Memoria para optar al título de Ingeniero Civil / El día 27 de Febrero del 2010, ocurrió un terremoto de una magnitud Mw 8,8 en la escala de Richter en Chile con epicentro entre las localidades de Cobquecura y Curanipe. Millones de personas fueron afectadas por este movimiento telúrico, provocando perdidas incontables de sus bienes. A nivel estructural, los mayores daños que se encontraron en los edificios de hormigón armado fue, particularmente en aquellos muros de sección variable (muros de sección T) y muros con discontinuidad (muros banderas encontrados en los primeros pisos de los edificios). Antiguamente, los edificios chilenos contaban con una gran cantidad de muros en el primer piso los cuales compartían las solicitaciones del edificio. Hoy en día estas mismas solicitacio- nes se debe repartir en una menor cantidad, que finalmente provoca un aumento en las concentraciones de las tensiones de los mismos muros. En esta memoria, se presenta el ensayo de tres muros de sección T. El primero sin confinamiento en los bordes del alma y ala, el segundo tendrá confinamiento en los bordes del alma y ala y por ultimo el tercero de sección variables en el alma en la zona de la base, mas conocido como muro bandera (diferencia de cambio de sección de 20 cm). Estos muros serán instrumentados con diferentes métodos (LVDT, Strain gagues y Fotogrametría). La presente memoria, se enfocara en la fotogrametría como método para la adquisición de datos. Se contara con 9 cámaras programadas cada 12 segundo que fotogra- fiara desde el inicio hasta el termino del ensayo. Luego de la recopilación de datos, se analizaran las fotos usando el software Ncorr, para obtener deformación y desplazamientos en gran parte del muro. A diferencia de otros métodos de Procesamiento, Ncorr entrega un gran volumen de infor- mación obtenidas de las fotografías, esto provocara la necesidad de crear una base de datos más versátil y cómoda con información relevante para los análisis que se requieren en este informe. Esta estructura de datos estará a disposición para futuras investigaciones. Los resultados se pueden separar en dos grandes conjuntos, primero en lo observable como: identificación de fisuras, pandeo de barras, desprendimiento de hormigón, etc. y en un segundo lugar, los resultados que pueden ser procesados usando fotogrametría como: deformaciones unitarias, rotula plásticas, perfiles de deformaciones en altura, entre otros. También habrá comparaciones entre los resultados de de la fotogrametría y los resultados medidos por LVDT, con el fin de contar con las distintas diferencia entre los resultados medidos por LVDT y Fotogrametría.

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.

Tesis para optar al grado de Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Ingeniería Sísmica / Memoria para optar al título de Ingeniero Civil / Para estudiar el desempeño de muros de hormigón armado, en general, hasta ahora el enfoque se ha puesto en estudiar el comportamiento de un muro de forma aislada. El objetivo principal del presente trabajo es estudiar el desempeño de muros acoplados mediante losa, para obtener información sobre la importancia de esta y comparar los resultados con muros aislados respectivos, lo cual dará resultados más reales de lo que ocurre en un edificio. Para la elección de los muros a investigar, se realizó un estudio sobre los muros típicos de la práctica constructiva chilena y con el objetivo de hacer este estudio lo más cercano a la realidad, se seleccionaron tres ejes estructurales. Para simular el comportamiento de los ejes estructurales, se realizó un análisis tipo Pushover de carácter monotónico a cada eje. Con la idea de hacer este análisis lo más cercano a la realidad posible, se realizó un estudio complementario, con el objetivo de obtener un patrón de carga para el análisis Pushover que proviniera de información de edificios ya construidos en Chile. Es así como de este estudio se concluye, que para edificios que tengan sobre 15 pisos, un patrón de carga triangular invertido no es tan real, ya que comienzan a tener influencia los modos superiores de vibrar. Con los patrones obtenidos previamente se realizan los estudios los cuales permiten concluir que la losa es un elemento de acople importante, muchas veces despreciada, con la cual se llega a niveles de acople de 25%. Esto genera cambios en el comportamiento de los muros, desempeñándose de manera diferente a si estuviesen aislados. Además el acoplamiento influye de manera significativa en el largo de la rótula plástica del muro a compresión en el eje. Para finalizar el estudio, se diseña un experimento a realizar en laboratorio, para corroborar resultados. Se realiza el escalamiento y la construcción de cuatro probetas a estudiar.

Memoria para optar al título de Ingeniera Civil / Este trabajo de título tiene como objetivo principal determinar la magnitud de las deformaciones que podría desarrollar un típico depósito de relaves Chileno, construido con muros de empréstito, al estar sometido a terremotos Chilenos subductivos tipo thrust de Magnitud de momento, 𝑀������𝑤������ > 8,.0 y al estar emplazado en suelos de fundación con distinta estratigrafía. Además, el trabajo de título busca entregar elementos predictivos simples al Ingeniero Nacional, para obtener rangos de deformación esperados en el coronamiento de dicho tipo de depósitos con muros de empréstito. Para cumplir con el objetivo se simuló en el software de elementos finitos PLAXIS, un muro de empréstito con pendiente aguas arriba y aguas debajo de 2:1 [H:V] (H:V) y altura100 [m], este se sometió a un total de 9 registros sísmicos horizontales. Del total de registros sísmicos utilizados 7 corresponden al terremoto del Maule (2010) y dos al terremoto de Iquique (2014). El embalse de relaves junto con el suelo de fundación se simuló utilizando un modelo constitutivo no lineal hiperbólico con criterio de falla del tipo Mohr Coulomb. Se analizaron dos tipos de estratigrafía de suelo de fundación: (1) un suelo de fundación con rigidez creciente en profundidad y (2) un suelo de fundación con un alto contraste de impedancia en superficie. Para ambos modelos de suelo de fundación y registros sísmicos, se analizó la respuesta del depósito de relaves en términos de deformación. Con este trabajo se espera obtener desplazamientos comparables a lo observado internacionalmente, confirmando en alto grado de seguridad en términos de deformación que ofrecen dicho tipo de muros en depósitos de relaves para sismos de magnitud 𝑀������𝑤������ >8.0 y en suelos de fundación rígidos y flexibles. Los resultados indican que los muros de empréstito chilenos no desarrollan desplazamientos de gran magnitud durante los terremotos chilenos de 𝑀������𝑤������ > 8,0, debido a sus propiedades geotécnicas que los hacen resistentes a las deformaciones. / Corporación Nacional del Cobre de Chile

Los muros de ductilidad limitada (MDL) son un sistema estructural frecuentemente utilizado para la construcción de edificios multifamiliares de bajo costo en el Perú. Por tal motivo, es de interés evaluar la factibilidad económica de este sistema frente a otros empleados en el país. En particular, la presente tesis busca determinar si el sistema de MDL resulta ser más económico, en términos de acero y concreto, en el rango límite de 8 niveles que establece la norma para su uso, que un sistema de muros de corte convencionales. Para ello, se desarrolla el análisis y diseño estructural de dos edificios multifamiliares de ocho pisos ubicados en el distrito de Surco, utilizando cada uno de los sistemas mencionados, para su posterior metrado y comparación. Se espera que, debido a la exigencia de la norma en el diseño de un edificio de MDL, los primeros niveles del mismo presenten esfuerzos tales, que la cantidad de acero requerida se incremente hasta superar la utilizada en el edificio de muros de corte convencionales. No obstante, se obtiene como resultado que la cantidad de acero requerida es 12% menor para el sistema de MDL. En consecuencia, se concluye que a pesar del estricto diseño que exige la norma a dicho sistema, este resulta ser la alternativa más económica en cuanto a los materiales utilizados. Cabe señalar que el estudio no contempla aspectos como la constructabilidad o el desempeño en el rango inelástico de las estructuras, y tiene alcance en edificios bajo condiciones similares a las estudiadas en la presente tesis.

Tesis para optar al grado de Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Ingeniería Geotécnica Memoria para optar al título de Ingeniero Civil / Este estudio tiene por objetivo presentar diferentes metodologías de diseño de pantallas de contención con uno y más niveles de arriostramiento, evaluar las restricciones, ventajas, desventajas y concluir sobre la aplicabilidad de cada uno de los métodos presentados. Para esto se investiga el estado del arte referente a diseño de pantallas y se modela un tramo de pared moldeada construida para el Metro de Valparaíso (MERVAL) con cinco metodologías distintas, las que han sido comparadas con los resultados de las cargas de puntales medidos en las secciones instrumentadas. Para los capítulos en lo relativo a diseño se recopila normas extranjeras y nacionales, publicaciones en Internet y el curso de postgrado de diseño y construcción de Pantallas efectuado en la Universidad Politécnica de Madrid (España). Se presenta la tipología de pantallas utilizada actualmente en Chile y los modelos de diseño divididos en tres grupos: Métodos de Estado Límite, Semiempíricos y Métodos Tensión – Deformación. Para el análisis de la pantalla de MERVAL se consideró los métodos de Empujes Aparentes de Terzagui Peck, Áreas Tributarias, Articulación, Viga en Medio Elástico y el método de Rodríguez Liñán, donde se concluye que este último (tensión – deformación) es el que entrega resultados mas similares a los medidos. Se destaca la importancia que tiene incorporar la rigidez del suelo, la rigidez de la pantalla y la secuencia constructiva en el diseño y se entregan recomendaciones para evaluar, modelar y diseñar pantallas de contención con uno y más niveles de arriostramientos.

Ingeniero Civil / Los nuevos desafíos arquitectónicos, han ocasionado que los muros de hormigón armado nacionales, posean largos importantes, con secciones transversales no siempre rectangulares, por lo tanto, los modelos basados en la Hipótesis de Bernoulli y el cálculo del ancho efectivo, podrían no ser válidos para el diseño y detallamiento de estas nuevas configuraciones. Para estudiar estos supuestos, el trabajo comienza validando un modelo tipo shell no lineal para muros de hormigón armado, desarrollado en el framework de elementos finitos SAFE-TB [21]. Usando ensayos experimentales encontrados en la literatura, se obtuvieron resultados satisfactorios para el comportamiento global y el perfil de deformaciones. Modelando muros de hormigón armado con secciones transversales T, canal y compuesta, se verifica que el modelo bajo Hipótesis de Bernoulli, sobrestima la capacidad para muros chatos, en cambio, estima de buena forma la capacidad para muros esbeltos. Adicionalmente, es posible calibrar un modelo analítico para el perfil de deformación del ala traccionada en muros con sección T. Por otra parte, al incluir el efecto del corte en la modelación, ocurre una amplificación de la compresión máxima y una reducción de la tracción máxima en el alma, observadas principalmente en muros chatos. Para evaluar estos efectos, se emplean modelos analíticos calibrados por Ahumada [4] para muros rectangulares. Además de la variación de las deformaciones entre los modelos, el modelo a flexión genera una posición del eje neutro similar al modelo con corte, en efecto, a partir de compresiones superiores al 0.3%, la línea neutra permanece invariable y entre valores de resistencia similares. Finalmente, se calculan los anchos efectivos con la tensión promedio del ala traccionada, encontrando que estos dependen principalmente del largo del ala y de la deriva de techo. Luego de la primera fluencia del ala, el ancho efectivo crece rápidamente, concluyendo que independiente de la geometría y de la esbeltez, el ancho efectivo del ala traccionada equivale a la totalidad de la sección.

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Magíster en Ciencias, Mención Ingeniería Estructural, Sísmica y Geotécnica / Esta tesis desarrolla mediante el modelamiento en elementos finitos modelos de muros mecánicamente estabilizados para estudiar de manera cuantitativa el comportamiento de este tipo de estructuras. Los muros mecánicamente estabilizados se caracterizan por complejas interacciones que se generan entre los elementos estructurales y el suelo. En particular la interacción entre la fachada del muro y el suelo de refuerzo es de especial interés en esta investigación ya que se muestra que controla el estado de cargas en los elementos estructurales. Por este motivo para caracterizar la respuesta bajo cargas estáticas de muros mecánicamente estabilizados se utilizaron interfaces de elementos continuos para representar esta interacción de manera de controlar los parámetros de rigidez y resistencia. Los modelos realizados en esta investigación fueron contrastados con las mediciones realizadas a uno de los pocos muros mecánicamente estabilizados con refuerzos inextensibles, ampliamente instrumentado, reportado en la bibliografía disponible, obteniendo resultados que muestran una buena concordancia entre las mediciones en terreno y los modelos realizados. A partir de esta validación se realizó un análisis de sensibilidad para poder determinar el impacto de diversos parámetros, mostrando en función de las cargas verticales en los paneles de fachada, cargas en los refuerzos y desplazamientos del muro, la influencia de los parámetros modificados. Posteriormente se implementó el proceso de compactación mediante la aplicación de sobrecarga capa por capa utilizando un modelo constitutivo del suelo que modifique su rigidez y simultáneamente desarrolle deformaciones plásticas irreversibles al ser sometido a sobrecargas. Los resultados de los modelos implementados con una simulación del proceso de compactación muestran un mejor ajuste con los valores reportados en terreno, no obstante un aumento en los recursos computacionales, dificultad asociada a la calibración de parámetros del suelo de relleno y problemas de convergencia suponen obstáculos suficientes como para llevar a cabo dicho proceso. Finalmente una comparación en términos de cargas en los refuerzos se lleva a cabo para contrastar las predicciones realizadas por las metodologías de cálculo basadas en equilibrio límite, modelos de elementos finitos y mediciones en terreno realizadas a un muro a escala.

Ingeniero Civil / Este trabajo experimental fue realizado en una playa de la zona norte de Algarrobo (V Región); sector con alta cantidad de edificios residenciales, donde en algunos de ellos, los usuarios han reportado percepción de vibraciones en elementos estructurales como losas y no estructurales como ventanas. Este estudio es una de las primeras investigaciones sobre la transmisión de vibraciones inducidas en estructuras debido al impacto de olas en el suelo. El estudio es de tipo experimental y corresponde a mediciones en el suelo de playa de zonas próximas a rompientes de olas. Estas campañas se realizaron entre los meses de mayo y septiembre del año 2011. Para el análisis del problema, se definió el rompiente de oleaje tipo plunging como aquel que induce las mayores demandas de aceleraciones debido al impacto en la costa. Esta forma de rompiente se encuentra presente durante todo el año en la zona donde se realizaron las mediciones. Además, para complementar el estudio de las propiedades del oleaje, se analizaron reportes de climas de olas, reconociendo altura media de olas, periodo de llegada a la costa y temporada en el que existe mayor oleaje. Los análisis de las mediciones de aceleración se efectúan para los registros en su extensión total y también segmentados para impactos de olas independientes. Esto permite estimar, por cada ola, las aceleraciones máximas, espectros de respuesta y frecuencias predominantes. En el suelo, las mayores aceleraciones se encuentran en dirección ortogonal a la costa. El valor máximo registrado durante el período de estudio es de 1.9*10-3 g. A partir de las aceleraciones máximas y de su ubicación geográfica se ha obtenido una parametrización para la curva de atenuación de aceleraciones en función de la distancia a la zona de rompiente de olas. Esta ecuación se asemeja a las expresiones para atenuación de energía de ondas de origen sísmico. En la línea de ubicación de los edificios (200 metros desde la zona de rompiente), la reducción de las amplitudes es hasta el 21% del valor máximo registrado. Se han determinado los espectros de respuesta de aceleración para los registros estudiados, considerando razones de amortiguamiento crítico de 2, 5, 10 y 20%. Para el espectro de pseudo aceleraciones el rango de periodo de mayor demanda para las solicitaciones debido a oleaje se encuentra entre 0.05 y 0.35 [s]. Para el registro que contiene las mayores magnitudes de aceleración en superficie, se realiza un análisis de las razones de cambio de espectro según nivel de amortiguamiento. Se ha verificado que para el nivel de respuesta medido la expresión de escalamiento de amortiguamiento de la norma NCh2369 es apropiada. Además, se incluye un análisis de estimación de coeficientes para una curva de ajuste a la curva envolvente espectros de aceleración (Entre 0 y 0.4 [s] de periodo), de manera similar al parámetro alfa de la norma NCh433. En cada eje, se alcanzan aproximaciones desde el 76% a la curva original.