El fin este documento es presentar el concreto reforzado con fibras como alternativa de solución para mejorar el comportamiento del concreto; ya que sus diversas aplicaciones hacen que sea uno de los productos más solicitados por las ventajas que aportan al concreto. Las principales mejoras que proporciona la adición de fibras al concreto son la disminución de fisuras en la contracción plástica como endurecida y la resistencia a tracción aumenta de manera considerable. La necesidad de ahorrar costos, aumentar la calidad y optimizar los materiales hace que se realicen investigaciones sobre distintos aditivos que se le añaden al concreto como acelerantes de fragua, incorporadores de aire, reductores de agua, superplastificantes, impermeabilizantes, entre otros; como también el tipo de refuerzo que complementa al concreto como varillas de acero, mallas electrosoldadas, fibras de acero, entre otros. El uso del concreto fibroreforzado se viene dando cada vez más en nuestro país, se utiliza desde los pavimentos rígidos hasta el reforzamiento de estabilidad en túneles, haciéndolo uno de los materiales con mayor demanda en los diferentes campos de la ingeniería. Este documento se enfocará en realizar comparación entre pavimentos de concreto simple, pavimentos de concreto reforzado con mallas de acero y el pavimento de concreto reforzado con fibras de acero, comparando la metodología de diseño, los esfuerzos teóricos, su procedimiento constructivo y los precios unitarios en cada una de las situaciones. Para finalizar se realizará un ejemplo utilizando un proyecto real, en el cual se verificará que el concreto reforzado con fibras de acero es la mejor opción. / Tesis

En la actualidad, los Ensayos No Destructivos (END) han desempeñado un papel muy importante en el control de calidad de componentes en la industria uno de estos ensayos aplicados con mayor frecuencia es la Radiografía Industrial (RI) usada principalmente para la identificación y clasificación de las discontinuidades de soldadura. Este ensayo tiene la ventaja de alta fiabilidad, versatilidad y capacidad de otorgarnos un registro permanente de información. La RI es muy utilizada en los procesos industriales, en los que líquidos y gases son transportados por tuberías soldadas. Para poder realizar este ensayo se debe detener el proceso de la planta lo que, como se sabe, significaría una pérdida de tiempo y de costo para la industria donde se realice dicho ensayo: el tipo de material y su espesor harían más prolongado el tiempo de exposición de la soldadura en la tubería, sin contar con que esta debería estar vacía. El presente trabajo de investigación ha tenido como propósito encontrar un factor de corrección para el tiempo que debe estar expuesta una tubería soldada de acero inoxidable, en la cual hay líquido, en este caso agua; asi se busca conseguir una radiografía que cumpla con los criterios de calidad establecidos por las normas de fabricación. Previamente se realizó un estudio para definir los parámetros involucrados en esta técnica. El manejo de estos parámetros se realizaron de acuerdo al Artículo 2 del Código ASME, sección V, Edición 2013, y acorde a lo recomendado en el Apéndice A "Recommended Radiographic Technique Sketches for Pipe or Tube Welds" de dicho Código. Después de realizar varias pruebas en el laboratorio en las que se utiliza un factor que se multiplica, en cada ensayo realizado, al tiempo de exposición de la tubería llena de agua expuesta a los rayos X, sin variar su voltaje y amperaje, se logra obtener un valor de corrección para este tiempo, el cual es aceptable y que cumple con los criterios de calidad. Al final del presente trabajo de investigación, se presenta el valor del factor de corrección que se puede utilizar para los ensayos de RI que se realicen a tuberías de acero inoxidable con agua. / Tesis

Debido al efecto tremendamente importante de la microestructura en el desempeño de las herramientas, trabajos de investigación y desarrollo han mostrado que los tratamientos térmicos criogénicos son un camino para conseguir la estructura que ofrezca las mejores características frente a solicitaciones de desgaste y dureza. Gran importancia recae tanto en la presencia como en el porcentaje relativo de la austenita retenida frente a los otros constituyentes del acero. El presente trabajo de tesis busca estudiar los efectos de los tratamientos criogénicos comparados con los tratamientos térmicos convencionales en la obtención de una estructura con menor austenita retenida, realizados en el acero de herramienta para trabajo en frío AISISAE D3 (DIN X 210 Cr 12). / Tesis

Una de las técnicas más ampliamente utilizadas dentro del ámbito del control de calidad de componentes y soldaduras es la radiografia industrial, sin embargo una de las desventajas de esta técnica es cuando se tienen que radiografiar grandes tramos de soldadura en la cual es complicado realizar una sola exposición y se ve forzado entonces a realizar múltiples exposiciones lo que requiere mayor demanda de tiempo y mayor exposición del personal a las radiaciones. Por tanto se requiere el estudio, implementación y utilización de nuevas técnicas de inspección que nos permitan disminuir los tiempos de exposición sin afectar la calidad de las radiografías obtenidas y la salud del personal. La radiografía en movimiento es una técnica especial de la inspección radiográfica en la que ya sea la fuente de radiación, el objeto de prueba o la película se encuentran en movimiento. Mediante el uso de esta técnica se pueden disminuir en gran medida los tiempos de exposición durante las inspecciones. Sin embargo se requiere de un estudio minucioso y sistemático de los conceptos básicos para poder utilizar y así aplicarla durante la inspección de componentes o soldaduras. El presente trabajo de investigación utiliza la técnica de radiografia en movimiento para lograr radiografiar planchas de acero de espesores variables consiguiendo un radiografia que cumpla con los criterios de calidad establecidos. Previo a ello se realiza un estudio de los parámetros más importantes involucrados con esta técnica de radiografia, en este caso la penumbra geométrica en movimiento, la velocidad relativa entre la fuente y el objeto de prueba, la energía de la fuente y el ancho del haz de radiación incidente. La calibración y el manejo de estos parámetros se realizó de acuerdo a los alcances y requerimientos generales estipulados en el Artículo 2, Apéndice I “In Motion Radiography” del Código ASME sección V Edición 2013. Después de realizar varias pruebas de laboratorio, en las que se incluyeron la variación de la distancia fuente película, la colimación del haz de radiación y la velocidad relativa entre fuente y objeto de prueba, fue posible radiografiar planchas de acero de hasta 16mm de espesor considerando una densidad de película de 2.0 y una velocidad de 2.45mm/s. La distancia fuente película fue de 450mm y la energía del tubo de rayos X para radiografiar dicho espesor fue de 300 KV. Al final del presente trabajo de investigación se incluyen las curvas de exposición elaboradas para el equipo de rayos utilizado y para el uso de la técnica de radiografia en movimiento. / Tesis

Se desarrollará el diseño estructural de un puente metálico (tanto de la superestructura como de la subestructura) en la intersección de la avenida Javier Prado con las avenidas El Golf Los Incas y Las Palmeras. Actualmente, ésta es una intersección a nivel en la cual se encuentra el óvalo Monitor. La tesis propone generar un cruce a desnivel, de forma tal que la avenida Javier Prado se convierta en un By-Pass, por encima del cual se coloque el puente a diseñar, uniendo las avenidas Las Palmeras y El Golf Los Incas. Los alcances de la tesis comprenden, en primer lugar, las presentaciones geométricas de las vías de tránsito y del puente, presentadas en los planos de geometría G1, G2 y G3. En segundo lugar, se presentará el diseño estructural de la losa de concreto, las vigas de acero, los conectores de corte, las barandas metálicas peatonales, las barandas de concreto vehiculares, los diafragmas metálicos, los apoyos elastoméricos, los estribos, la losa de aproximación, y el muro de contención de altura variable a lo largo del paso a desnivel. Se contempla además el diseño de todas las conexiones empernadas y soldadas necesarias. Todos los diseños serán presentados en los planos de estructuras. Se asumirán las condiciones topográficas y geotécnicas correspondientes a la zona de ubicación del puente. Para el diseño se utilizará la sobrecarga HL-93, y todas las especificaciones indicadas en la Norma AASHTO LRFD Bridge Design Specifications (Sexta edición) y el Manual de Diseño de Puentes elaborado por el MTC, además de la bibliografía adicional indicada. / Tesis

El presente estudio se realizó en una empresa metalmecánica dedicada a la fabricación de productos pesqueros, mineros y eléctricos en su mayoría. Este estudio se basó en la identificación de los problemas ergonómicos y de salud ocupacional en la fabricación de los productos más representativos de esta empresa. Donde la fabricación del motón de acero fue calificado como el más crítico debido a su volumen de producción y la cantidad de peligros ergonómicos, trastornos músculo-esqueléticos y descansos médicos que se presentan durante su elaboración. Es así que se evaluaron todos los procesos y actividades relacionadas con la elaboración de este producto, identificando, en primera linea, los puestos más críticos mediante la matriz de Fine. Luego de esto se procedió a analizar estos puestos mediantes las metodologías OWAS, OCRA, REBA y FANGER, las cuales permiten visualizar desde diferentes perspectivas la interacción del operario con su entorno. Luego de haber indentificado los puestos críticos con sus respectivos problemas de postura, traumas músculo-esqueléticos y perligros ergonómicos, se procedió a realizar las propuestas de mejora en base a criterios de biomecánica, antropometría, salud ocupacional, entre otras herramientas y conceptos que se puedan aplicar para mejorar el ambiente de trabajo. Una vez definidas las soluciones, se realizó el estudio de costo beneficio para evaluar la factibilidad del proyecto con el propósito de justificar la inversión en la implementación de las mejoras propuestas mediante indicadores como son el TIR, el VAN y el PR, los cuales determinaron su viabilidad. Asimismo, una vez realizado todo este análisis se propuso las conclusiones y recomendaciones a nivel general del estudio, las cuales se basan en la implementación y difusión de las mejoras presentadas. / Tesis

Ingeniero Civil / La estructuración en acero en estructuras urbanas es una práctica que no es muy aplicada en Chile, pero sí es aplicada en el caso del área industrial nacional, práctica que propone (y utiliza) un elemento adicional en el anclaje de la estructura a su fundación, llamado silla de anclaje. Este elemento forma parte del anclaje de la estructura a su fundación, y se diseña de forma que falle de manera dúctil, en cambio, en la práctica norteamericana, que es referencia principal en la normativa de diseño sísmico chilena para estructuras de acero, el anclaje a la fundación se diseña de forma que su comportamiento esperado sea del tipo elástico-lineal. Este estudio analiza el efecto del tipo de anclaje a la fundación de la estructura, en cuanto al desempeño ante eventos sísmicos de grandes magnitudes en territorio nacional. Con este fin se diseñan dos conjuntos de tres edificios de oficina, de 3, 6 y 9 pisos de altura, en donde la variación entre los grupos es el tipo de anclaje utilizado, con el fin de evaluar su desempeño sísmico. En general, los diseños quedan controlados por el corte mínimo normativo, salvo el caso del modelo más bajo. Los modelos incluyen el comportamiento no lineal para los elementos fusibles de la estructura, que son los encargados de la disipación de la energía sísmica ingresada en los análisis dinámicos. Los análisis realizados son del tipo no lineal estático (push-over) y dinámico (tiempo-historia). Para este último se consideran 10 eventos sísmicos registrados en estaciones a lo largo del país, resultando en 20 registros utilizados (dos direcciones por estación), todos incluyendo su respectiva componente vertical, y que datan desde el terremoto de Valparaíso del año 1985 hasta el sismo registrado en Iquique el año 2014. El desempeño de los modelos es evaluado en base al cálculo de los factores de modificación de la respuesta sísmica, de acuerdo con la metodología presente en el estándar FEMA P695. Los resultados de los análisis estáticos realizados muestran una gran dependencia de la resistencia de la estructura en cuanto a la participación de la silla de anclaje, siendo lo que limita el comportamiento para el caso de la estructura más rígida (modelo de 3 pisos). Los resultados del análisis dinámico muestran que la disipación de energía sísmica aumenta cuando se incluye el anclaje dúctil, y aumenta la altura del modelo.

Ingeniero Civil / El estudio de conexiones es fundamental para el diseño de estructuras de acero, ya que son las encargadas de traspasar correctamente los esfuerzos entre elementos y lograr que la estructura trabaje en conjunto. Esto no ocurrió en el terremoto de Northridge de 1994, donde se evidenció falencias en el diseño y el comportamiento de uniones soldadas, dejando como tarea pendiente el desarrollo de nuevas conexiones. La conexión DST se propone como una opción pre calificada para mejorar la ductilidad de los marcos de momento, siempre y cuando se utilicen perfiles T-stubs laminados, cuya disponibilidad es limitada en países como Chile. Dado esto surge la necesidad de comprobar su comportamiento utilizando perfiles T-stubs soldados, los cuales pueden ser una opción ventajosa desde el punto de vista del uso del material y la libertad de dimensionamiento. En este caso la conexión se denomina DBT (Double Built-Up Tee). El presente trabajo de título corresponde a un estudio numérico de conexiones DBT a escala real, con el objetivo de desarrollar un modelo computacional de conexión DBT, mediante el software ANSYS Mechanical v17.2, capaz de reproducir el comportamiento y los diferentes modos de falla de la conexión sometida a cargas cíclicas. Esto con el fin de avanzar en la validación de conexiones DBT para su uso en marcos de momento de tipo SMF. En primera instancia se ofrece una revisión bibliográfica de las principales investigaciones y normativas relacionadas al estudio. A partir de esto se establece el marco teórico, el cual permite entender el comportamiento esperado de la conexión en estudio. Luego se detallan las características de los modelos construidos, tales como geometría considerada, mallado de elementos finitos, condiciones de borde, sistemas de carga, definición de materiales y leyes constitutivas. A partir de esto se muestran los resultados obtenidos y su comparación y validación con los resultados experimentales obtenidos en Salas (2016). Se determinó que los modelos desarrollados son capaces de estimar los modos de falla, resistencia y deformación de ensayos experimentales hasta una rotación entre piso de 0,02 [rad]. Luego de esto se manifiesta una degradación de resistencia de hasta 30% debido al pandeo en el ala de la viga, producto de limitaciones en el modelamiento del material, brindando una estimación conservadora. El modelo no es capaz de captar el efecto de "pinching", pero puede ser estimado mediante cálculos anexos. La conexión es bien representada en términos de rigidez. El efecto de apalancamiento aumenta hasta un 46% las tensiones en los pernos a tracción entre especímenes SE-01 y SE-02. Los modelos validan los resultados experimentales a escala real, cumpliendo con los requisitos de FEMA 350 (2000) y AISC 341 (2016) para conexiones viga - columna en marcos tipo SMF.

Ingeniero Civil / Las estructuras de acero con columnas tubulares cuadradas presentan una ventaja en comparación a columnas con perfiles abiertos al no poseer un eje débil, característica de gran importancia para el comportamiento sísmico de una estructura. Dado que Chile es uno de los países con mayor sismicidad del mundo resulta conveniente el estudio de una edificación con estas características. El presente trabajo es un estudio analítico del desempeño sísmico de una estructura con columnas tubulares conectadas a vigas I mediante placas apernadas y un diafragma con el uso de la metodología FEMA P695. La estructura se supone emplazada en la comuna de Las Condes, ciudad de Santiago, Chile donde la sismicidad se encuentra dominada por sismos de subducción. El diseño de la estructura queda controlado por el desplazamiento máximo entre pisos. El diseño obtenido es modelado considerando la no linealidad de sus elementos por medio de la incorporación de rótulas plásticas en vigas y columnas, luego se analiza por medio de dos tipos de análisis no lineales: estático pushover y dinámico time-history, para lo cual se utilizan 18 registros de aceleraciones de 5 sismos ocurridos en territorio Chileno durante los últimos doce años con el objetivo de determinar el factor de reducción de respuesta de la estructura. Los resultados del análisis no lineal indican que la estructura posee una gran sobrerresistencia junto con una elevada ductilidad. Los factores de reducción de respuesta obtenidos son mayores que los establecidos por la norma sísmica chilena NCh433, con lo cual la NCh433 subestima la capacidad inelástica de la estructura.

El siguiente trabajo de título tiene por objetivo el estudio de antecedentes y de metodologías para la evaluación del comportamiento al fuego de muros, tabiques y sistemas de pisos y cielos, estructurados con perfiles metálicos livianos bajo cargas normales de servicio, con un posterior planteamiento de un proyecto de investigación sobre influencia del diseño de estos elementos en su resistencia frente al fuego. Esto debido a la rápida aceptación que ha tenido en nuestro país el uso de este tipo de construcciones, especialmente en viviendas de hasta 2 pisos, motivado en gran parte por la facilidad y economía de su construcción. El mayor problema de este sistema constructivo es el comportamiento al fuego de sus materiales , el cual al ser estructurado con perfiles livianos de acero (espesores menores a 1,6mm) presenta una resistencia al fuego muy pobre lo cual implica revestir con planchas que aseguren las resistencias mínimas normadas en la Ordenanza General de Urbanismo y Construcción, para este tipo de edificación. Los ensayos preliminares (prototipos) realizados en este trabajo, para afinar la metodología del proyecto que se propone, se ciñeron a la normativa nacional vigente (NCh 935) tomando además en consideración las normas ISO 834 y ASTM 119; estos ensayos contemplaron la aplicación de una carga axial de servicio. Finalmente, sobre la base de los antecedentes analizados y ensayos prototipo realizados, se definen las bases y el planteamiento de un proyecto de investigación para evaluar los distintos aspectos que comprende el diseño de muros, tabiques y sistemas de piso y cielo estructurados con perfiles metálicos livianos, que permitiría entregar alternativas de estructuración, de revestimientos y de fijaciones compatibles con los requerimientos de resistencia al fuego normales para viviendas.