Ingeniero Civil / La naturaleza del proceso constructivo, que normalmente presenta discontinuidades, obliga a contemplar la eventual materialización de juntas frías de hormigonado como singularidades dentro de las estructuras. Los últimos eventos sísmicos han evidenciado la importancia de una correcta ejecución y localización de éstas para que no se transformen en planos de falla. En la búsqueda de una mayor eficiencia en la construcción y de una mejor transferencia de esfuerzos en el plano de la junta, es que se ha recurrido a diversas formas de materializar las juntas. Dependiendo del tratamiento utilizado se puede optimizar la eficiencia en cuanto a tiempo de ejecución y la consiguiente resistencia al corte y tracción en el plano de unión de los hormigones. En distintas obras de Chile y Europa se ha utilizado nuevos tipos de tratamientos de superficie, los que han sido avalados por distintos estudios. El objetivo del presente Trabajo de Título es estudiar la resistencia al corte y permeabilidad de juntas frías de hormigonado cuando se utiliza una doble malla metálica galvanizada, del tipo hexagonal con aberturas de 19 [mm], como elemento contenedor del escurrimiento en el plano de interrupción del hormigonado, manteniendo el plano regular con una textura adecuada para recibir el hormigón de la segunda etapa. Para esto, se construyeron prismas rectangulares de 20 [cm] x 20 [cm] de sección y 80 [cm] de altura, con una junta de hormigonado que forma un plano oblicuo, generando un ángulo de 27° con respecto a la arista mayor. La efectividad de los distintos tratamientos se evaluó comparando la resistencia al corte en el ensayo de compresión (Slant Shear Test) y la permeabilidad en el plano de la junta. Obteniendo una resistencia al corte promedio para la junta materializada con doble malla metálica de un 104% de la alcanzada para el prisma considerado como patrón, donde se simuló la reparación de una grieta como un plano de fractura obtenido por hendimiento, se concluyó que el factor fundamental para asegurar la estanqueidad y monolitismo a través del plano de la junta es la rugosidad lograda en la superficie de contacto. Además se confirmó que la utilización de la doble malla metálica para materializar las juntas frías de hormigonado, es una solución constructiva viable.

Ingeniera Civil / El terremoto del 27 de febrero de 2010 dejó numerosos daños que afectaron parte de la obra gruesa de las construcciones en el país. Uno de los patrones más observados fue a nivel de subterráneos y primer piso donde suelen variar la distribución estructural y forma de los muros. Las cabezas de los muros es la zona donde se encuentran las mayores deformaciones de compresión producto de las cargas de flexión y compresión provocando el descascaramiento del muro. Éste fenómeno deja expuestas a las barras de refuerzo, enfrentándolas a la acción sísmica sin restricciones laterales mas allá de los estribos, provocando inevitablemente pandeo en ellas. Esta Memoria de titulo tiene como propósito comprender, a través de ensayos experimentales, el comportamiento a la fatiga con bajo número de ciclos de las barras de acero utilizadas en la construcción de elementos de hormigón armado. Se quiere determinar el número de ciclos que son necesarios para que distintas barras de refuerzo fallen por fatiga tras exponerlas a niveles altos de deformación. Además se desea incorporar el pandeo de las barras, ya que en la literatura actual no se ha abordado éste tema. El objetivo de cargar las probetas de forma cíclica es simular un movimiento sísmico y ver el comportamiento de cada una de ellas variando sus características geométricas. Con éste propósito se varían seis relaciones largo/diámetro (L/d) en el caso de barras Φ 8 y 4 relaciones L/d para Φ 16 sometiéndolas a diferentes rangos de deformaciones que varían entre un 1% y un 5% aproximadamente. Además de demostrar que la relación largo/diámetro tiene poco impacto en el comportamiento de las curvas (obteniéndose un leve aumento en el número de ciclos para el mismo nivel de deformación), se observa la similitud con los modelos existentes en la literatura.

Ingeniero Civil / En los proyectos de edificación se recurren a escasas herramientas de análisis de operaciones para optimizar sus procesos. No obstante, existen encargados de proyectos que consideran el análisis de operaciones como potentes herramientas capaces de generar acciones que mejoren el desempeño de sus proyectos. Esta memoria consiste principalmente en abordar la optimización del proceso y del método constructivo para la productividad de moldajes de muros en proyectos de edificación a través del uso de mapas de cadena de valor (value stream mapping). Los mapas de cadenas de valor (VSM) son una metodología de análisis y optimización que pueden modelar una situación futura dada una situación actual y posibles soluciones o mejoras para aumentar la eficiencia de las partidas que acarrean problemas. Para lograr el objetivo de la memoria se realiza un levantamiento de datos de cuatro empresas del rubro de las inmobiliarias y/o edificación sobre sus indicadores de producción, identificando los pasos de cada proceso y en particular, determinando dónde se construye el valor para los clientes internos y externos, con el fin de detectar pérdidas y oportunidades de mejoramiento en sus procesos o métodos durante la realización de sus obras, de esta manera se obtienen datos cuantitativos sobre una de sus principales partidas críticas, como es el caso del moldaje de muros. Con la obtención de estos datos de las empresas colaborantes, (Ingevec, LyD, Manquehue y Axis) se puede tener un indicador común entre ellas, para que con eso se pueda realizar una optimización de sus procesos de producción a través de un mapeo de cadenas de valor.

En el mundo de la construcción, el concreto juega un papel sumamente importante, ya que la mayoría de las obras que nos rodean han sido hechas con éste. Una de las características que todo trabajador de la construcción busca darle a su concreto fresco es: la trabajabilidad, tanto para el mezclado como para el colado. Lográndolo muchas veces agregando agua a la mezcla, variando así la relación agua/cemento con la cual ha sido diseñada, por lo que afecta notoriamente la calidad del concreto, disminuyendo de forma considerable la resistencia del mismo. Este problema no es nuevo, ha existido desde que se creó el concreto, es por eso que ha surgido el diseño de un concreto de alta fluidez, al que se le denomina un concreto con una reología parecida al de un autocompactado, sin llegar a serlo; que viene a solucionar los problemas de colado en estructuras muy reforzadas o de difícil acceso de vibradores. En el Perú se conoce muy poco sobre este tema, por lo que no ha sido muy aplicado, ya que requiere del uso de aditivos químicos y de un estricto control de calidad. El presente estudio pretende dar a conocer a la industria de la construcción todo lo relacionado a este tipo de concreto, es decir; sus características, ventajas, aplicaciones, materiales a utilizar, ensayos a practicarle (equipo, procedimiento y manejo de resultados), y las resistencias logradas con mezclas hechas con materiales de nuestro medio en distintas cantidades de cemento Sol Tipo I.

Las barras de refuerzo fabricadas en Chile no son de soldabilidad garantizada de acuerdo a las normas que establecen las requisitos de fabricación (NCh 204 Of.2006). Sin embargo, excepcionalmente ocurren problemas en obra que obligan a soldar éstas. En esta memoria se han realizado ensayos para establecer la eficacia de las soldaduras, mediante carga monotónica. Para este efecto se ensayaron 21 empalmes soldados de barras: 6 de diámetro 8 mm, 9 de diámetro de 10 mm y 6 de diámetro de 12 mm, 50% de calidad A630-420H y 50 % de calidad A440-280H, junto a su correspondiente barra de control sin soldar. Se ensayaron 2 tipos de empalmes: a tope indirecto y a solapo. Las soldaduras de las barras se llevaron a cabo siguiendo los procedimientos exigidos en la norma AWS D1.4 del 2005 de la American Welding Society.El rango de carbono equivalente (CE) de las barras es de 0,21-0,29 % para calidad A440-280H y de 0,51-0,56% para calidad A630-420H. Los resultados indican que no hay grandes diferencias entre una unión soldada y una sin soldar en términos de ductilidad y resistencia, sin embargo existe evidencia que otras barras con un valor muy distinto de CE se comportaban de manera distinta. Adicionalmente es importante recalcar que este tipo de uniones deben ser soldadas con un gran cuidado, requiriendo personas especializadas y familiarizadas con las indicaciones de la norma AWS D1.4. Esto es tan importante como las propiedades químicas específicas de estas barras. Finalmente, se proponen dispositivos para hacer ensayos cíclicos de empalmes soldados.

El refuerzo longitudinal dentro de elementos de hormigón armado puede ser solicitado en compresión a niveles que lo lleven a la falla, comúnmente por del pandeo de las barras. Las observaciones experimentales de este fenómeno muestran que el pandeo puede producirse en longitud igual a la separación de refuerzo transversal (pandeo local de refuerzo) o incluso alcanzar una longitud mayor, deformando los estribos dentro del tramo involucrado (pandeo global de refuerzo). El objetivo del presente trabajo es representar el comportamiento del refuerzo longitudinal en compresión monotónica considerando el caso de pandeo global, introduciendo el efecto del refuerzo transversal en el análisis. Con estos fines se adapta el modelo existente de Massone & Moroder (2009) modificado por Lacaze (2009) que concentra la curvatura en el giro de 4 rótulas plásticas y reproduce la curva σ-ε de una barra en pandeo local. La adaptación realizada consiste en introducir las fuerzas asociadas al refuerzo transversal dentro de la longitud de pandeo. Los estudios sobre el tema indican que la inclusión de los estribos debe ir acompañada por el efecto que la expansión del núcleo de hormigón tiene sobre ellos, para no sobreestimar su rigidez. Luego se requiere: (1) modelar la expansión del hormigón que efectivamente afecta a los estribos, lo cual se realiza considerando el modelo de Pantazopoulou (1998) ajustada a mediciones experimentales de la literatura; y (2) modelar la forma en que afectan las fuerzas de los estribos a la barra, para lo cual se considera que parte de la fuerza se transfiere directamente al núcleo de hormigón en expansión y el resto es equilibrado por esfuerzos internos en la barra. Para determinar el largo de pandeo de la barra se evalúa su comportamiento para modos de falla de 1 a 10 (donde el modo "i" considera una longitud igual a “i” veces el espaciamientos de estribo, incluyendo en el análisis los “i-1" estribos dentro del largo) y se elige aquel modo que entrega el menor máximo de tensiones. Este criterio para seleccionar el modo de pandeo es consistente con el criterio de carga crítica de pandeo ampliamente usado. El modelo propuesto es validado por el modo de pandeo que reproduce comparándolo con los resultados obtenidos en otros modelos y observaciones experimentales presentes en la literatura. Los errores en la predicción del modo son comparables a los del modelo de Dhakal & Maekawa (2002), permitiendo además, obtener la curva σ-ε para la barra en pandeo global. Los resultados obtenidos tienden a estar ligeramente bajo los observados, mostrando una tendencia a entregar modos de pandeo impares y no capturar de buena forma los casos donde el refuerzo longitudinal es de acero de alta resistencia. El promedio de error en la predicción del modo es de -0.59, el cual es un valor razonablemente bueno considerando que la batería de ensayos utilizada abarca modos de falla observados de 1 a 8.

La preocupación por el desarrollo de materiales más amigables con el Medio Ambiente en el ámbito de la construcción ha impulsado una toma de conciencia en todos los niveles. La idea de reciclar el hormigón desechado, usándolo como árido para nuevo hormigón, forma parte de este proceso de gestión sustentable al que el mundo está apuntando. A la fecha, se han realizado varios estudios sobre este material, sobre todo en Estados Unidos y Europa. De esta forma, investigar las características y potenciales beneficios del hormigón con árido reciclado en Chile parece la continuación lógica de esta puesta en marcha. El objetivo del presente Trabajo de Título es constatar y analizar la influencia de la modificación del proceso de fabricación de hormigones con árido reciclado, cuantificando el aporte del uso de árido reciclado en términos de costo, tiempo, y sustentabilidad. Para esto, se elaboraron hormigones con 0%, 30%, y 50% de árido reciclado grueso mediante dos métodos de mezclado. El primer método corresponde al mezclado convencional en una etapa, en el cual el orden de adición de los componentes es árido, cemento, porción del agua y finalmente el resto de ellos. El segundo método corresponde a un mezclado en dos etapas, en las cuales primero se mezclan el cemento y el árido reciclado con la mitad del agua necesaria, y luego se añade el árido virgen y el resto del agua. El diseño de las mezclas contempló el ajuste del contenido de agua para lograr un cono de 6-8 cm y una razón A/C de 0.58 aproximadamente. Comparando las resistencias a compresión a 4, 7 y 28 días, se concluye lo siguiente: como se esperaba, mientras más alto el contenido de árido reciclado, más baja la resistencia a compresión; por otro lado, el método de mezclado en etapas no mejoró la resistencia a compresión de los hormigones con árido reciclado (ocurrió lo contrario). Sin embargo, se lograron valores de resistencia a compresión altos y suficientes para usar este material como hormigón estructural. En cuanto a impermeabilidad, se concluye que, al mezclar en etapas los hormigones reciclados, se mejoró su capacidad a no absorber el agua en el caso del hormigón con 50% de árido reciclado; sin embargo, en los otros casos, el resultado no fue tan concluyente como en este. Por lo tanto, la modificación del método de mezclado no resultó eficiente al mejoramiento de las propiedades del hormigón, pero eso no excluye el uso, incluso estructural, del hormigón reciclado como árido.

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Ingeniero Civil / En el trabajo de título se estudia el comportamiento de muros esbeltos sometidos a cargas axiales, y se analiza el papel que cumple el confinamiento en él, todo esto, basado en los daños observados en el último terremoto del 27 de febrero de 2010.Los elementos esbeltos buscan semejar los bordes de muros que durante un sismo son sometidos a cargas axiales. Para realizar lo anterior, se estudia experimentalmente el comportamiento de elementos (probetas) de borde de muros de hormigón armado sometidos a cargas axiales, analizando la influencia que tiene el tipo de confinamiento (estribos) en la respuesta global de los elementos, entre otros parámetros. Se construyeron 24 y se ensayaron10probetas de hormigón armado, de manera de comparar cada una de las respuestas obtenidas, para concluir sobre la influencia real del confinamiento en los elementos, en cuanto al aumento de ductilidad, y la restricción que proveen para evitar o controlar el pandeo de las barras longitudinales de refuerzo. Mediante el estudio experimental realizado, se determinó, en primer lugar, que al darle cierto confinamiento al elemento de hormigón armado, este es capaz de aumentar su capacidad de deformación, degradando más paulatinamente la resistencia a la compresión, y por ende, disipando una mayor cantidad de energía. Además, como las probetas no se restringieron para deformaciones fuera del plano para una carga de compresión pura, se produjo un pandeo global característico en las probetas con confinamiento, en su eje débil, reduciendo la capacidad del elemento. Por esto último, también se apreció un pandeo local del refuerzo longitudinal en forma de S , abarcando, en algunos casos, más de dos estribos consecutivos sin asegurar la relación de aspecto otorgada por ellos. Los ganchos con dobleces en 90º no fueron capaces de restringir el pandeo de las barras para deformaciones más allá del 1%. En general el comportamiento de las probetas tuvo un buen ajuste con el modelo predictivo escogido, presentando variaciones de menos de un 25% en todos las probetas de 1 metro de longitud.

Ingeniero Civil / Un modelo que combina las respuestas de corte y flexión fue desarrollado por Massone et al. (2006). Este modelo ha sido validado para muros esbeltos y muros cortos (Massone et al., 2009). El modelo fue adaptado para su uso en vigas simplemente apoyadas con ciertas particularidades, como fibras de acero en la mezcla de hormigón o la utilización de hormigón de auto consolidación (Galleguillos, 2010 y Gotschlich, 2011 respectivamente). El modelo de interacción corte-flexión fue adaptado para simular vigas de hormigón armado en cantiléver con una abertura rectangular en la dirección transversal horizontal al centro de su luz. El objetivo era el de validar el modelo para su uso en elementos de esta naturaleza, que son comunes en edificios modernos, en donde se busca aprovechar la altura completa de pisos. Las aberturas se utilizan para el paso de conductos y tuberías. Los resultados obtenidos mediante el modelo de interacción fueron comparados con resultados experimentales, descritos por Lemnitzer et al. (2013). La respuesta global predicha se acerca considerablemente a la respuesta experimental, mostrando curvas de carga desplazamiento razonables. Las limitaciones del modelo fueron evidentes al estimar la zona de falla del Espécimen 1, que presenta daño en su abertura. Otras discrepancias son la alta ductilidad que entrega el modelo analítico, retrasando la degradación por la contribución de corte, así como la alta rigidez inicial que presentan las simulaciones. La acumulación de daño por corte en ciertas zonas fue bien capturada mediante el modelo para los tres especímenes que fallaron en su interfaz con el bloque de reacción, pero no así la acumulación de daño por flexión. La máxima capacidad de los especímenes fue bien predicha, con discrepancias iguales o menores a un 10%. Una variación en la discretización inicial de las vigas junto a una baja en las resistencias de los elementos en el modelo permite inducir la falla en la zona de la abertura. Esta última discretización es recomendada para estudios a futuro.