La función primaria de la estructura es resistir las acciones a las que estará sometida. La resistencia de la estructura debe entenderse en sentido amplio y no restringirse solamente a la resistencia mecánica de las solicitaciones derivadas de las acciones actuantes. En particular, la resistencia a las acciones ambientales y la adecuada durabilidad durante el período de vida útil previsto en el proyecto de la estructura son aspectos esenciales.Por estos motivos, en este trabajo de investigación se propone obtener un estudio detallado de cada material que compone el hormigón pretensado y, de esta forma, desarrollar una propuesta de modelo de vida útil que estima cada tiempo de ingreso de los iones cloruro en cada uno de estos materiales, siendo un modelo que se asemeje a lo que ocurre en la realidad. Para ello se realizaron las siguientes campañas experimentales y desarrollos teóricos:· Se ha diseñado un mecanismo bastante sencillo para obtener la tensión de las probetas de acero en un espacio reducido, totalmente original. Se han aprovechado los bastidores de fluencia oleoneumáticos que se utilizan para ensayos de fluencia del hormigón, y se ha diseñado un marco que transforma la carga de compresión aplicada por los bastidores en una fuerza de tracción que ha servido para tesar los alambres con una carga constante.· Se ha diseñado un dispositivo autónomo que garantizó ciclos controlados de ataque humedad-secado, que funciona mediante un temporizador programable. Todo este sistema de ataque ha estado dentro de una cámara climática donde se ha mantenido la humedad relativa al 50% y la temperatura en 20ºC. · Se han obtenido experimentalmente resultados respecto de la velocidad de ingreso de los iones cloruro en la masa de hormigón y del mortero de inyección. · Se han obtenido los coeficientes de difusión y las concentraciones superficiales constantes de cloruros en el hormigón y en mortero de inyección. · Se ha obtenido como resultado de los datos experimentales de los ensayos realizados en los aceros desbastados mecánicamente un coeficiente que nos indica la influencia del "efecto entalla" debido a una picadura y que puede ser aplicado en el cálculo del estado tensional de esos aceros desbastados.· Se han obtenido coeficientes de degradación de la tensión última y de degradación de la masa residual de aceros atacados químicamente con una solución de cloruro de sodio. Ambos se han obtenido del análisis experimental realizado durante la amplia campaña llevada a cabo. · Se ha obtenido experimentalmente la influencia del estado de tensión en aceros cuando éste se combina con un ataque corrosivo, con lo que ocurre en aceros de iguales características pero sin tesarlos con un mismo ataque químico.· Se ha propuesto un modelo de vida útil para hormigón armado y/o pretensado que esté sometido a un ataque de corrosión por cloruros, que puede ser aplicado en el diseño de estructuras nuevas, y en la evaluación de estructuras en servicio. · Este modelo se basa en el modelo de durabilidad presentado por Tuutti en 1982, y se mejora con el aporte de la degradación que se produce no sólo en el hormigón (Tuutti, 1982), sino que estudia las degradaciones de los otros materiales que componen el hormigón armado y pretensado (mortero de inyección, acero), todo esto obtenido con nuestros resultados experimentales.· También, se ha contrastado el modelo aplicándolo en casos reales publicados por otros autores, encontrando una buena correlación para los resultados. / The primary structure function is to resist the loads acting on it. The structure capacity should be understood in an extensive sense and not to be restricted only to the mechanical resistance. In particularly, the resistance to the environmental actions and the adequate durability during the service life period estimated in the project of the structure are essential aspects. In order to improve the durability of the prestressed concrete structures, this research focuses in the study of the chloride diffusion in the concrete, the grout and the prestressing steel. Then a service model is developed that can be used for the design of new structures or for the evaluation of existing ones. This model represents what occurs in the reality. Extensive experimental campaigns and theoretical developments were carried out:· A quite simple mechanism was designed to obtain the tension of the test attacked steel specimen in a reduced space, using concrete creep frames. A framework was designed to transform the compression load applied by the frames in a tension to prestress the wires with a constant load.· An automatic machine was designed to control the cycle's attacks (humid-dry), which work with a specific software. All this attack system was placed inside a climatic room where a 50% relative humidity and 20ºC temperature was maintained.· Results regarding the ions chloride diffusion in the concrete mass and in the grout were obtained experimentally.· The diffusion coefficients were obtained and the chlorides superficial concentration in the concrete and in the grout was considered constant.· A coefficient that evaluates the influence of the crack geometry carried out mechanically in the wires was calculated. · Degradation coefficients for ultimate tensile and for the chemically attacked steel residual mass were obtained. The chemical attack was produced with a sodium chloride solution.· The influence of the tension in the wires was obtained experimentally. Corroded wires without tension were compared with corroded wires prestressed in a frame. · A service life model for reinforced/prestressed concrete with a corrosion attack by chloride was proposed. This model could be applied in new structures design, and in the evaluation structures in service, too.· This model is based on the Tuutti durability model (1982), but it is more extensive because this work not only studies the contribution of the degradation of the concrete, it studies the degradations of other materials that compose the reinforced concrete and prestressed (grout, steel).· Good correlation with experimental results was found.

El treball parteix de la idea que l'arquitectura és essencialment geomètrica i vol demostrar que el coneixement de la geometria és imprescindible per a arribar a fer una obra d'arquitectura.S'estudien uns 30 exemples que tenen algun cas de forma de transició. És a dir elements la forma dels quals és la conseqüència de construir una figura que es transforma des d'un extrem a l'altre canviant el seu perfil de manera continua. Com per exemple pilars que tenen una base diferent del seu capitell, o voladius que varien la seva secció. Com a conseqüència d'això apareixen superfícies amb unes característiques geomètriques peculiars, que poden ajudar a l'objectiu de l'obra o poden entorpir la seva construcció. El coneixement en profunditat d'aquestes superfícies és imprescindible per que l'obra es pugui construir de manera raonable.Els exemples han estat estudiats des de tots els punts de vista que s'ha cregut interessant per a comprendre el perquè de la seva forma. Després s'ha estudiat en detall, fins a l'últim aspecte geomètric i constructiu, com es volia la seva forma, com s'ha comprès i com s'ha acabat construint.El focus d'atenció ha estat deliberadament centrat en l'arquitectura de les formes corbes i on més exemples de transició he trobat ha estat en l'arquitectura de formigó dels anys 1950', una arquitectura de formes toves amb una estreta i poc evident relació amb la construcció de vaixells.La connexió entre la forma pensada i la forma construïda es dona en el dibuix per que es regeix per les mateixes lleis que la construcció. Les formes corbes obliguen a un coneixement elevat de geometria que posa en condicions de treballar còmodament amb elements tridimensionals i per això cal no apartar aquesta docència dels plans d'estudis de les escoles d'arquitectura (sempre que es pretengui que sigui l'arquitecte qui controli la construcció d'edificis que confien en la forma la seva capacitat expressiva).

The box-girder is currently the solution for large prestressed concrete bridges, being most used today in steel and mixed structures. Their widespread use is due to the strength characteristics and versatility, using various construction processes depending on the conditions of the work. However, it has the great disadvantage that the concrete should be done in phases. Because of the advantages of this section is really important develop new techniques to improve the performance, and reduce construction times. The construction of the top slab involves extension straight joints. It has been observed that this kind of joint requires additional measures during execution, either from the point of view of the danger to operators or remove the inside formwork. As a result, it is needed propose a new type of joint, by loops, reducing risks, minimizing the construction times and making easier the work on site. To understand the behaviour of a structure with this loop joint, are built concrete sections with representative dimensions of a railway bridge, with a concrete joint, reproducing, as far as possible, what happens in reality. These sections will be tested experimentally. In a previous study has been analysed the performance in a simple bending test. For this reason, in this study is checked the response in pure bending. Dynamic and static campaigns are done, using for this a total of 8 slabs, existing three types of union based on European codes: - Reference Slab (LR) with a continuous reinforcement - DIN Slab (LD) with a loop joint according to DIN 1045 - Experimental Slab (LE) with the proposed loop joint With these results it is possible to know the performance until failure, under static and dynamics loads with a number of cycles of 2 x 10^6. In static load campaign are tested 3 slabs, representatives of the different types of continuity. With these results is possible to make a comparison between the behaviour of the slabs associated with: longitudinal and transverse strain, deflections and concrete joint opening. In dynamic load campaign are tested 5 slabs, three of them with the same type of reinforcement and the other two representatives of the others types. In each of these tests are applied different load ranges, depending on the objectives, defining 5 tests: 1. LR: ¿s=150 MPa --> Q_max=141 kN y Q_min=50 kN 2. LD: ¿s=150 MPa --> Q_max=141 kN y Q_min=50 kN 3. LE_2: ¿s=150 MPa --> Q_max=141 kN y Q_min=50 kN 4. LE_3: ¿s=150 MPa --> Q_max=210 kN y Q_min=119 kN 5. LE_4: ¿s=127 MPa --> Q_max=125 kN y Q_min=47 kN Based on the test load levels, are made comparisons between these results and the results obtained for an experimental slab under simple bending (L.F.S.), associated to: dynamic deflection, concrete joint opening, longitudinal and transverse strain, and failure loads after finished dynamic tests. Finally, are proposed futures research works, in order to increase the knowledge associated with a loop joint reinforcement under another type of efforts.

Ingeniero Civil / El objetivo de este trabajo es estudiar la vulnerabilidad sísmica de edificios habitacionales de hormigón armado dañados en el sismo del 27 de Febrero de 2010 en la Región Metropolitana y de los inmediatamente vecinos a ellos, de modo de correlacionar algunos índices de vulnerabilidad con el daño producido por el sismo. Para el desarrollo del trabajo se seleccionan 13 edificios por sus significativos daños en el sismo del 27 de Febrero. Completándose una muestra final de 53 edificios que considera a los edificios vecinos de los previamente seleccionados. Se reúnen antecedentes de cada edificio en las respectivas municipalidades y oficinas de cálculo. Finalmente se completa una ficha tipo para cada edificio, donde se normaliza toda la información reunida. Se registran los distintos tipos de daño que tuvieron los edificios de la muestra producto del sismo, y se clasifican de acuerdo a su nivel de daño. Los índices calculados son H/T (altura/período), densidades de muro por unidad de piso y peso, índice de vulnerabilidad de Shiga e índice de vulnerabilidad del G.N.D.T. Las conclusiones de este trabajo indican que los edificios mayormente dañados de la muestra son de construcción reciente, entre los años 2006 y 2008 y todos tienen sobre 18 pisos de altura. Los índices densidad de muro por unidad de piso (dn), y densidad de muro por unidad de piso y peso (dnp) son menores comparativamente para los edificios con mayor daño que para el resto. Por su parte, los límites para e determinados por Shiga no aplican a los edificios de esta muestra. Los edificios con daños se agrupan en la zona de e . Por otro lado, el índice de vulnerabilidad del G.N.D.T (Ivn) entrega valores que son posibles de correlacionar con el nivel de daño de los edificios, proponiéndose un límite de 0.64 para evitar daños severos principalmente en edificios sobre 18 pisos de altura.

El control de calidad de las obras de hormigón se basa principalmente en los resultados de ensayos a compresión de probetas cúbicas representativas del hormigón colocado. En el caso de hormigones de alta resistencia es común recurrir a ensayos de compresión sobre probetas cilíndricas y utilizando la relación de conversión que establece la norma NCh170.Of1985, “Hormigón – Requisitos generales”, obtener los valores de resistencia referidos a probetas cúbicas normales. Considerando que los hormigones que se suministran actualmente a las obras han experimentado variaciones significativas con respecto a los que se producían en los años 80, resulta de interés actualizar los criterios y especialmente las relaciones que se requieren para un adecuado control de aceptación de los hormigones. Para lograr este objetivo se confeccionan 15 hormigones de prueba, dos coladas de 160 l para cada hormigón, con relaciones A/C desde 1,0 hasta 0,30, que permitieron moldear 18 probetas cúbicas y 21 probetas cilíndricas, para ensayar a las edades de 7 y 28 días. Adicionalmente, se estudia la influencia del tipo de refrentado (capping v/s rectificado) en los valores de resistencia a compresión cilíndrica obtenida. Como resultado de esta experiencia, se obtiene que el rango de resistencias de los hormigones estudiados van desde los 110 kg/cm2 hasta los 1150 kg/cm2 y dentro de este rango se establecen correlaciones existentes entre el ensayo de probetas cúbicas y cilíndricas a 7 y 28 días de edad. Del análisis de los resultados obtenidos se deduce una nueva relación para la conversión de resistencias a compresión de probeta cilíndrica a probeta cúbica y que los cilindros preparados con refrentado en sus caras dan resistencias mayores que los cilindros preparados con rectificado en sus caras.

La determinación de la resistencia al corte de muros de albañilería armada es fundamental para su diseño sísmico, tanto cuando la falla de corte controla el diseño como cuando se desea que esta falla no controle, es por esto que es necesario tener un modelo teórico que permita determinar esta resistencia. La posibilidad de contar con este tipo de modelo representa un importante avance en el diseño al corte de este tipo de muros, considerando que las recomendaciones de diseño de las normas provienen de expresiones empíricas, las cuales poseen limitaciones propias de las características de las probetas ensayadas. En la búsqueda de este objetivo, en este Trabajo de Título se estudia la posibilidad de aplicar un modelo puntal-tensor propuesto por Hwang et. al para determinar la resistencia al corte de muros cortos de hormigón armado a muros de albañilería armada construidos con bloques huecos de hormigón con relleno parcial de huecos y cuantía reducida de armadura con las mismas características geométricas. Para ello se utilizan como antecedente los resultados de los ensayos realizados en el proyecto FDI desarrollado por el Instituto Chileno del Cemento y del Hormigón (ICH) en los laboratorios del IDIEM y del DICTUC en el año 2002. Luego de incorporar al modelo la verificación de la fluencia de la armadura de borde,de establecer ciertos valores de las deformaciones axiales unitarias en la dirección vertical y horizontal y de agregar modificaciones relacionadas con las propiedades de la albañilería, como son: la resistencia a la compresión axial y la deformación axial asociada a ella, la inclusión de un factor de degradación de la resistencia prismática por el estado biaxial de tensiones presente en los muros, se obtiene un modelo que estima la resistencia al corte de este tipo de muros con una precisión razonable, lo que significa una subestimación de un 6% del resultado experimental con una dispersión de los resultados mucho menor que la obtenida con el modelo original. Además se pudo comprobar que la degradación debido al comportamiento biaxial en los muros construidos con bloques de hormigón es muy similar a la de los muros de hormigón armado. Finalmente, se concluye que es necesario contar con datos experimentales de las deformaciones para los casos en que se supere el límite de fluencia de las armaduras y para los casos en que no se tienen armaduras distribuidas.

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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