Memoria para optar al título de Ingeniero Civil / La alta velocidad de ejecución de los proyectos industriales y mineros, y en particular, los plazos ajustados para el desarrollo de la etapa de ingeniería de detalles, muchas veces hace que las oficinas de ingeniería de diseño deban proporcionar indicaciones generales para el diseño y cálculo de conexiones a las maestranzas que se adjudican el contrato de fabricación de estructuras. En este contexto, es una práctica recurrente que la maestranza que se adjudicó los trabajos de fabricación y montaje de las estructuras, también sea la encargada de realizar el diseño y cálculo de las conexiones. La revisión de los proyectos ejecutados por la industria revela que no siempre la información proporcionada por la ingeniería de diseño, para el diseño de las conexiones, está totalmente completa, sólo se proporcionan indicaciones generales que no siempre son bien interpretadas por la maestranzas u oficinas responsables de la fabricación y cálculo de las conexiones. La actual norma chilena NCh428, Estructuras de acero Ejecución de construcciones de acero perfiles laminados, soldados y tubos , establece que la responsabilidad del diseño estructuras, incluida las conexiones, es de la ingeniería de diseño. En este contexto, el presente trabajo de título establece un procedimiento práctico para el diseño y cálculo de conexiones de estructuras metálicas de instalaciones industriales y mineras chilenas, en particular del esqueleto resistente, considerando el hecho de que un tercero realice este diseño y que las oficinas de diseño lo revisen y validen. Entrega herramientas de diseño prácticas, más disposiciones normativas, de modo que se asegure la compatibilidad del modelo estructural, supuesto por el calculista, y lo efectivamente desarrollado por el proyectista. Presenta prácticas básicas de estructuración y cálculo. También presenta secciones orientadas a que el ingeniero y proyectista pueda entender rápidamente el modelo estructural y la interacción con sus conexiones, como también que los ingenieros puedan obtener las resistencias requeridas para calcular dos distintos mecanismos de falla que se pueden presentar. El capítulo de conexiones estándares presenta una selección de las conexiones más utilizadas en la práctica de edificios industriales y mineros chilenos. Se consideran las conexiones de empalmes, de sistemas estructurales de marcos arriostrados concéntricamente, de sistemas de marcos rígidos y de conexiones en plataformas. Finalmente se presenta el procedimiento de diseño de conexiones, el que establece las distintas responsabilidades, las normas a utilizar, los criterios para diseñar y en general los requerimientos para el diseño y cálculo de conexiones.

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil / Este trabajo presenta curvas de fragilidad para túneles en suelos de categoría A, C y E, según la clasificación de la Norma Chilena NCh433 y DS61, utilizando el método de diseño dinámico, lo cual sienta una base para estudios de riesgo en el área de estructuras subterráneas. La ocurrencia reciente y futura de terremotos en Chile enfatizan la necesidad de contar con una estimación de la probabilidad de daño de estructuras de carácter crítico como túneles de metro. En este contexto, lo anterior se realiza utilizando modelos computacionales bidimensionales en base al software de elementos finitos PLAXIS 2D versión 2015. En lo que respecta a diseño sísmico, existen dos metodologías para su desarrollo. La primera considera el análisis cinemático, el cual impone una desangulación a la sección transversal del túnel debido al frente de ondas sísmicas que lo atraviesan, determinadas a través de métodos analíticos. La segunda considera la incorporación de métodos numéricos iterativos, imponiendo un registro de aceleraciones a la base del modelo utilizando un software como PLAXIS, especialmente diseñado para ello. Los análisis son realizados modelando las características geotécnicas de tres tipos de suelos A, C y E. Los registros sísmicos utilizados son aceleraciones medidas, en estaciones ubicadas sobre afloramiento rocoso, durante el terremoto del Maule 2010. Para el estudio se utilizan las componentes de los registros N-S y E-O De cada una de las metodologías estudiadas, se obtienen los esfuerzos, axiales y de momento, en el revestimiento del túnel, y para cada etapa del método constructivo. Luego de contrastar los resultados de ambos métodos, se realiza un análisis dinámico incremental, para poder estudiar su respuesta frente a excitaciones mayores. A partir de estos resultados se definen cuatro estados de daño: 1) Menor, 2) Moderado, 3) Alto, y 4) Colapso. Estos permiten categorizar el comportamiento del túnel y obtener parámetros para la elaboración de las curvas de fragilidad, para la distribución de probabilidad log-normal. Esta distribución permite representar de mejor manera las incertidumbres en los parámetros que caracterizan la capacidad y demanda estructural. Además de los costos de daños o pérdidas esperadas, es decir, todas las componentes del concepto riesgo. Los resultados de la comparación de ambos métodos presentan variaciones que van desde un 26% hasta 72% en el caso del esfuerzo axial y un 29% hasta 86% para el caso de los momentos. Para las curvas de fragilidad se confirma que la respuesta sísmica del túnel depende de las características del suelo. El suelo tipo A es, probabilísticamente, el más seguro frente al sismo, con menor daño. En cuanto al suelo tipo C, como es de esperar, la probabilidad de daño aumenta, en sus tres categorías de daño, a menor PGA. Por último, el revestimiento de túnel ubicado en el suelo tipo E es el que se ve más afectado con probabilidades de daño mayores a los otros dos suelos. Los resultados presentados en esta memoria son una referencia realizada para análisis dinámico, con un software específico, y en condiciones ideales de túnel circular, pudiendo presentar diferencias con configuraciones y condiciones de suelo diferentes. El estudio presentado no reemplaza un diseño ni trabajo de detalle de ingeniería.

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil / El sistema estructural de marcos arriostrados de varios niveles sin losa intermedia (MTBF) posee dos o más niveles arriostrados lateralmente en una estructura con altura única, las cuales están encargada de resistir la carga axial desbalanceada, la cual ocurre luego del pandeo a compresión de los arriostres, con ausencia de diafragmas en la dirección perpendicular. Estos son utilizados en edificaciones industriales de gran altura, en las cuales utilizar un solo arriostramiento genera secciones muy grandes. En general, se utiliza arriostramientos concéntricos de tipo X, chevron o V. Este trabajo de título tiene como objetivo principal evaluar el desempeño del sistema estructural MTBF utilizando arriostramientos excéntricos en sus niveles, caracterizando el modo de falla que presente, considerando las no linealidades del problema. Para la realización de esta investigación se consideró una estructura MTBF de dos niveles, compuesta por 5 vanos de 11,65 metros de alto con 10,48 metros de ancho, en los cuales el segundo y cuarto vano corresponden al sistema sismorresistente EBF, utilizando diafragma rígido solamente en el nivel superior, ubicada en un suelo de tipo 2 y zona sísmica III. Además, para las uniones de cada uno de los elementos se considera una conexión de tipo rígida y se utiliza la calidad de acero de ASTM A992 para todos los elementos. Esta estructura es diseñada en base a la norma NCh2369, considerando un diseño por capacidad para marcos EBF según lo estipulado en la norma AISC341 y verificando la resistencia de los perfiles según lo indicado en la norma AISC360. Posterior al diseño, se consideraron 4 modelos a estudiar; el primero sin imperfecciones en el enlace del nivel inferior, el segundo con una imperfección en los nodos del enlace de 2,8 milímetros en direcciones contrarias, el tercero con una imperfección en los nodos del enlace igual a 7,7 milímetros en la misma dirección y un cuarto modelo incorporando un diafragma rígido en el nivel intermedio. Estos fueron sometidos a un análisis no lineal estático y dinámico utilizando el programa SAP2000 v20.2. Los resultados obtenidos indican que se obtiene un desempeño sísmico aceptable en base a lo estipulado en el informe FEMA P695. Por lo tanto, las disposiciones de diseño para este sistema estructural, utilizando las normativas vigentes en la actualidad, cumplen con los requisitos establecidos para obtener un desempeño sísmico adecuado. Además, se cumple con el modo de falla esperado en todos los modelos, ya que la formación de rotulas plásticas solo se presenta en los enlaces de ambos niveles, los cuales corresponden al elemento fusible del sistema estructural, mientras que sus demás elementos presentan un comportamiento lineal durante todo el análisis.

Magíster en Tecnologías de la Información / La correcta estimación de un proyecto de ingeniería es de vital importancia para una empresa calculista, ya que una mala estimación usualmente genera atrasos en los plazos de entrega, y puede implicar la pérdida de proyectos y de clientes. Actualmente en la empresa Spoerer Ingenieros, encargada de realizar proyectos de cálculo estructural, esta estimación se realiza mediante una plantilla de cálculo. El uso de dicho instrumento ha dado lugar a estimaciones deficientes, por ejemplo debido a que asume dedicación absoluta de un equipo de trabajo, lo cual en la práctica no es real, ya que cada equipo de trabajo participa en promedio en tres proyectos en forma paralela. Además, la planilla de cálculo sólo considera proyectos tradicionales, y no el nuevo paradigma llamado BIM (Building Information Modeling), recientemente adoptado por la empresa para llevar adelante sus proyectos de cálculo. Dicha planilla ha resultado también no ser suficiente para dar una visibilidad de las etapas críticas del proyecto, a los distintos involucrados. Este trabajo de tesis propone una metodología alternativa a la ya utilizada por la organización, basada en el método CEPF (Componentes Estándares con Puntos de Función), el cual fue adaptado para poder estimar proyectos de Ingeniería Estructural. Esta metodología está implementada con una herramienta de software, que permite realizar estimaciones de manera rápida y confiable, brindando además mayor visibilidad a los involucrados en un proyecto de cálculo. La herramienta desarrollada permite realizar estimaciones de proyectos Tradicionales y BIM, y guardar dichas estimaciones para ser consultadas por los distintos entes internos involucrados. También se puede modificar la estimación y generar reportes para los entes externos, así como ingresar la información de proyectos finalizados, permitiendo de esa forma retroalimentar el sistema con información histórica que le permita ir mejorando en cada estimación. La metodología fue validada con los jefes de proyectos de la empresa, mientras que los resultados de la estimación arrojados por la herramienta fueron validados en tres proyectos, donde se contrastó la información real de cada proyecto, contra los tiempos arrojados por la herramienta de estimación y contra las estimaciones entregadas por la antigua plantilla de cálculo. A pesar de los buenos resultados obtenidos, la Gerencia de la empresa decidió quitarle prioridad al proyecto, debido a que se vio involucrada en un proceso de reestructuración organizacional que tenía mayor prioridad. Debido a eso, sólo ha sido posible validar la usabilidad y utilidad de la herramienta con parte de los jefes de proyecto, y no por los otros involucrados, como por ejemplo, gerencia, ingeniería, dibujo, ni por los entes externos.

Tesis para optar al grado de Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Ingeniería Sísmica / Los grandes estanques de acero atmosféricos, verticales y cilíndricos apoyados directamente en el suelo con el fondo plano son las estructuras más utilizadas para el almacenamiento de líquidos, tales como: petróleo, ácido sulfúrico, gas natural licuado, agua potable y líquidos criogénicos. Estos estanques han presentado daños reiterados durante grandes terremotos a nivel mundial, principalmente el pandeo del manto tipo pata de elefante , deslizamientos horizontales y en algunos casos colapsos, a pesar de estar diseñados con códigos ampliamente utilizados como son API 650-E para almacenamiento de petróleo, AWWA D100 para agua y NZSEE para cualquier tipo de líquido. En este trabajo se ha aplicado el método de Análisis Sísmico Backward (ASB) con información obtenida de 69 estanques en operación durante importantes terremotos subductivos: Valdivia 1960, Chile Central 1985, Tocopilla 2007, El Maule 2010, además de Alaska (1964) y otros ocurridos en Estados Unidos entre 1933 y 1995 (subductivos y corticales), siendo esta tesis el único trabajo disponible con esta categorización y resultados que definen el origen de los daños y medidas de mitigación. El método ASB consiste en evaluar el comportamiento sísmico de estanques de acero, considerando las características del estanque en operación durante el sismo: geometría general y espesores de planchas, altura de llenado, tipos de suelos de fundación, códigos de diseño utilizados, registros sísmicos, directividad sísmica, sin daños observados, con pandeo del manto y colapsos. Se ha identificado que el efecto inercial no vibratorio es característico de los mega terremotos de subducción en zonas costeras, esto ocurre de manera simultánea con las altas aceleraciones verticales del suelo y genera en los estanques grandes desplazamientos horizontales, este fenómeno no está considerado en los códigos de diseño sísmico para estanques de acero. En este trabajo se ha concluido que no hay correlación entre modelos teóricos analíticos, ensayos experimentales (mesas vibratorias) y lo observado con el método ASB, dado que en los modelos computacionales no se consideran las condiciones reales de los estanques en operación, tales como: efecto del manto delgado, comportamiento del líquido (leyes de similitud), imperfecciones en el manto, condiciones reales del suelo y los efectos de la directividad sísmica. En este trabajo se entregan recomendaciones para corregir las prácticas usuales en el diseño sísmico en estanques de acero, reduciendo los riesgos de daños y colapsos. Lo anterior, considerando las imperfecciones de las planchas del manto en el cálculo de las tensiones admisibles, incorporación de sistemas de anclajes, reducción de la demanda sísmica convectiva y una ecuación para estimar el deslizamiento cosísmico horizontal de estanques no anclados.

En esta investigación, se evalúa el comportamiento elasto- plástico y el desempeño sísmico de estructuras aporticadas aplicando el método Pushover. Esta evaluación se hace sobre diversos casos de edificios reforzados con acero de alta ductilidad (Grado 40), acero convencional (Grado 60) y acero de alta resistencia (Grado 75).Para lo anterior, se realiza la evaluación de la capacidad de deformación de los elementos estructurales a partir de las gráficas de momento-rotación de los elementos estructurales más críticos que causa el colapso de la estructura. También, se utilizó la gráfica de curva de capacidad obtenida a partir del método de coeficientes de desplazamiento para medir la capacidad de la estructura. Teniendo en cuenta los valores resultantes de ductilidad y rigidez de cada caso, se evalúa el desempeño de la estructura para diferentes niveles de diseño sísmico. Los resultados mostraron que reforzar una estructura con un acero de Grado 40 aumenta la capacidad de disipación de energía, y si se refuerza con acero de grado 75 aumenta la capacidad de resistencia en la estructura. Finalmente, se presenta el resultado comparativo de los diversos casos para demostrar la influencia del acero de refuerzo en el comportamiento plástico de las estructuras de concreto armado. / In this investigation, the elasto-plastic behavior and the seismic performance reinforced structures by applying the Pushover method. This evaluation is done on several cases: with high ductility steel (Grade 40), conventional steel (Grade 60) and high strength steel (Grade 75). For the previous, the evaluation of the deformability of the structural elements is made from the moment-rotation graphs that cause the structure to collapse. The capacity curve graph obtained from the displacement coefficient method was used to measure the capacity of the structure. In addition, the performance of the structure for different levels of seismic design are evaluated with the resulting values of ductility and rigidity of each case. The results showed that reinforcing a structure with a Grade 40 reinforcing steel increases the energy dissipation capacity, and if reinforced with a Grade 75 reinforcing steel increases the strength capacity in the structure. Finally, the comparative result of the various cases are presented to demonstrate the influence of reinforcing steel on the plastic behavior of reinforced concrete structures. / Trabajo de investigación

El presente estudio busca determinar una metodología de cálculo que permita predimensionar el ancho de una zapata cuadrada para una torre de alta tensión de 115 kV fundada sobre macizo rocoso y reforzado con pernos de anclaje para brindar ventajas técnico-económicas en los proyectos de líneas de transmisión. Para ello, se realiza un análisis paramétrico donde se fija determinada cantidad de parámetros que intervienen en todo el proceso para el diseño geotécnico, los cuales tienen un bajo nivel de incidencia en el proceso, por lo que es viable la aplicación de valores comunes o típicos. La investigación determinó que es posible predimensionar las zapatas a partir de los parámetros del macizo rocoso sobre el cual se cimentará la torre, principalmente del peso específico y la resistencia a la compresión simple (RCS) de la roca. / The present study seeks to determine a calculation methodology that allows to pre-size the width of a square shoe for a 115 kV high-voltage tower founded on rock massif and reinforced with anchor bolts to provide technical-economic advantages in transmission line projects. For this, a parametric analysis is performed where approximately 93.65% of parameters are set that intervene in the entire process for the geotechnical design, which have a low level of incidence in the process, so it is feasible to apply common values or typical The investigation determined that it is possible to pre-size the footings from the parameters of the rock mass on which the tower will be based, mainly on the specific weight and Uniaxial Compressive Strength (UCS) of the rock. / Trabajo de investigación

Manifiesta que la cuenca Sechura conforma una de las cuencas del antearco cenozoica de la margen peruana tuvo su desarrollo durante el Terciario en la parte septentrional de la margen peruana. Se trata de una cuenca que conforma un gran hemigraben cuyo control mayor de subsidencia lo conforma la falla que lo limita con las montañas de Bayobar, donde tiene los más grandes espesores, siendo la zona de menor subsidencia y menos espesor de los sedimentos la zona NE (región de Sullana), la sedimentación en esta cuenca se inicia en el Eoceno con la formacion Mancora Verdun y termina en el Plioceno con la formación Hornillos, teniendo como sello al desarrollo del tablazo. En la presente tesis se da énfasis en las unidades formacionales que constituyen la parte superior de la secuencia terciaria de la cuenca Sechura (Mioceno – Plioceno), especialmente en la evolución sedimentaria de las formaciones Zapallal, Miramar, Hornillos y el tablazo lobitos en el sector occidental de la cuenca. La evolución sedimentaria va desde medios litorales que comprende amplias zonas tidales con barras bioclásticas (formación Zapallal) para terminar en depósitos de abanicos coluviales de la formación Miramar con dominio tidal en en su parte distal lo que constituye la formación Hornillos y la amplia invasión tidal del tablazo Lobitos que se adelgaza sector oriental de la cuenca. / Tesis

La presente investigación corresponde a la evaluación de las propiedades mecánicas de la madera contralaminada (CLT) elaborados con una especie de mediana densidad mediante ensayos de resistencia para mejorar su comportamiento como muros estructurales en edificaciones. La aplicación de la madera laminada cruzada denominada también CLT (Cross Laminated Timber) como material estructural en la construcción de edificaciones permitiría un mejor aprovechamiento del potencial forestal de muchos países, haciendo que este sector sea más sostenible. Esta aplicación es factible siempre en cuando el material a emplear cumpla con las solicitaciones de resistencia que demanda su uso estructural y su proceso industrial sea compatible con las condiciones y la oferta existente en el entorno. Para lograr este propósito, se elaboraron prototipos de paneles CLT con madera Cachimbo, especie de mediana densidad denominado científicamente como Cariniana doméstica perteneciente a la familia Lecythidaceae. Se realizaron ensayos para determinar las propiedades mecánicas de resistencia a esfuerzos de compresión perpendicular y paralela a las fibras de las capas exteriores, esfuerzo de flexión y resistencia al corte. Los procedimientos fueron realizados siguiendo normativas de madera contralaminada como la española EN16351, el EC5 y la E.010 de madera. Los resultados obtenidos dan cuenta que los paneles CLT elaborados con Cachimbo son capaces de resistir los requerimientos de carga que podría demandar una edificación de mediana altura y cumple con los requisitos básicos especificados en las normativas. Las resistencias alcanzadas son similares a las obtenidas con maderas de tipo coníferas en estudios realizados en otros países, siguiendo los mismos criterios y normatividad. / The present investigation corresponds to the evaluation of the mechanical properties of the Cross Laminated Timber (CLT) made with medium density species by means of resistance tests to improve its behavior as structural walls in buildings. The application of the cross laminated wood also called CLT (Cross Laminated Timber) as structural material in the construction of buildings would allow a better use of the existing forest potential in many countries, making this sector more sustainable. This application is feasible as long as the material to be used complies with the stresses of resistance that its structural use demands, and its industrial process is compatible with the conditions and the existing offer in the environment. To achieve this purpose, prototypes of CLT panels were made with Cachimbo wood, a medium-density species scientifically called Carinianadomestic belonging to the Lecythidaceae family. Tests were carried out to determine the mechanical properties of resistance to perpendicular and parallel compression stresses to the fibers of the outer layers, bending stress and shear strength. The procedures were carried out following norms of contra-laminated wood such as the Spanish EN16351, the EC5 and the Peruvian E.010 wood regulations. The results obtained show that the CLT panels made with Cachimbo can withstand the load requirements that a medium-height building could demand and meets the basic requirements specified in the regulations. The strengths achieved are similar to obtained with coniferous woods in studies carried out in other countries, following the same criteria and regulations. / Trabajo de investigación

En la presente tesis se analiza el problema torsional extremo de un edificio en esquina de cuatro pisos y un semisótano. Los edificios en esquinas comúnmente presentan un diseño arquitectónico comercial, que aprovecha el perímetro colindante con la calle para poner ventanas y mamparas. Sin embargo, este diseño arquitectónico no toma en cuenta irregularidades estructurales. Una de las irregularidades es la torsional. La torsión es consecuencia de las excentricidades entre el Centro de Masa (CM) y el Centro de Rigidez (CR) en ambos ejes. Para la presente tesis se plantea la siguiente hipótesis: “El caso en estudio presenta irregularidad torsional extrema dada su arquitectura y su ubicación en esquina. Esta irregularidad no está permitida según Norma en Edificaciones categoría “C” y con zonificación 4, por lo que se deberá aumentar la rigidez en zonas críticas. Esta rigidez no depende del incremento de gran longitud de placas sino de su espesor y su ubicación dentro de la estructuración, para su demostración se proponen cinco modelos que se analizan sísmicamente empleando la Norma Técnica E030-2016 teniendo como punto de partida, los planos de arquitectura y una estructuración base; para luego escoger uno de los cinco modelos y realizar el correspondiente diseño estructural de todos los elementos de la edificación”. Además, la tesis tiene como valor añadido el análisis torsional bajo tres normas técnicas de Sismoresistencia de los años 2003, 2016 y 2018, con el objetivo de encontrar diferencias sustanciales entre ellas. Además, se plantea realizar el respectivo análisis Tiempo-Historia del modelo solución. / In this thesis the extreme torsional problem of a four-story corner building and a basement is analyzed. The buildings in controlled corners have a commercial architectural design, which takes advantage of the perimeter adjacent to the street to put windows and screens. However, this architectural design does not take into account structural irregularities. One of the irregularities is the torsional one. The torsion is a consequence of the eccentricities between the Mass Center (CM) and the Rigidity Center (CR) in both axes. For the present thesis, the following hypothesis is proposed: “The case under study presents extreme torsional irregularity given its architecture and its corner location. This irregularity is not allowed according to Standard in Buildings category "C" and with zoning 4, so the rigidity in critical areas will be increased. This rigidity does not depend on the increase of large length of plates but on its thickness and its location within the structuring For its demonstration, five models are proposed, which are analyzed seismically using Technical Standard E030-2016, taking as a starting point the architectural plans and a basic structuring; then choose one of the five models and make the corresponding structural design of all the elements of the building”. In addition, the thesis has as an added value the torsional analysis under three technical standards of earthquake resistance of the years 2003, 2016 and 2018, with the objective of finding substantial differences between them. In addition, it is proposed to perform the respectful Time-History analysis of the solution model. / Tesis