La presente investigaciónconstituye una continuación del documento “Desempeño Sísmico Implícito de Edificios Diseñados con la Norma Sísmica Chilena”, que fue presentado en las VIII Jornadas Chilenas de Sismología e Ingeniería Antisísmica, en Valparaíso (2002). Su objetivo general consiste en complementar los resultados de la aplicación del Perfil Bío-Sísmico con las conclusiones de los estudios de la vulnerabilidad implícita, para lo cual en vez de utilizar una muestra heterogénea –aunque real- de edificios, se utiliza un conjunto de edificios típicos de distinta tipología estructural. Se trabaja sobre dos modelos teóricos: en el primero se aplica la metodología del Perfil Bío-Sísmico a la muestra de edificios seleccionada, y en el segundo, se realiza un estudio sobre la vulnerabilidad sísmica implícita de los mismos edificios de hormigón armado. Los muestra seleccionada para este trabajo está constituida por 24 edificios teóricos estructurados en base a Muros de Rigidez; Marcos Rígidos; y Mixtos (núcleo central de muros y marcos rígidos en sus fachadas), entre 5 y 40 pisos. Las dimensiones de sus elementos estructurales (columnas, vigas y muros) varían cada 5 pisos. Se confeccionaron los diagramas de Capacidad para cada uno de los edificios, mediante el método Pushover, y los diagramas de demanda, en conformidad al nivel de desempeño para daño controlado descrito en VISION 2000. En el estudio sobre la vulnerabilidad sísmica implícita se calculó el punto de desempeño de cada edificio y se obtuvo un Factor de Seguridad mediante el “Método Inverso”. Este Factor de Seguridad se define como el cuociente entre la aceleración máxima que lleva a la estructura a su estado límite de desempeño (menor valor de demanda para producir una ductilidad global de 3 o desplazamiento de 1.5% de la altura total), y la aceleración del espectro elástico de la Norma Sísmica Chilena. Se incluye en este factor de seguridad el valor 1.4, asociado a sobrediseño y el factor de amplificación o reducción, según el caso, por efectos de cortes mínimo o máximo. Se concluye que los edificios extremadamente rígidos son mucho más vulnerables sísmicamente que los flexibles; el factor de amplificación por corte mínimo, es un factor de seguridad implícito en el diseño de los edificios, impuestos por la Norma Chilena Sísmica, el cual es mayor en los edificios más flexibles y también se obtuvo la expresión para el Factor de Seguridad.

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El objetivo del presente trabajo de título es investigar el uso de un tipo de moldaje, poco usado en nuestro país, como una solución técnica para acelerar los trabajos de construcción de elementos verticales en edificios de hormigón armado. Este sistema es denominado auto trepante. Se espera entregar información suficiente para poder realizar una comparación entre éste y otras tecnologías presentes en el mercado actual. Se trabajó con empresas líderes en el mercado, de donde se obtuvieron las características técnicas y económicas de todos los modelos y sistemas utilizados. Además, se conversó con usuarios con experiencia y se visitaron obras donde se utilizan las tecnologías, con lo que se completó la información necesaria para la realización del trabajo. La técnica del sistema auto trepante consiste en construir una estructura vertical con un molde de altura variable (entre 2.4 y 6 [m]), el cual se apoya sobre los muros ya ejecutados por medio de pernos de anclajes embebidos en el hormigón. Los paneles son elevados mediante gatos hidráulicos que trepan sobre rieles a la posición siguiente. También se realizó un análisis de los problemas que ocurren frecuentemente en cada sistema, así como las ventajas y desventajas que presentan, con lo que se identificaron los riegos de cada tipo de moldaje. Como resultado final se concluye que el sistema auto trepante permite acelerar los procesos de construcción de muros en comparación con los moldajes trepantes convencionales y tradicionales industrializados, manteniendo un alto nivel de calidad; pero su implementación en una construcción determinada, como lo es la caja de ascensores y escaleras de un edificio de oficinas, resulta de mayor costo por m2. Sin embargo, al permitir una mayor velocidad de construcción, existen economías importantes no sólo en gastos generales, sino también en un mejor ordenamiento de la obra, aspecto difícil de cuantificar.

Ingeniera Civil / La vida útil de las estructuras de hormigón armado expuestas al ambiente marino se ve fuertemente afectada por deficiencias en la calidad y espesor del recubrimiento de hormigón para los efectos de cumplir su función de protección contra la corrosión de la armadura. Actualmente, la incorporación de fibras de polipropileno ha resultado eficiente para el control de la fisuración en elementos expuestos a condiciones de alta evaporación, en el período inicial de curado. Se observa sin embargo, que con respecto al desempeño de este tipo de hormigón frente a la penetración de agua y sales solubles, que afectan la durabilidad de la estructura, no se cuenta con información específica, particularmente en cuanto a su resistencia a la penetración de iones cloruro. El objetivo del presente trabajo de título es investigar si la incorporación de fibras de polipropileno al hormigón estructural puede afectar, en alguna medida, el grado de protección contra la penetración de ion cloruro del hormigón de recubrimiento y el riesgo de corrosión de la armadura, tanto para el caso de un hormigón convencional (H30), como para el hormigón marino. Se desarrolló un programa experimental que permitiera evaluar la resistencia a la penetración de ion cloruro de hormigones con distintas matrices aglomerantes, incluyendo o no fibras de polipropileno, utilizando el método de ensayo de la norma ASTM C1202. Las variables consideradas para el hormigón fueron la relación A/C y el contenido de adición de microsílice (MS). Además, para evaluar la influencia de la fisuración, normalmente existente en el hormigón, las probetas fueron sometidas a distintos niveles de carga (% de la carga de rotura) antes de proceder al ensayo de permeabilidad al ion cloruro. Los resultados permitieron verificar que, para el caso del hormigón convencional (A/C=0.55, sin MS), la incorporación de fibras en dosis de 3 kg/m3, aumentaba la permeabilidad a cloruros tanto en probetas sin fisuración inducida como en aquellas sometidas a niveles de carga de 20% y 40% de la carga de rotura, previo al ensayo de penetración de cloruros. Por otra parte, en el caso del hormigón marino (A/C=0.42 más 5% en peso de cemento de MS), la incorporación de igual dosis de fibra no alteraba significativamente el comportamiento del hormigón en el ensayo de penetración de cloruros, manteniéndose la calificación de muy baja penetración tanto para las probetas sin fisuración previa como para el caso de las probetas sometidas a niveles de 20% y 40% de la carga de rotura. La mayor permeabilidad a cloruros que se origina por la incorporación de macro fibras de PP al hormigón se explicaría por la presencia de una mayor porosidad asociada a la zona de interfaz fibra/matriz que facilitaría el transporte de iones a través de la matriz. La reacción puzolánica por la incorporación de MS permitiría restituir la condición original de permeabilidad de la matriz sin fibras.

Ingeniero Civil / El código utilizado en Chile para el diseño de elementos de hormigón armado se basa en el documento ACI318-08 Building Code Requirements for Structural Concrete And Commentary . Ambas normativas no hacen referencia y carecen de recomendaciones sobre la capacidad al corte de las columnas sometidas a cargas laterales biaxiales de corte. Producto de esto, se hace necesario entender el comportamiento de las columnas solicitadas por cargas de corte biaxial, con el fin de aplicarlo en el diseño de elementos de hormigón armado. Como objetivo global del estudio se buscó entender el comportamiento de las columnas cuadradas y rectangulares sometidas a fuerzas biaxiales de corte. Para lograr dicho objetivo se realizaron las siguientes tareas: se realizó una amplia revisión bibliográfica; se inspeccionó la normativa internacional vigente y sus disposiciones especiales en el diseño de estos elementos; se examinaron los ensayos sobre columnas fallando por corte al ser solicitadas de forma biaxial, formando una amplia base de datos; y se recolectó información sobre el comportamiento de las columnas en estudio. Cabe destacar que este trabajo consiste en una recopilación de información y en un análisis de datos, por lo que no incluye un programa experimental. Mediante el análisis de los datos recolectados, que consiste de 59 ensayos de columnas cortas fallando por corte, se dio validez a las metodologías usadas para predecir la capacidad al corte biaxial de las columnas. Estas metodologías fueron dos, una basada en el estudio de Umehara y Jirsa (1982) llamada curvas de interacción y la otra basada en el estudio de Woodward y Jirsa (1980) llamada análisis mecánico. Además de esto, se incluye una discusión sobre la manera en que se diseñan las columnas cortas de hormigón armado bajo cargas biaxiales. Y, por último, se midió la precisión de las expresiones dentro del ACI318-08. Los resultados de esta investigación indicaron que es posible estimar la capacidad al corte en direcciones no principales de una columna, si se conoce la capacidad en las direcciones principales. Utilizando esto, se observó que la capacidad al corte entregada por las expresiones del ACI es conservadora para las columnas solicitadas uniaxialmente y biaxialmente, siempre que se considere el impacto en la capacidad por la aplicación simultanea de las cargas. Basándose en la discusión sobre el diseño actual de estos elementos en conjunto con la metodología de las curvas de interacción, se llegó a la conclusión de que, considerar que trabajan independientemente ambos ejes principales de las columnas para el diseño, puede llegar a entregar un 30% menos de capacidad que la necesaria para las columnas cuadradas; y, para el caso de columnas rectangulares es necesario evaluar específicamente cada geometría. A pesar de que las expresiones del ACI son conservadoras uniaxialmente, algunas columnas en este estudio no alcanzaron sus capacidades esperadas por no estar considerado el efecto de las solicitaciones biaxiales.

Ingeniero Civil / En el presente trabajo se compara la respuesta experimental de muros rectangulares de diferentes configuraciones de hormigón armado (H.A.), con modelos de elementos finitos generados con elementos cuadriláteros con capa tipo membrana. Se utiliza la plataforma SAFE-TB, de F. Rojas [11], desarrollada en Matlab, la cual realiza un análisis numérico no lineal de elementos finitos ante cargas verticales estáticas y ante cargas laterales por medio del método pushover cíclico, con el fin de validar la plataforma y verificar las leyes constitutivas de los materiales asumidas. Cada uno de los muros modelados representan muros experimentales ensayados por otros investigadores, los cuales serán usados como validación de los resultados, replicando sus condiciones de ensayo, cargas dispuestas y ciclos de desplazamiento utilizados. Para el análisis de los resultados, se comparan las respuestas experimentales con los mo- delos, utilizando envolventes en ambos casos y comparando la rigidez. Los desplazamientos producto del corte y flexión se estudia de igual forma que en las investigaciones de los muros ensayados. Se valida la capacidad de la plataforma de modelar muros de H.A., prediciendo correcta- mente su comportamiento ante desplazamientos impuestos, con distribuciones de esfuerzos y deformaciones, rigidez durante los ciclos por medio de una envolvente, además de lograr analizar los desplazamientos por flexión y corte por separado.

Las prácticas actuales de diseño estructural de concreto armado consta en realizar cálculos de diseño manuales o mediante la automatización parcial con software de computadora. Se ha observado que tales prácticas conducen a menudo considerar valores mucho más altos de factor de seguridad y otros supuestos innecesarios. Frente a esa problemática esta investigación se centra en la optimización de losas, teniendo como objetivo principal optimizar el diseño de dos tipos de losas no preesforzadas de grandes luces en edificaciones de concreto armado utilizando el algoritmo grey wolf optimization (GWO) y una red neuronal. Para ello, se han diseñado 50 modelos de losas aligeradas con sobrecarga de 250 kg/m2 y una carga muerta adicional por tabiquería y acabados de 220 kg/m2. Los modelos diseñados sirvieron para el entrenamiento de dos redes neuronales (1 para diseño refuerzo positivo y 2 refuerzo negativo). Los parámetros de entrada a la red se definieron como la luz de la edificación, número de tramos continuos y apoyos de las losas, la luz libre, número de tramo y apoyo a diseñar. Respecto al algoritmo gwo se obtuvo convergencia temprana y las variables caen en sus límites. Finalmente, las redes neuronales entrenadas si brindan buenos resultados con errores menos de 10% para el diseño de modelos dentro de su campo de entrenamiento, fuera de el para el refuerzo positivo se obtuvo los diámetros de refuerzo igual al diseño tradicional y las longitudes de desarrollo se diferenciaron dentro del 50%.

La gran cantidad de accidentes tránsito que se produce en el distrito de la Victoria ocurre principalmente en la intersección de la avenida Grau y la vía de Evitamento, la cual está considerada como el punto más neurálgico de este distrito, siendo necesario en este la construcción de un paso a desnivel, por ende en este proyecto se presenta como alternativa de solución el análisis y diseño de un intercambio vial, generando con esto la disminución de los puntos de conflicto y accidentalidad, dando mayor seguridad y calidad de vida a los usuarios, para ello se ha realizado estudios de topografía, suelos, tráfico e impacto ambiental. El proyecto está constituido por dos rampas, cuatro muros de contención, dos puentes viga losa apoyadas sobre estribos con pantalla y contrafuertes de concreto armado, las mismas que trasmiten las cargas hacia el estrato más estable del terreno, obteniéndose como resultados planos de arquitectura del intercambio vial, plano de estructuras, costos, presupuestos, cronogramas de obra y especificaciones técnicas.

Es necesario para evitar el mayor número posible de pérdidas humanas mejorar las estructuras frente a cargas sísmicas. Las estructuras aporticadas de hormigón armado son el sistema estructural más utilizado en nuestra sociedad, especialmente en las tipologías residenciales. Estas estructuras de hormigón armado presentan una ductilidad elevada, pero la rotura siempre es en el nudo, y es necesario analizar un refuerzo capaz de absorber la energía del sismo y evitar la ruina de la estructura. Cuanto mayor es la ductilidad, mayor es la absorción de energía del sismo, mayor es la deformación que puede alcanzar sin el colapso de la estructura y por tanto disminuyen el riesgo de las personas que en dicha estructura habitan. Es por ello que se pretende estudiar de forma experimental las estructuras mixtas frente a esfuerzos sísmicos, con una simulación de un nudo entre una viga y un pilar, analizando la resistencia poscrítica y el aumento de ductilidad en las estructuras de hormigón armado que evitarían la pérdida de muchas vidas humanas en caso de seísmo.