigos en Python, para la obtención del modelo geométrico de
estructuras de junta seca, a partir de las imágenes tomadas por un cámara, o de una fotografía existente
(incluyendo la identificación de las piedras y las juntas por medio de la segmentación de imágenes). Estas
rutinas permiten crear el modelo 3D de cada bloque (piedra), ensamblarlos y exportarlos a un programa de
análisis numérico para evaluaciones posteriores.
Para el desarrollo de la metodología numérica, se propone la dinámica de los cuerpos rígidos bajo el enfoque
del método de los elementos finitos. Cada bloque de piedra se considera como un cuerpo rígido interconectado
con otros bloques mediante interfaces no lineales. Esta metodología es validada usando Abaqus, basado en
los resultados de ensayos experimentales en esta tesis. En la campaña experimental se construyeron tres muros
con bloques de concreto simulando la geometría de estructuras Inca. Los muros fueron construidos sobre una
mesa inclinable y fueron ensayados por volteo fuera de su plano. Luego, se elaboraron modelos numéricos
de estos ensayos, en los cuales se calibraron las propiedades de contacto con tal que simulen correctamente
el comportamiento experimental. Los resultados numéricos del peso, el ángulo de colapso, los
desplazamientos relativos en distintos puntos de la estructura y los mecanismos de colapso fueron muy
similares a los registrados experimentalmente.
Como caso de estudio, se evaluó numéricamente la sección de un muro de contención Inca de Sacsayhuamán,
Cusco, frente a diversas acciones sísmicas. El modelo geométrico completo del muro de piedra se obtuvo
mediante las rutinas de Python. El terreno contenido detrás del muro se representó por partículas de elementos
discretos. Las propiedades del modelo numérico fueron tomadas de la campaña experimental y de calibración,
y las frecuencias predominantes de la estructura se obtuvieron por medio del enfoque de vibraciones. Se
verificó que la estructura puede soportar adecuadamente estos registros sísmicos escalados hasta una
aceleración pico de 0.1 g; sin embargo, la estructura sufre desplazamientos remanentes considerables para
registros escalados superiores o iguales a 0.2g.
Se concluye que la metodología planteada permite evaluar las estructuras piedra de junta seca de una manera
rigurosa, y así conocer si la estructura debe ser intervenida para asegurar su funcionalidad. Se espera que los
resultados de esta tesis doctoral puedan contribuir al estudio de las construcciones patrimoniales de piedra, y
abrir posibilidades de mejora de la metodología ante diversas configuraciones estructurales. / The study and the conservation of stone heritage is a global concern, mainly when these constructions are in
seismic zones. Due to its great cultural and historical diversity, Peru has many stone constructions in different
archaeological sites, covering different construction typologies. Unfortunately, many of these constructions
have not yet been structurally evaluated, so their structural behaviour is unknown. In addition, there is no
classification of the stone structural typologies (taxonomy), so the different characteristics of existing
constructions are unknown. One way to study the nonlinear dynamic behaviour of these stone structures is to
use a rigorous -but fast- numerical methodology to adequately reproduce the different failure mechanisms
based on the dynamics of rigid bodies within the finite element method.
Then, this work presents a taxonomic classification of prehispanic stone constructions in Peru, derived from
a field study, as the first contribution. Based on this taxonomy, several archaeological sites in Puno and Cusco
were classified, and the most common typologies of these regions were identified.
The research also proposes novel algorithms developed in Python to obtain the geometric model of dry-joint
stone structures using images taken by a camera, a mobile phone, or an existing photograph (including
identification of stones and joints, named image segmentation). These routines allow the creation of a 3D
model of each block (stone), assembling them, and exporting them to a finite element program for further
evaluation.
Regarding developing a numerical methodology, the dynamic of rigid bodies within the finite element method
is proposed here. Each stone block is considered a rigid body interconnected with other blocks through
nonlinear interfaces. This methodology was validated using Abaqus, based on the results of experimental tests
developed in this thesis. The experimental campaign was carried out on three walls built with concrete blocks,
simulating the geometry of the Inca structures. The walls were built on a tilting table and tested by rotating
them out of the plane of the wall. Then, numerical models of the tests were developed by considering each
stone as a rigid body and calibrating the contact properties to simulate the experimental behaviour correctly.
The numerical results in weight, collapse angle, relative displacements at different points of the structure and
collapse mechanisms were very similar to those obtained in the experimental campaign.
As a case study, a section of an Inca stone wall from Sacsayhuaman, Cusco, was numerically evaluated using
various seismic records. The complete geometric model of the stone wall was automatically obtained using
the Python routines. Furthermore, discrete element particles represented the soil behind the wall. The
properties of the numerical model were obtained from the experimental campaign, and the predominant
frequencies of the structure were obtained using the vibration approach. As a result, the structure can
adequately support these seismic records scaled up to a peak acceleration of 0.1g. However, it suffers
significant residual displacements for scaled records greater than 0.2 g.
The proposed numerical methodology allows the rigorous evaluation of dry-jointed stone structures, knowing
if the structure should be intervened to ensure its functionality. Therefore, it is expected that the results of this
research will be used to study other stone constructions, opening possibilities for improving the methodology
for different structural configurations.
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Desempeño de edificios aislados con torsión en la superestructuraEsquivel Zavala, Cristhian 10 June 2024 (has links)
La torsión es una de las principales causas de daño y colapso de estructuras afectadas por
sismos severos. El aislamiento sísmico constituye una alternativa para mejorar el
comportamiento sísmico de estructuras con torsión. Se ha estudiado el comportamiento
sísmico de edificios aislados con torsión, evaluando la respuesta de desplazamientos,
utilizando modelos elásticos. Solo en los últimos años se han usado modelos no lineales tanto
para el sistema de aislamiento como para la estructura, junto con el análisis dinámico
incremental (IDA).
El objetivo de esta investigación es contribuir a la seguridad sísmica de edificios peruanos con
aislamiento sísmico que presentan torsión en la superestructura. Para ello, se llevó a cabo el
análisis IDA de un edificio aislado de concreto armado con torsión en la superestructura,
considerando la no linealidad de los elementos estructurales y del sistema de aislamiento.
Se utilizaron 4 valores de excentricidad de masa unidireccional (5%, 10%, 15% y 20%) y un
sistema de aislamiento simétrico. Se consideraron 4 niveles de intensidad sísmica
(PGA=0.20g, 0.25g, 0.45g, 0.675g), con acelerogramas representativos de la sismicidad de
la costa peruana y un suelo muy rígido. Se obtuvieron rotaciones inelásticas, derivas de
entrepiso, aceleraciones y desplazamientos con el fin de cuantificar el daño. La evaluación
del desempeño sísmico se realizó utilizando los estados límite de daño del ASCE/SEI 41-17
y HAZUS-MH MR4.
Los resultados mostraron que para el sismo muy raro (Tr=2475 años) y para todas las
excentricidades, los elementos estructurales alcanzarían el desempeño de ocupación
inmediata y los elementos no estructurales superarían el umbral de daño leve.
Para todos los valores de PGA y excentricidades del 15% al 20% las aceleraciones en la
azotea incrementaron en alrededor del 30% y 40% respecto a la excentricidad del 10%. Para
el sismo muy raro y una excentricidad del 20%, los desplazamientos de la plataforma de
aislamiento incrementaron en 25% respecto a la excentricidad del 10%.
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Degradación de la capacidad estructural de pórticos regulares de concreto armado afectados por deterioros patológicosTello Diaz, Victor Manuel 21 June 2024 (has links)
El Perú es un país con una alta sismicidad debido a su ubicación en la zona
denominada ‘Cinturón de Fuego del Pacífico’, haciendo que la construcción de
edificaciones seguras sea fundamental. Sin embargo, la construcción informal genera
el desarrollo de patologías estructurales haciendo a las edificaciones más vulnerables.
El desconocimiento sobre las consecuencias de las patologías estructurales puede
llevar a ignorar los peligros reales y aumentar el riesgo de daños y pérdida de vidas
humanas en caso de un sismo. Es necesario comprender que el deterioro de la
estructura puede disminuir su capacidad estructural para resistir sismos.
La investigación tiene como propósito presentar un estudio inicial sobre la degradación
de la capacidad estructural de pórticos de concreto armado afectados por deterioros
patológicos.
Se consideró la configuración de pórticos de concreto armado de hasta seis niveles y
seis crujías afectados por las patologías de carbonatación, ciclos de hielo y deshielo,
corrosión, porosidad, y reacción álcali-sílice, en tres grados de afectación patológica
(leve, moderado y severo). Siendo las patologías de corrosión, carbonatación y
porosidad las de más probable ocurrencia en nuestro país. Se analizó un total de 96
pórticos
Las patologías estructurales fueron modeladas en función de los resultados obtenidos
de investigaciones experimentales publicadas en papers científicos.
El método de análisis estructural utilizado fue el análisis estático no lineal (‘pushover’),
mediante el cual se obtuvieron curvas de capacidad, las cuales relacionan el cortante
basal con el desplazamiento máximo de la estructura (trabajo por fuerzas externas).
Posteriormente, se comparan los resultados obtenidos (curvas de capacidad) con los
cuales se determina el comportamiento de las estructuras afectadas por las diferentes
patologías estructurales. Se concluye con la determinación de los porcentajes de
degradación de la capacidad estructural. / Peru is a country with high seismic activity due to its location in the area known as the
'Pacific Ring of Fire', which makes the construction of safe buildings a fundamental
need. However, the large amount of informal construction in the country generates
structural pathologies, making buildings vulnerable to earthquakes.
Lack of knowledge about the consequences of structural pathologies in buildings can
lead to ignoring real dangers and increasing the risk of damage and loss of human life
in the event of an earthquake. It is necessary to understand that structural degradation
can decrease its ability to resist an earthquake.
The research presents an initial study on the structural degradation of reinforced
concrete buildings affected by structural pathologies.
The configuration of reinforced concrete frames with up to six levels and six spans
affected by pathologies such as carbonation, freeze-thaw cycles, corrosion, porosity,
and alkali-silica reaction was considered in three levels of pathological severity (mild,
moderate, and severe). Corrosion, carbonation, and porosity were identified as the
most likely occurring pathologies in our country. A total of 96 frames were analyzed.
Structural pathologies were modeled based on the results obtained from experimental
research published in scientific papers.
The structural analysis method used was nonlinear static analysis ('pushover'), through
which capacity curves were obtained which related the base shear with the maximum
displacement of the structure (work by external forces).
Subsequently, the obtained results (capacity curves) were compared, and the behavior
of the structures affected by different structural pathologies was determined. The
research concludes with the determination of the percentages of degradation of the
structural capacity.
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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.
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