La Tesis tiene como objetivo determinar el tipo de presa más adecuado para la Quebrada Palo Redondo, entre las alternativas de Tierra con Núcleo de Arcilla, Enrocado con Cara de Concreto y Concreto Compactado con Rodillo evaluando criterios Técnicos, Económicos y Socio-Ambientales. Primero se presenta una clasificación de los tipos de presa y criterios generales de diseño haciendo énfasis en los tres tipos de presa a evaluar. Luego se calcularon los parámetros hidrológicos de diseño como, volúmenes del reservorio y niveles de operación. Se elaboraron diseños a nivel de anteproyecto realizando primero un pre dimensionamiento y luego un análisis de estabilidad considerando las posibles filtraciones para determinar factores de seguridad al Volteo, Deslizamiento y Estabilidad Interna de los taludes. Se analizó el proceso constructivo; aspectos como la disponibilidad de materiales, mano de obra calificada y maquinaria necesaria fueron considerados. Se calcularon costos de cada alternativa considerando partidas de excavación, relleno, inyecciones de impermeabilización/consolidación y costos aproximado de las obras conexas. Se analiza el impacto socio-ambiental que genera cada alternativa. Finalmente, se presenta una matriz de comparación, se asignó pesos a cada aspecto analizado para obtener un resultado numérico que respalde la alternativa de presa más conveniente, de manera que la elección no esté sujeta a una decisión subjetiva. / The thesis aims to determine the most suitable type of dam for the Palo Redondo gully, among the alternatives Earth with Clay Core, Concrete Face Rrockfill and Roller Compacted Concrete evaluating Technical, Economical and Socio-Environmental criteria. First, a classification of the types of dam and general design criteria are presented, emphasizing the three types of dam to be evaluated. Hydrological design parameters as reservoir volumes and operating levels are then calculated. Baseline level designs were developed, by first a predimensioning was worked up, then a stability analysis, considering possible leaks to determine safety factors to Flip, Slide and Internal Stability of slopes, were developed. The construction process is then analyzed; aspects such as the material availability, skilled manpower aviability and machinery aviability were considered. The costs of each alternative, taking into acount excavations, fillings, waterproofing/consolidation injections and the approximately cost of the related works, were calculated. The socio-environmental impact generated by each alternative is also analyzed. Finally, a comparison matrix is presented, weights were assigned to each analyzed aspect following recommendations of experts to obtain a numerical result that supports the most convenient alternative, so that the choice is not subject to a subjective decision.

El objetivo de la presente investigación, es dar la configuración y estructuración adecuada a la estructura del edificio de un centro educativo, para luego desarrollar su diseño estructural en concreto armado. El centro educativo está constituido por tres niveles, ubicado en una zona urbana de Chilca (Ocopilla) en la ciudad de Huancayo. El suelo que soporta las cargas del edificio, es de tipo arcillo limoso con arena (CL-ML) con una capacidad portante de 1 Kg/cm2. . / Tesis

En la presente tesis se evaluó, las características físicas y mecánicas de las unidades de albañilería artesanales producidas en la provincia de Huancayo y las unidades de albañilería producidas de manera industrial KK 18 huecos con un porcentaje mayor al 30% de vacíos. De la misma manera, se evaluó las características estructurales de una vivienda típica de dos pisos diseñada con muros portantes de albañilería confinada con ambas unidades. / Tesis

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Ingeniería Sísmica. Ingeniero Civil / Esta investigación evalúa la factibilidad de usar un sistema de disipación de energía formado por columnas líquidas sintonizadas presurizadas para controlar periodos bajos de estructuras. El dispositivo denominado DPCLS contiene agua en su interior y está conformado por un conducto horizontal y dos columnas verticales, cuya disposición tiene forma de U. Al someterse a movimientos horizontales genera fuerzas de inercia en las paredes de las columnas de disipador, contrarias al movimiento ejercido por una estructura acoplada al dispositivo, reduciendo la respuesta en desplazamiento, velocidad y aceleración de la estructura primaria. Este disipador en particular está sellado en el extremo superior de las columnas. Tal configuración cambia las propiedades dinámicas del disipador, incorporando características de resorte al sistema, generadas por el aire confinado en las columnas. Las ecuaciones que caracterizan la dinámica del sistema principal más el disipador determinan el periodo y el amortiguamiento óptimo de diseño. Lo cual posibilita la fabricación del disipador según el material y geometría capaces de resistir las condiciones pre-establecidas del problema. Para la validación del tema se realizan ensayos para caracterizar las propiedades del disipador bajo una solicitación de ruido blanco. Además, una estructura metálica de dos niveles se somete a la acción de 19 registros sísmicos chilenos y estadounidenses, esta se ensaya sin el disipador y posteriormente con este. Los resultados evalúan la efectividad del uso del disipador de energía en la estructura estudiada. Los resultados principales indican que el aire contenido en las columnas puede modelarse como un resorte lineal equivalente y el amortiguamiento generado es despreciable, en el rango de valores utilizados. El disipador presurizado no genera reducciones importantes en la respuesta de la estructura, teniendo un comportamiento análogo a incorporar masa a la estructura. La baja capacidad de sintonización con la estructura primaria por parte del DPCLS se debe a la imposibilidad de provocar las amplitudes del desplazamiento necesarias para el acople de los dos sistemas, debida a la alta rigidez aportada por las cámaras de aire.

Ingeniero Civil / En muchas ocasiones y más comúnmente en estructuras industriales existen estructuras secundarias o equipos de gran tamaño que deben ser apoyados en más de un nivel a la estructura principal. Esto normalmente provoca un problema respecto cómo se debe enfrentar el análisis dinámico/sísmico para estas estructuras ya que la estructura secundaria tiene un comportamiento dinámico propio. La norma NCh 2369 no entrega una solución clara de cómo se debe enfrentar el problema antes descrito. Se creó un modelo de 8 grados de libertad horizontales, una estructura principal que representa un edificio de 5 pisos empotrado en la base y una estructura secundaria con 3 GDL conectada a la estructura principal en dos niveles distintos. El modelo fue sometido a tres análisis distintos desarrollados mediante programas realizados en Matlab, los dos primeros análisis por superposición modal espectral con el espectro de la norma y con un espectro promedio obtenido de 8 registros de aceleraciones y el tercero un análisis de historia de la respuesta en el tiempo para los mismos 8 registros de aceleraciones del terremoto del año 2010. Los principales resultados analizados fueron las fuerzas en las conexiones de la estructura secundaria divididas por el corte basal para distintas razones de periodos entre la estructura secundaria y la principal, las cuales fueron comparadas entre los distintos métodos de análisis y además con las fuerzas calculadas con las expresiones entregadas por la norma. Se analizó el impacto que tiene la estructura secundaria en los parámetros dinámicos de la estructura principal. Los resultados obtenidos indican que no hay grandes diferencias entre los métodos de análisis para estructuras con periodo fundamental mayores a 0.25 segundos, por lo que se recomienda usar superposición modal espectral con el espectro de la norma. Al comparar con las fuerzas calculadas con la norma se identifica que estas fuerzas no están pensadas para estructuras secundarias con más de un grado de libertad y no se recomendaría su uso cuando se tienen apoyos en 2 o más niveles distintos. Se proponen cambios para la norma en las expresiones para calcular la fuerza sísmica. Se identificó que la estructura secundaria puede hacer variar los parámetros dinámicos de la estructura principal en forma considerable.

Memoria para optar al título de Ingeniera Civil / Las estanterías de acero se utilizan comúnmente en diversos rubros industriales para proveer soluciones de almacenaje livianas, económicas y versátiles. Permiten optimizar el espacio de las bodegas ya que emplean varios niveles de almacenaje controlando el apilamiento de los productos, además pueden ser modificadas según las necesidades de operación. El objetivo de esta memoria es utilizar distintos métodos de identificación de propiedades dinámicas para determinar las frecuencias y formas modales reales de una estantería industrial. En este contexto se realizaron mediciones de vibraciones ambientales a una estantería ubicada en el centro de distribución de Nestlé en la comuna de Quilicura. La identificación de los parámetros modales de la estructura se realizó utilizando los métodos de Espectro de Densidad de Potencia (PSD), SSI (Stochastic Subspace Identification), DSI (Deterministic Stochastic Subspace Identification) y CMIF (Complex Mode Indicator Function). Todos los métodos mencionados permitieron identificar los modos fundamentales de la estructura ofreciendo resultados consistentes. En este contexto, se observó que las propiedades dinámicas identificadas distan significativamente de las obtenidas a partir de modelaciones en elementos finitos que se emplean comúnmente en la práctica. Esto ocurre porque existen varios efectos que no son usualmente modelados como son el hecho que las bases de los pallets trabajan como diafragmas flexibles rigidizando las estanterías, teniendo en cuenta que se suele ignorar la rigidez provista por estos elementos. Además, se observó que juegan un rol relevante en las propiedades reales de la estantería ciertos parámetros relativamente inciertos como la rigidez provista entre la unión viga-columna. Adicionalmente, se llevó a cabo una prospección geofísica en un terreno aledaño al centro de distribución donde se determinó el período fundamental del suelo y se realizó la inversión sísmica para determinar la variación de la velocidad de la onda S en profundidad. En este contexto, los resultados indicaron que el periodo del suelo es muy cercano al de la estructura y posee una alta amplificación sísmica, lo que significa un riesgo de resonancia en caso de que ocurra un sismo.

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil Mecánico / En la aeronáutica, las hélices cumplen un rol fundamental ya que constituyen un parámetro importante en cuando a las capacidades del vehículo. Parámetros como su velocidad, el peso máximo que el vehículo puede transportar y su máxima envergadura de alas están definidos, en parte, por el tamaño y geometría de la hélice. Así, se tiene que el diseño de estas es vital para el correcto funcionamiento de un avión, helicóptero, cuadricóptero, entre otros. El propósito de este trabajo de título fue diseñar, calcular y construir un banco de pruebas para hélices de hasta 0,78 metros de largo que sea capaz de medir rpm, fuerza de empuje, velocidad, temperatura y torque de una manera más económica al no tener que recurrir a túneles de viento de alta velocidad existentes en laboratorios. El fin de estas mediciones es poder caracterizar distintos diseños de hélices y luego poder compararlos con modelos ya existentes y así poder cuantificar la diferencia entre ellas, dependiendo de su diseño. Como requerimiento de diseño por parte de Vempto S.P.A. se tuvo que el soporte debe poder instalarse aguas arriba (upwind) y aguas abajo (downwind) para así poder realizar ambos tipos de mediciones sobre las hélices. Las mediciones de torque y de empuje del banco de pruebas las realizan celdas de carga cuyo peso y volumen se consideraron en el diseño del pedestal. Estas celdas de carga son transductores que convierten la deformación mecánica en una salida eléctrica cuantificable. El trabajo de título consta de dos etapas: La de diseño y la de construcción. En la primera se realizó el diseño preliminar y el análisis de elementos finitos del pedestal mediante un software. Así, se realizan 3 tipos de análisis a la estructura; estático, de vibraciones y pandeo. Luego de especificar que el factor de seguridad mínimo (2,75) superó al requerido en un principio por Vempto (2,00), se cubicó y cotizó cada uno de los componentes y materiales para la construcción y, finalmente, se especificó qué tipo de mecanizado, procesos de manufactura y ensamblaje se llevaron a cabo para poder realizar de manera óptima la siguiente etapa. Además de lo relacionado al pedestal se seleccionó la parrilla y su anclaje, la que se utilizó para instalar el banco de pruebas sobre el automóvil durante la etapa final. Al mismo tiempo, se diseñó un sistema de aluminio desmontable que permite calibrar cada una de las celdas de carga para luego poder tener mediciones fidedignas en cuanto al torque y empuje generado por cada hélice que se instale en el banco de pruebas. Una vez finalizado el diseño y mecanizado comenzó el ensamblaje y la instalación del banco de pruebas sobre el auto. Así, el pedestal quedó apto para poder realizar las mediciones de hélices. Esta etapa se realiza, por un lado, en un taller privado contratado por parte de Vempto, y para el caso de algunas piezas se tuvo que acudir al taller mecánico de la Universidad de Chile. El trabajo de título se validó luego de que Vempto aceptó el diseño, los cálculos realizados a este y dio el Visto Bueno considerando que el banco de pruebas efectivamente cumple con lo pedido, pudiendo caracterizar hélices mediante torque y empuje. / VEMPTO S.P.A.

Memoria para optar al título de Ingeniera Civil / En este estudio se obtienen las propiedades dinámicas de tres puentes a través del análisis de datos obtenidos en campañas de mediciones de microvibraciones ambientales realizadas a través de un arreglo de acelerómetros que se disponen en forma transitoria sobre las estructuras. Todos los puentes estudiados tienen un sistema de aislación sísmica y fueron medidos previamente en campañas de microvibraciones en los años 2003 y 2004 conforme a los estudios realizados por Díaz (2004) y Benavides (2004), previos al mega-terremoto del Maule del 2010. Por lo tanto, el objetivo del estudio es verificar si es posible identificar cambios significativos en las propiedades dinámicas de los puentes que pudieran ser atribuidas a daño o cambios en las estructuras luego de ocurrido 15 años desde las últimas campañas, teniendo en cuenta que además estuvieron sujetos al efecto del terremoto del Maule del 2010 (Mw=8.8). Los puentes estudiados corresponden al viaducto El Salto Largo (Región de Valparaíso), el viaducto Marga-Marga (Región de Valparaíso) y el puente Cardenal Raúl Silva Henríquez (Región del Maule). En este contexto, se señala que los viaductos El Salto Largo y Marga-Marga no sufrieron daño aparente durante el tiempo, en cambio el puente Cardenal Raúl Silva Henríquez sufrió daño significativo y posteriores reparaciones debido al terremoto del Maule del 2010. Las propiedades dinámicas previas al terremoto del 2010 del viaducto El Salto Largo se obtienen de registros de microvibraciones medidas en los años 1999 y 2002 a partir de los acelerómetros instalados en forma permanentemente por la RENADIC. Por otro lado, las propiedades dinámicas de las otras dos estructuras se obtienen a partir de una campaña de mediciones de microvibraciones realizada en los años 2003-2004 y que fue repetida en este estudio durante el año 2018. Se concluye que puentes o viaductos con un sistema de aislación sísmica poseen modos longitudinales y transversales que dependen fuertemente del sistema de aislación, por lo que no existen variaciones significativas en las propiedades dinámicas (frecuencias y formas modales) que puedan atribuirse a daño (o reparación) de las estructuras utilizando mediciones de microvibraciones en el tablero (al menos que existan cambios en las propiedades de los aisladores), observándose cambios leves en las propiedades dinámicas incluso para el puente que resultó dañado y posteriormente reparado durante el terremoto del 27F.

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil / El presente trabajo está orientado en la implementación y validación de la técnica de análisis SMFDD (Seismic Modal Frequency Domain Descomposition) a través de pequeñas ventanas de tiempo, el cual se propone como una técnica de identificación de la variación de las propiedades dinámicas de estructuras a través del tiempo, que es especialmente útil para estructuras que presentan modos de frecuencias cercanas. Para comprobar la fiabilidad del método, se realiza un ensayo experimental a escala de un estanque semicilíndrico que permite almacenar líquidos, el cual es vaciado durante el tiempo y excitado en su base por registros de aceleraciones en dos direcciones del tipo aleatorios independientes a través del uso de una mesa vibradora, generando como consecuencia la variación de sus frecuencias naturales a medida que este es vaciado. Además, al ser una estructura simétrica presenta modos perpendiculares con frecuencias de valores cercanos. De esta forma, se implementa el algoritmo SMFDD (Seismic Modal Frequency Domain Descomposition) por pequeñas ventanas de tiempo en el programa Matlab, el cual es empleado para estimar la variación de las propiedades dinámicas de la estructura ensayada. La validación del método se comprueba de la alta correlación que se obtiene con la identificación realizada al usar otras técnicas de identificación aplicadas a los mismos registros y cuando el estanque contiene diversos niveles de líquido invariables en el tiempo, tales como ITD (Ibrahim Time Domain), DSI por pequeñas ventanas de tiempo (Deterministic-Stochastic Subspace Identification), Espectrograma (STFT) y tfTF (función de transferencia por pequeñas ventanas de tiempo). La ventaja de emplear SMFDD por pequeñas ventanas de tiempo radica en que la metodología, al usar múltiples sensores como inputs y outputs, permite desagregar y descomponer directamente la respuesta modal, identificando con mayor eficacia los modos de frecuencias similares (o idénticas), siendo de esta forma un avance en técnicas de identificación de estructuras con métodos tiempo-frecuencia. Observándose, que el método SMFDD por pequeñas ventanas permite obtener un tfTF para cada modo en forma independiente. Se comprobó que mediante la técnica SMFDD por pequeñas ventanas se logra definir correctamente las frecuencias fundamentales y formas modales a través del tiempo, encontrándose la existencia de dos modos perpendiculares (de frecuencias variables) que dominan el movimiento sísmico del estanque estudiado.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Ingeniería Estructural, Sísmica y Geotécnica / La presente investigación aborda el estudio de marcos arriostrados excéntricos (EBF) aplicada a la práctica Chilena usando únicamente enlaces (excentricidades) cortas; para ello se usa la metodología del FEMA P695 el cual provee una manera confiable de cuantificar el desempeño sísmico de un sistema estructural aplicando procedimientos no lineales. La investigación considera 9 modelos (arquetipos) que son marcos planos con distintas alturas (1,2,3,4,5,6,8,12,y 16 niveles); a su vez cada arquetipo considera la variabilidad de la demanda sísmica acuerdo a la NCh433, es decir, se tiene en cuenta las zonas sísmicas (I, II y III) y el tipo de suelo (A,B,C,D y E). De lo anterior se derivan 135 casos posibles de análisis, en donde luego del diseño de elementos y cumplir todos los requisitos de resistencia y servicio estipulados en las normas de AISC 360, AISC 341 y NCh433 se seleccionan 55 modelos que son sujetos a análisis no lineal. Para el desarrollo de los modelos no lineales se usa la plataforma OPENSEES tanto para el análisis no lineal estático (pushover) y dinámico incremental (IDA), asimismo, se hace especial énfasis en el comportamiento del enlace, para ello se usa el modelo de Radaman y Ghoborah que es calibrado a través de ensayos experimentales para el caso de enlaces cortos y materiales ASTM A36. De los resultados del análisis pushover se obtienen factores de sobreresistencia relativamente constantes en altura de Ω=3.5, excepto para arquetipos de 1,2 y 3 niveles donde los valores son: 5<Ω<15. Esto a su vez se evidenció en la variación del factor de modificación de respuesta, R, pues para arquetipos de hasta 8 niveles las estructuras poseen mayor capacidad de incursionar en el rango inelástico, presentando que lo expuesto en la NCh433 genera análisis conservadores (i.e., R*<R)); contrario a lo evidenciado en edificios superiores a esta altura, donde se observa que existe una sobrestimación de su capacidad (i.e., R*>R). Este comportamiento de los EBF fue corroborado en el análisis dinámico incremental, donde las razones de margen de colapso, CMR, alcanzadas también son ingentes (4<CMR<7) para modelos entre 1 y 3 pisos, contrario a modelos de 12 y 16 niveles en el cual los valores son cercanos a la unidad (CMR≅1). Estos resultados evidenciaron que los edificios altos diseñados con la NCh433 producen bajos CMR´s (i.e., probable riesgo de colapso) que aquellos de menor altura donde prevalece la sobresistencia; no obstante, se considera que el factor de modificación de respuesta estructural actual de la NCh433 es el adecuado pues cumple el criterio de aceptación definido por el FEMA P695. Por tanto, es posible que los EBF puedan ser restringidos hasta 10 niveles donde su desempeño está asegurado, sin embargo, para asegurar aquello se deben estudiar más casos en cuanto a configuración, cargas y materiales usados principalmente para EBF superiores a 10 niveles.