Memoria para optar al título de Ingeniera Civil / Una estructuración recurrente en zonas de pasillo de edificios de uso habitacional, es la de muros en T de hormigón armado enfrentados por sus alas. Resulta de interés analizar el comportamiento que tienen las losas que conectan estos muros frente a cargas sísmicas. De esta forma, se evalúa la distribución momento y el ancho efectivo de la losa para determinar la necesidad y distribución de refuerzo en esta zona. Para ello se utiliza el programa SAFE-Toolbox, plataforma en MatLab de elementos finitos, que permite modelar el comportamiento no lineal de materiales y estimar la respuesta de un elemento estructural frente a cargas tipo pushover. Primero se valida el programa para este tipo de estructuración comparando con resultados de un ensayo experimental. Luego, se estudia las características (dimensiones y cuantías de los elementos) de esta configuración en la edificación chilena para aplicar los resultados a la realidad del país. Con lo anterior, se generan modelos de uno y ocho pisos para comparar sus resultados con el fin de validar el estudio de un piso para edificios de varios niveles. Finalmente, se realiza un estudio paramétrico para un modelo de un piso, usando como variables a estudiar, la cantidad y distribución de refuerzo, y el largo de las alas de los muros. Se evalúa la influencia de estos parámetros en la distribución de momento y el ancho efectivo en la losa.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Ingeniería Sísmica / El presente trabajo de Tesis muestra la implementación y análisis de variados métodos de aprendizaje de máquinas y minería de datos, desde la fase de extracción de características sensibles usando objetos simbólicos y clasificación mediante algoritmos de agrupamiento, para el estudio y monitoreo de la condición estructural de obras civiles, con énfasis en la detección temprana de la ocurrencia de daños estructurales. El monitoreo de salud estructural mediante algoritmos de minería de datos, reconocimiento de patrones y aprendizaje de máquinas es un campo moderno y activo en la Ingeniería Civil. El flujo general es que a partir de mediciones de aceleración en sitio y utilizando metodologías de identificación de sistemas, se extrae la información modal que representa algún modelo clásico de la dinámica estructural. En este trabajo se busca extender el tipo de información que se puede extraer desde las series de aceleración, estudiando el uso de las series de aceleración en bruto y a su vez mediante la extracción de características sensibles usando ajustes de modelos autoregresivos. La metodología global que se utiliza está basada en el agrupamiento de objetos simbólicos que representan el comportamiento estadístico de características sensibles, y se implementa tanto en series de aceleración obtenidas en laboratorio como en un edificio en operación instrumentado. En el segundo capítulo se estudian las series de aceleración en bruto como entrada para la transformación a objetos simbólicos con uso de histogramas e intervalos intercuartiles, concluyéndose que la energía de entrada es altamente determinante en los grupos obtenidos por los algoritmos de clasificación. Aún así, se puede extraer información del estado estructural si se analizan series de aceleración obtenidas desde un misma condición operacional y ambiental. En el tercer capítulo se estudia la extracción de otro tipo de característica basada en modelos autoregresivos, con las que se generan series de coeficientes de modelos AR(p) ajustados a las series de aceleración originales, encontrándose que los parámetros AR son mucho más sensibles a los cambios estructurales que la aceleración y que dicha sensibilidad puede aumentarse sin pérdida de robustez si se consideran líneas base de referencia. En el cuarto capítulo se analiza el uso de las series de coeficientes AR como entrada para la condensación a objetos simbólicos con los que realizar el agrupamiento, consiguiendo una mejora considerable en la separación de con respecto al uso de las series de aceleración en bruto.

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.

Ingeniera Civil / Los diseños arquitectónicos actuales en edificaciones chilenas incluyen el uso de muros con secciones transversales asimétricas, entre ellas la forma de T. Estos muros presentaron fallas en reiterados edificios habitacionales producto del terremoto del 27 de febrero del 2010 (27F) lo que ha generado la necesidad de estudiar esta geometría. Bajo este contexto, se estudiará y evaluará la reducción en la vulnerabilidad (susceptibilidad de presentar daños ante cierta demanda sísmica) de muros de hormigón armado (H.A.) con sección transversal T, que generan las condiciones actuales de confinamiento impuestas en la normativa chilena para muros de hormigón armado a través del estudio de curvas de fragilidad. Para esto se contrarrestará la variación de las curvas de fragilidad para un grupo de muros T de H.A. diseñados con y sin confinamiento en los bordes siguiendo los criterios normativos pre y post terremoto Mw 8.8 del 2010 respectivamente. El grupo de muros diseñados corresponde a una parametrización de la tipología chilena, tendrán distintas alturas (15, 20 y 25 pisos) y serán modelados numéricamente usando parámetros calibrados con ensayos que toman en consideración el efecto del nivel de confinamiento en el comportamiento del hormigón y el pandeo de las barras de refuerzo en los elementos de borde. Las curvas de fragilidad se obtendrán mediante la simplificación de modelos numéricos sofisticados en base a su comportamiento cíclico. De esta forma se estima la respuesta dinámica para un set de terremotos chilenos clasificados según el tipo de suelo. Del análisis de las curvas de fragilidad se encuentra que las probabilidades de falla en modelos sin confinar son más altas en comparación con modelos que poseen confinamiento. / Este trabajo ha sido parcialmente financiado por CONICYT

Ingeniero Civil Mecánico / Determinar el daño en estructuras y edificios luego de ocurrido un desastre natural, como puede ser un terremoto, es de crucial importancia para poder iniciar acciones de respuesta frente a emergencias de manera eficaz y que eviten el generar mayores pérdidas. Es por esta razón que se tornan necesarias herramientas predictivas fiables basadas en tecnologías de ingeniería moderna para evaluar las estructuras dañadas y ayudar a las autoridades a tomar mejores decisiones. La losa colaborante o Steel Deck, hoy en día tiene un importante rol en la construcción de losas de entrepiso en edificios y construcciones alrededor del mundo. En Latinoamérica, su uso es cada vez más común en grandes construcciones y Chile ha tomado un papel protagónico en su masificación, implementándolas en una gran cantidad de obras de construcción ya sea para edificios industriales, habitacionales, educacionales, estacionamientos y de servicio. El creciente interés se debe a las propiedades que entrega su estructura compuesta de chapas o láminas de acero las cuales funcionan como encofrado que soporta hormigón vertido. Se comporta entonces como una estructura mixta de acero-hormigón con características como buena resistencia estructural en poco peso, larga durabilidad y bajo costo. El objetivo de esta investigación es desarrollar y evaluar la utilización de tres algoritmos de detección de daños al utilizarlos en una losa colaborante los cuales funcionan en base a los cambios en sus modos de vibración y frecuencias naturales. Para esto se estudian diversos métodos de detección de daño mediante vibraciones y de esta forma determinar si existe falla, su ubicación y la magnitud el daño. El estudio comprende la preparación de modelos computacionales de losa colaborante con distintos escenarios de daño, sobre los cuales se realizará un análisis de las propiedades de vibración mediante software de ingeniería asistida para determinar sus modos de vibración y frecuencias naturales. Una vez obtenidos los modos de vibración se aplicarán los algoritmos de identificación de daño para poder estudiar su efectividad en los diferentes escenarios. Se espera poder determinar según los resultados, cuales son los alcances y limitaciones de cada método de identificación. Se estudiará la efectividad de cada uno según la calidad de la detección, la posibilidad de determinar la localización del daño y el grado de daño. / Este trabajo ha sido parcialmente financiado por proyecto Fondecyt 1170535

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil / Santiago vive actualmente una situación en la cual la edificación en mediana altura ha ido avanzando sostenidamente, como se observa desde el 2011 al 2016 en donde se pasó de 96 a 193 proyectos de estas características según un estudio de la división inmobiliaria de la consultora BDO Finanzas Corporativas y Transacciones. Para la consultora esto ocurre por factores tanto externos, como lo han sido los planes reguladores municipales, como otros más de carácter interno de las constructoras e inmobiliarias donde se ha ido prefiriendo la construcción en mediana altura con nuevas tecnologías. Además, indican que esto ha venido acompañado de un interés cada vez más marcado por la utilización de elementos prefabricados de hormigón en estas construcciones, lo que podríamos entender como un avance en la industrialización de la construcción y, por ende, un aumento en productividad del sector. El objetivo del presente trabajo es aplicar una comparación de sistemas constructivos prefabricados frente a sistemas constructivos in situ, para el caso concreto de un edificio de mediana altura destinado a viviendas sociales en la comuna de Recoleta. El proyecto para la comparación fue entregado por la Inmobiliaria Popular de Recoleta, el fin es comparar el proyecto en términos de plazo y costos según sistemas constructivos, así como también en términos medioambientales agregando una visión de sostenibilidad a la construcción de edificios. La comparación se realizará sobre los costos y plazos de obra gruesa del edificio, tomando como supuesto que la instalación de faena y terminaciones en ambos casos sería igual. El trabajo presenta una introducción a qué son los sistemas prefabricados, su uso estructural en Chile, empresas actuales dedicadas a la prefabricación de elementos estructurales, tipos de sistemas constructivos y sus diferencias, los requisitos medioambientales para la construcción, las características del proyecto que se va a analizar, la metodología para evaluar, resultados y análisis de la comparación y conclusiones sobre el uso de elementos de hormigón prefabricado para edificios de mediana altura destinados a viviendas sociales.

Ingeniero Civil / El fenómeno de amplificación dinámica de corte ha sido estudiado desde los años 70 existiendo requerimientos que han sido contemplados en códigos de diseño como el neozelandés (NZS, 2006) y europeo (CEN, 1993). Mientras, que la norma chilena NCh433 Of. 1996 INN (2012) no posee ninguna referencia a la amplificación producto de la plastificación de la base. Para estudiar la amplificación del corte se ha llevado a cabo un estudio paramétrico mediante el software de análisis estructural Openseees. El estudio considera 36 diferentes configuraciones de muros, variando el número de pisos (15, 20 y 30), la cuantía de armadura de borde longitudinal (1%, 3% y 5%), el largo de muro (3 [m] y 5 [m]) y su espesor (20 [cm] y 30 [cm]). Cada muro es sometido a 23 registros de terremotos en Chile, considerando intensidades desde 0.08 [g·s], hasta 27.2 [g·s], obteniendo un total de 828 modelos distintos. Posteriormente 128 casos son excluidos del análisis debido a problemas de convergencia, gran parte de estos con cuantía de armadura de borde de 1% producto de su poca resistencia. A partir de los resultados, se observa una relación entre el comportamiento del muro y el desplazamiento elástico, mientras más grande es éste último, existe mayor dificultad de llegar al rango inelástico. La ecuación que describe el desplazamiento elástico es proporcional a la altura e inversamente proporcional al largo del muro, por ende, un menor número de pisos produce un incremento en la amplificación de corte, de igual manera que un mayor largo. En relación a la cuantía de armadura de borde, se aprecia que mientras más menor es éste parámetro, mayor es la amplificación, dado que el muro posee disminuye resistencia. Un caso particular sucede con el espesor, dado que existen dos efectos que se contraponen, por un lado un menor espesor resulta en un mayor porcentaje de carga axial, y a su vez una menor cantidad de armadura; el primer efecto produce una menor amplificación, mientras que el segundo disminuye la resistencia y según lo mencionado anteriormente, aumenta la amplificación. En conclusión, se observa un comportamiento aleatorio al variar el espesor, en que en algunos casos, un efecto predomina sobre el otro. Como último parámetro se define la relación entre el momento flexural lineal y el no lineal (denominado R ̅), el cual representa el factor de reducción de respuesta definido en normas de diseño. Se observa una tendencia proporcional entre la amplificación y R ̅. Los resultados indican que la amplificación dinámica se genera al sobrepasar el momento de fisuración y no el de fluencia como en la teoría, esto sucede debido al cambio de rigidez. Finalmente se deduce que la amplificación dinámica de corte para muros de estructuración típica en Chile está presente en la mayoría de los casos estudiados. Por lo que es recomendable incorporarla eventualmente en normas de diseño teniendo en consideración que se utilizaron valores de altura, largo, espesor y cuantías de armadura comúnmente usados. Se propone una primera aproximación para el cálculo del factor de amplificación de corte.

Ingeniero Civil / Los muros cortos, vigas altas, ménsulas y uniones viga columnas son sistemas estructurales cuyo modo de falla es comúnmente determinado por su capacidad al corte. Por este motivo es relevante contar con una herramienta simple que permita determinar la capacidad máxima del elemento estructural al corte. Para estimar la capacidad al corte se implementa una formulación simple basada en el modelo de ángulo fijo de Ulloa (2013). El ángulo puntal a compresión se mantiene fijo para todo nivel de desangulación del elemento estructural. Además, éste se modela como un elemento tipo panel, en el que los esfuerzos se consideran constantes a lo largo de los ejes principales. Como simplificación, asume que la dirección principal de tensiones es igual a la dirección principal de deformaciones. En cuanto a leyes constitutivas, el hormigón se modela mediante un comportamiento biaxial, en el que existe pérdida de rigidez y resistencia en el puntal a compresión debido a la deformación a tracción en la dirección ortogonal a este. El acero se representa mediante una ley uniaxial elasto-plástica perfecta. En el presente trabajo se incorpora la armadura transversal del elemento estructural en la capacidad nominal a tracción del hormigón. Además, se captan los puntos máximos asociados a cada componente estructural (capacidad nominal a tracción y compresión del hormigón armado y fluencias de armadura longitudinal y de borde). Luego, con el objetivo de cerrar el modelo, se aplican calibraciones lineales y logarítmicas a una de las deformaciones del elemento estructural con respecto a sus parámetros relevantes. Para analizar el comportamiento del modelo cerrado de ángulo fijo generado se recopila una base de datos constituida por 252 ensayos de muros cortos, 182 de vigas altas, 109 de ménsulas y 92 de uniones viga columna. Con la base de datos se abarca, para los 4 sistemas estructurales, un amplio rango de cada parámetro influyente en la capacidad al corte. La comparación entre el modelo cerrado de ángulo fijo y las capacidades experimentales entregan valores promedio y coeficiente de variación (COV) de la razón capacidad del modelo sobre experimental de 1.006 y 0.238, respectivamente. Al comparar modelos cerrado e iterativo, se obtienen promedio y COV de 1.032 y 0.135, respectivamente, concluyendo que el modelo cerrado logra mantener el desempeño del modelo de ángulo fijo. Además, el modelo cerrado presenta una baja dependencia a cada uno de sus parámetros importantes. Por último, al comparar con la bibliografía, el modelo cerrado de ángulo fijo presenta uno de los mejores comportamientos para cada sistema estructural, lo que lo valida como una útil herramienta para estimar la capacidad al corte de elementos estructural sin recurrir a un proceso iterativo.