Ingeniero Civil / En el rubro de la construcción, se han usado armaduras de acero por muchos años. Para el traspaso de esfuerzos, la opción más conocida es el empalme mediante traslapo. El estudio y desarrollo de los conectores, pretende ser un nuevo método para el traspaso de esfuerzos. Existen distintos tipos de conectores mecánicos, con rosca, epoxico, mortero y otros. En este trabajo se ahondará en un tipo de conector. El presente trabajo de título tiene como objetivo principal la realización de una certificación de los conectores NMB Splice Sleeve, que han sido desarrollados junto a un mortero cementicio para conectar las barras de acero y poder realizar el traspaso de esfuerzo sin la necesidad de un traslapo. Además, como segundo objetivo el poder lograr una guía de instalación directa, tanto para conectores que sirven en elementos de hormigón prefabricado como para hormigón en sitio. Para poder completar los objetivos, se efectuó una revisión bibliográfica. En primer lugar, de las normas que muestran los requerimientos de desempeño de los conectores mecánicos. Tanto los códigos internacionales, como las normas chilenas. Segundo, una revisión de los archivos proporcionados por NMB Splice Sleeve, como son los ensayos realizados a los conectores y el mortero usado. Además, de distintas aprobaciones y manuales. Este trabajo permite concluir que los conectores mecánicos NMB y todos los que cumplan con los estándares impuestos, son aptos el uso en Chile. Por otro lado, cumplen con la denominación Tipo 2, es decir, se pueden usar en lugares de alta sismicidad. Además, son una ventajosa opción del punto de vista de la reducción del tiempo en la obra, de algunos materiales, como son los moldajes y el tiempo de espera para el fragüe. Incluido ello, son una muy buena elección para elementos esbeltos, donde el uso de gran cantidad de armadura no permita un adecuado vaciamiento del hormigón y posterior vibrado.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Ingeniería Sísmica / El presente trabajo de Tesis muestra la implementación y análisis de variados métodos de aprendizaje de máquinas y minería de datos, desde la fase de extracción de características sensibles usando objetos simbólicos y clasificación mediante algoritmos de agrupamiento, para el estudio y monitoreo de la condición estructural de obras civiles, con énfasis en la detección temprana de la ocurrencia de daños estructurales. El monitoreo de salud estructural mediante algoritmos de minería de datos, reconocimiento de patrones y aprendizaje de máquinas es un campo moderno y activo en la Ingeniería Civil. El flujo general es que a partir de mediciones de aceleración en sitio y utilizando metodologías de identificación de sistemas, se extrae la información modal que representa algún modelo clásico de la dinámica estructural. En este trabajo se busca extender el tipo de información que se puede extraer desde las series de aceleración, estudiando el uso de las series de aceleración en bruto y a su vez mediante la extracción de características sensibles usando ajustes de modelos autoregresivos. La metodología global que se utiliza está basada en el agrupamiento de objetos simbólicos que representan el comportamiento estadístico de características sensibles, y se implementa tanto en series de aceleración obtenidas en laboratorio como en un edificio en operación instrumentado. En el segundo capítulo se estudian las series de aceleración en bruto como entrada para la transformación a objetos simbólicos con uso de histogramas e intervalos intercuartiles, concluyéndose que la energía de entrada es altamente determinante en los grupos obtenidos por los algoritmos de clasificación. Aún así, se puede extraer información del estado estructural si se analizan series de aceleración obtenidas desde un misma condición operacional y ambiental. En el tercer capítulo se estudia la extracción de otro tipo de característica basada en modelos autoregresivos, con las que se generan series de coeficientes de modelos AR(p) ajustados a las series de aceleración originales, encontrándose que los parámetros AR son mucho más sensibles a los cambios estructurales que la aceleración y que dicha sensibilidad puede aumentarse sin pérdida de robustez si se consideran líneas base de referencia. En el cuarto capítulo se analiza el uso de las series de coeficientes AR como entrada para la condensación a objetos simbólicos con los que realizar el agrupamiento, consiguiendo una mejora considerable en la separación de con respecto al uso de las series de aceleración en bruto.

Ingeniero Civil / Los muros cortos, vigas altas, ménsulas y uniones viga columnas son sistemas estructurales cuyo modo de falla es comúnmente determinado por su capacidad al corte. Por este motivo es relevante contar con una herramienta simple que permita determinar la capacidad máxima del elemento estructural al corte. Para estimar la capacidad al corte se implementa una formulación simple basada en el modelo de ángulo fijo de Ulloa (2013). El ángulo puntal a compresión se mantiene fijo para todo nivel de desangulación del elemento estructural. Además, éste se modela como un elemento tipo panel, en el que los esfuerzos se consideran constantes a lo largo de los ejes principales. Como simplificación, asume que la dirección principal de tensiones es igual a la dirección principal de deformaciones. En cuanto a leyes constitutivas, el hormigón se modela mediante un comportamiento biaxial, en el que existe pérdida de rigidez y resistencia en el puntal a compresión debido a la deformación a tracción en la dirección ortogonal a este. El acero se representa mediante una ley uniaxial elasto-plástica perfecta. En el presente trabajo se incorpora la armadura transversal del elemento estructural en la capacidad nominal a tracción del hormigón. Además, se captan los puntos máximos asociados a cada componente estructural (capacidad nominal a tracción y compresión del hormigón armado y fluencias de armadura longitudinal y de borde). Luego, con el objetivo de cerrar el modelo, se aplican calibraciones lineales y logarítmicas a una de las deformaciones del elemento estructural con respecto a sus parámetros relevantes. Para analizar el comportamiento del modelo cerrado de ángulo fijo generado se recopila una base de datos constituida por 252 ensayos de muros cortos, 182 de vigas altas, 109 de ménsulas y 92 de uniones viga columna. Con la base de datos se abarca, para los 4 sistemas estructurales, un amplio rango de cada parámetro influyente en la capacidad al corte. La comparación entre el modelo cerrado de ángulo fijo y las capacidades experimentales entregan valores promedio y coeficiente de variación (COV) de la razón capacidad del modelo sobre experimental de 1.006 y 0.238, respectivamente. Al comparar modelos cerrado e iterativo, se obtienen promedio y COV de 1.032 y 0.135, respectivamente, concluyendo que el modelo cerrado logra mantener el desempeño del modelo de ángulo fijo. Además, el modelo cerrado presenta una baja dependencia a cada uno de sus parámetros importantes. Por último, al comparar con la bibliografía, el modelo cerrado de ángulo fijo presenta uno de los mejores comportamientos para cada sistema estructural, lo que lo valida como una útil herramienta para estimar la capacidad al corte de elementos estructural sin recurrir a un proceso iterativo.

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil / Los muros están dentro de las estructuras más importantes del diseño en Chile, y como tal deben tener un estudio y análisis exhaustivo de su comportamiento, que como sabemos son difíciles en especial los casos en los que se tienen diferentes discontinuidades, en donde uno se encuentra con una amplia gama de metodologías, como lo son los elementos finitos que son muy refinadas, y otras que son más simples como los modelos puntal tensor, que nos permiten realizar análisis pero no nos entregan las deformaciones que se van teniendo a lo largo del tiempo, si no que una distribución de cargas. Por lo tanto, lo que se realiza en este estudio es una modelación existente puntal tensor, que utiliza elementos de fibra tipo viga no lineales para las direcciones verticales de la estructura, para los elementos horizontales se usan elementos tipo viga de igual manera y finalmente para los elementos diagonales se ocupan bielas. Con el objetivo de comparar datos experimentales con la modelación, se toman 7 muros ensayados, de los cuales 1 es un muro rectangular, 3 son muros bandera y 3 son muros con abertura central en la base. Los muros tienen 2.65 [m] de altura, 0.15 [m] de espesor y 0.9 [m], con la excepción de los muros bandera que cambian sus largos en la altura. Los resultados indican que en términos del comportamiento general de los muros, la resistencia alcanzada y la rigidez inicial un tanto elevada, son aceptables con respecto a los datos experimentales, en donde la resistencia y la rigidez inicial tienen una diferencia de un 3.4% y 46% respectivamente. No obstante se tienen diferencias importantes cuando se intenta observar la ductilidad de estos, dado que las modelaciones dan indicios de degradación de resistencia a mayores demandas de deformación, existiendo alrededor de un 30% más de desplazamiento para alcanzar la pérdida de ductilidad. Para realizar un estudio más profundo del problema se procede a tomar dos casos de muros de los cuales se tiene una diferencia notoria en el desempeño, como lo son el muro base y un caso de muro con abertura central. En primer lugar se discretiza de manera más fina la planta del muro, obteniendo degradaciones más cercanas a las experimentales, pero con la particularidad de no diferenciarse notoriamente entre los dos modelos. Luego, dado los resultados, se analizan las secciones críticas de los muros, que corresponden a la base del muro, en especial los bordes, en donde nos arroja que así como se observa en los ensayos, el borde comprimido alcanza mayores deformaciones unitarias con respecto al traccionado, siendo éstas alrededor de 7.5% y 5% respectivamente, por lo que el modo de falla es el correcto, pero dado que el modelo del acero no presenta pandeo, aunque se presente degradación clara en el hormigón de los elementos, la armadura es capaz de suplir esta falta, y por lo tanto, coincide con el hecho de que los muros degradan de manera similar.

Ingeniero Civil / El avance en la investigación y tecnología del equipamiento mecánico ha conducido al desarrollo de equipos más eficientes, pero a su vez de mayor complejidad. En el caso de la ingeniería civil, sus métodos de análisis y modelos permitidos por los softwares, en particular en la ingeniería sísmica de equipos, en la cual se debe cumplir con los límites operacionales que impone el fabricante del equipo, ya sea en su comportamiento dinámico con operación normal, operación de emergencia y operación con sismo. En Chile, estos problemas ocurren en proyectos de gran envergadura como es el caso de las centrales termoeléctricas, en donde las normas de diseño estructural y sísmico no siempre abordan el análisis de interacción de la estructura de soporte y los componentes mecánicos del equipo. Sin embargo se ha desarrollado una actualización de la norma NCh2369, la cual se encuentra en estado de consulta pública por el INN, que exige un nuevo método de análisis mediante el Modelo Integrado de Análisis de Turbo Generador (MIATG). Esta metodología de análisis permitirá obtener resultados más precisos de verificación de los límites operacionales del equipo y considerando la interacción suelo-estructura-equipo. En este trabajo de título se crea un modelo computacional según los requisitos que impone el MIATG en la actualización de la norma, considerando información de condiciones de sitio, estructura y equipo de un proyecto construido, entregado para esta investigación. El modelo considera una mesa de fundación (estructura soportante), el equipo turbo generador, la interacción suelo-estructura a través de resortes y las cargas existentes vivas y muertas. Adicional a lo anterior, se utilizan dos programas de modelamiento estructural para cumplir con los objetivos de la memoria: SAP2000 v.19 y ANSYS apdl. La investigación considera el desarrollo del modelo en dos versiones: la primera considerando propiedades de rigidez y amortiguamiento simétricas en los descansos del rotor del equipo, en tanto la segunda versión considerando las propiedades de rigidez y amortiguamiento asimétricas en los descansos del rotor entregas por el fabricante del equipo. Los modelos se analizan en unos puntos de control en el eje longitudinal del rotor, a través de dos métodos de análisis dinámico: modal espectral y tiempo-historia utilizando registros sísmicos de aceleraciones reales de la zona, de acuerdo a la norma actualizada NCh2369. Los resultados de desplazamiento en los puntos de control del rotor demuestran que la importancia del mallado en un modelo integrado presenta un límite óptimo. También es importante tener presente el rango de diferencia de las respuestas de desplazamiento entre los programas de análisis que se utilizan para comparar resultados con un mismo modelo. Por otra parte, los métodos de análisis dinámicos aplicados en el modelo integrado para la obtención de los desplazamientos en el rotor difieren en sus resultados, dado que el método de análisis modal espectral entrega respuestas mayores al método de análisis tiempo-historia. En cuanto a las propiedades dinámicas de los descansos del rotor, la utilización de las propiedades con una matriz simétrica entrega respuestas de desplazamiento en los puntos de control del rotor menores que las respuestas de desplazamiento utilizando propiedades con una matriz asimétrica.

Tesis para optar al grado de Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Ingeniería Estructural, Sísmica y Geotécnica / Memoria para optar al título de Ingeniero Civil / Chile es un país con una alta sismicidad que ha demostrado aprender y adaptarse rápidamente a los nuevos requisitos de diseño de edificios de acuerdo con el comportamiento observado durante fuertes terremotos. Un ejemplo de esto es el terremoto del Maule (Mw=8.8), que causó el aplastamiento de hormigón y el pandeo excesivo del refuerzo principal en los elementos de borde en muros de hormigón armado. Este daño se debió a la falta de confinamiento en los elementos de borde en Muros con secciones T, C y U, y también debido a los altos esfuerzos de compresión en los muros con discontinuidades en sus bases, cuya materialización responde al diseño arquitectónico para un mejor uso de la pisos inferiores. Luego, para corregir esta falta de confinamiento, en el código de diseño chileno se definieron nuevos requerimientos para los elementos de borde. Para estudiar el efecto de estas nuevas exigencias acorde al confinamiento, en el caso particular de los muros con configuraciones típicas de los edificios chilenos, en este trabajo de Tesis se ensaya un grupo de tres probetas de Muros con sección transversal T, y además se realizan análisis numéricos en base a estos. Los dos primeros muros difieren en el tipo de confinamiento en los elementos de borde (Pre y Post Terremoto 2010), y el tercero tiene el confinamiento con los nuevos requisitos pero con una discontinuidad en la base, reduciendo el largo del alma en un 16 %. Por tanto, el propósito de esta Tesis es poder estudiar el comportamiento global y local de los muros, el efecto entre los diferentes tipos de confinamiento y la influencia de una discontinuidad en la base, con el fin de caracterizar la distribución y concentración de tensiones y deformaciones, como también definir parámetros como el largo de rótula plástica. A partir de los resultados experimentales fue posible observar un aumento en la ductilidad en cerca del 50 % con un confinamiento adecuado, pero no un aumento importante en la capacidad final de los Muros. Por otro lado, el muro con la discontinuidad mostró un comportamiento similar en términos de ductilidad, pero no el esperable, ya que se produjo una concentración de tensiones en la altura de la singularidad, lo que provocó una concentración del daño en esa zona. Por otra parte, los modelos numéricos describieron con una alta precisión lo ocurrido en los ensayos, permitiendo a partir de esto, realizar un análisis más acabado sobre el efecto de la discontinuidad en muros con diferentes relaciones de aspecto. Este trabajo se enmarca en el Proyecto FONDECYT N° 11140429.