El uso del hormigón pretensado en estructuras resistentes, ha sido difundido ampliamente desde mediados del siglo pasado. En general, se trata de estructuras proyectadas para cumplir sus funciones, durante una vida útil de varias décadas. En consecuencia, es frecuente la necesidad de llevar a cabo tareas de mantenimiento en dichas estructuras, debido a que pueden encontrarse afectadas por diversas patologías. Es evidente que, será deseable la detección de los posibles daños estructurales, con la mayor antelación posible, de manera tal de facilitar las medidas de intervención, antes de que los daños se generalicen y corra riesgo la estabilidad de la estructura. Para ello, surge la necesidad de contar con técnicas adecuadas, que permitan la detección de daños, en inspecciones realizadas con cierta periodicidad. La investigación de metodologías para la detección de da~no en estructuras, es una materia en permanente actualización. En esta tesis, se aborda el estudio particular de métodos de diagnóstico, para ser implementados en estructuras de hormigón pretensado, dominadas por solicitaciones de exión. Las patologías consideradas, consisten en típicas fisuras que podrían generarse bajo dichas solicitaciones, por distintas causas, como pueden ser: la subestimación de las pérdidas de pretensado, un tesado real inferior al nominal, excesos en las solicitaciones de servicio, asentamientos diferenciales en estructuras hiperestáticas, entre otras. Para la identificación de los posibles daños, se estudia la aplicación de distintos métodos capaces de, primero detectar la presencia de daño en la estructura, luego localizarlo y en lo posible, cuantificarlo. Dichos métodos, fundamentalmente se basan en el estudio del comportamiento estático y/o dinámico de la estructura. Las técnicas estudiadas en esta tesis son, el Método de Variación de los Desplazamientos, el Método de Curvatura de la Elástica, el Método Inverso y el uso de la Transformada Wavelet Continua. Estas metodologías, en principio han sido implementadas a partir de datos obtenidos de modelos numéricos, analizados con el Método de los Elementos Finitos; luego han sido realizadas diversas aplicaciones experimentales, sobre vigas construidas en laboratorio. Además, se ha incluido en los ensayos experimentales, la identificación de fisuras en el hormigón, mediante estudios de imágenes termográficas y técnicas de ultrasonido. Los resultados obtenidos, han permitido determinar las condiciones necesarias, para que las metodologías de diagnóstico implementadas, respondan adecuadamente sobre estructuras de hormigón pretensado. Además, ha sido posible la comparación de los distintos métodos entre sí, notando las ventajas y desventajas de cada uno de ellos. / Prestressed concrete has been widely used in civil structures since the middle of the 20th century. In general, these structures are designed to keep their functions over a lifespan of several decades. Consequently, the need to carry out maintenance tasks in the prestressed concrete structures is frequent, since they may be affected by several pathologies. It is evident that the detection of possible structural damages will be desirable as soon as possible, in order to facilitate the intervention measures, before the stability of the structure is at risk. For this reason, there is a need to have adequate techniques, which allow the detection of damage in inspections carried out with a certain periodicity. The study of methodologies for the detection of damage in structures is a subject in constant updating. This thesis deals with the study of diagnostic methods, to be implemented in prestressed concrete structures dominated by bending stresses. The pathologies considered consist of typical cracks that could be generated, for different reasons under those solicitations, such as the underestimation of prestress losses, a real prestressing lower than the nominal, excessive loads and differential settlements in hyperstatic structures, among others. For the identification of possible damages, is studied the application of different methods capable of first detecting the presence of damage in the structure, then locating it and, where possible, quantifying it. These methods are fundamentally based on the study of the static and/or dynamic behavior of the structure. The techniques studied in this thesis are, the Method of Variation of the Displacements, the Method of the Elastic Curvature, the Inverse Method and the use of the Wavelet Continuous Transform. These methodologies have been implemented, on the one hand, from data obtained from numerical models, analyzed with the Finite Element Method; on the other hand, several experimental applications have been performed, on beams built in the laboratory. In addition, it has been included in the experimental tests, the identification of cracks in the concrete, through thermographic imaging studies and ultrasound techniques. The results of these investigations have allowed determining the necessary conditions so that the diagnostic methodologies work appropriately for the prestressed concrete structures. In addition, it has been possible to compare the different methods among themselves, noting the advantages and disadvantages of each of them.

Ingeniero Civil / Debido a la sismicidad nacional y la importancia económica de la industria vitivinícola chilena nace la necesidad de estudiar el comportamiento estructural de los estanques de almacenamiento de acero frente a una solicitación sísmica. En la presente memoria se modelan 2 estanques con dimensiones geométricas diferentes a través del programa de elementos finitos ANSYS versión 15. Se realiza un análisis no-lineal estático del tipo pushover variando la condición de borde para ambos tipos de estanque. De los modelos analizados se extraen las curvas de capacidad, los modos de falla y la distribución de tensiones principales y equivalentes (o tensión de Von-Mises). Los resultados entregados por el programa se comparan con las cargas y fuerzas de diseño obtenidas de las normas y guías de cálculo. Luego de procesar los resultados se concluye que -El programa logra modelar de buena forma el comportamiento estructural de los estanques obteniendo los modos de falla observados en terreno -La condición de borde del estanque incide en el modo de falla visualizado en el manto -Los estanques simplemente apoyados muestran un pobre desempeño. Su capacidad máxima se encuentra por debajo del corte basal de diseño.

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Pretende conocer y realizar una adecuada evaluación de riesgo y propuestas de mitigación a nivel de Microcuenca que sirva como instrumento base para la Gestión de Riesgo como componente importante de un ordenamiento territorial, para llegar al desarrollo socio-económico y ambiental en zonas rurales y evitar un desordenado crecimiento de la población, así como su ubicación en espacios inestables, el inadecuado uso de la tierra y lo irracional de la explotación de los recursos naturales. Esta investigación contiene información procesada en gabinete y datos obtenidos en campo, que nos permite la identificación y caracterización de los elementos que se encuentran expuestos al peligro, y el análisis del nivel de vulnerabilidad existente, que dará como resultado un mapa de riesgos, el cual, se espera, sirva como instrumento de gestión a tomar en cuenta por los planificadores y tomadores de decisiones responsables, involucrados en la planificación territorial y uso del suelo, para que eleve las posibilidades de un desarrollo sostenible de la población. / Tesis

Plantea corroborar si realmente cuando se implementa la filosofía de trabajo Lean Construction en el control de la producción se mejora el desempeño de la construcción. Ya que las bases teóricas indican que Lean se puede aplicar a todo tipo de proyectos. El aporte de la investigación radica en probar o refutar dicha hipótesis para un nuevo tipo de proyecto. A la fecha una implementación en una obra de infraestructura aérea no ha sido documentada ni en tesis ni en artículos científicos. Es una investigación del tipo cuantitativa con un nivel de estudio explicativo. En la cual existe una variable independiente y otra dependiente; y se analiza la relación que existe entre ellas. La variable independiente es el control de la producción y la variable dependiente es el desempeño de la construcción. Para corroborar la hipótesis se utilizará un diseño pre-experimental. Se realizará una medición de los indicadores de cada dimensión de la variable dependiente antes de la implementación Lean. Luego se realizará una segunda medición de los indicadores de dicha variable después de la implementación Lean. Para las mediciones se utilizarán herramientas como el muestreo de trabajo y la revisión documentaria. Se contrastará los resultados a fin de evaluar las variaciones obtenidas y extraer conclusiones. / Tesis

Las investigaciones realizadas para la elaboración de la presente tesis involucran desarrollos con series de potencias enteras para abordar el estudio del comportamiento mecánico-estructural de pórticos planos abiertos y cerrados. Los estudios de la tesis se organizan en tres partes: una que contempla la búsqueda de las frecuencias naturales de los pórticos, otra que resuelve el comportamiento estático bajo diferentes condiciones de solicitación/vínculo y finalmente la ampliación de los estudios de estática y determinación indirecta de cargas críticas empleando formulaciones de segundo orden. La resolución de las ecuaciones gobernantes de los problemas estructurales se halla dentro del encuadre adoptado por la Teoría Clásica de Resistencia de Materiales. La metodología básica consiste en hallar la respuesta para cualquiera de los problemas propuestos, mediante la resolución de las ecuaciones diferenciales gobernantes utilizando series de potencias enteras para describir los corrimientos axiales y transversales. Se evalúan las condiciones esenciales o geométricas para todas las barras que concurren a un nodo, así como el equilibrio del mismo y las condiciones de vinculación a tierra del entramado. Bajo este marco de referencia, se han resuelto todos los problemas planteados con un muy reducido número de incógnitas en comparación a las utilizadas en el método de elementos finitos con la misma formulación unidimensional. Se ha elaborado un código de cálculo basado en la metodología de esta tesis. Se comparan los resultados de esta investigación con los que brindan los programas comerciales de elementos finitos, lográndose, en algunos casos, sustanciales reducciones en el tiempo computacional para la misma calidad de respuesta. Este tipo de enfoques es de importancia gravitante para encarar estudios que requieran tiempo de cálculo masivo, como por ejemplo optimización estructural. / The research performed to elaborate the present thesis involves the development of integer power-series in order to address the study of the structural mechanics behavior of open and closed frames. The studies of this thesis contemplate three parts: on one hand the search of natural frequencies in the dynamics of frames, on other hand the solution of the static behavior under different load/boundary conditions and finally, the extension of the studies about statics and the indirect determination of buckling loads employing second order formulations. The resolution of the governing equations of the structural problems is enclosed in the context of the Classic Strength of Materials Theory. The basic methodology consist in the calculation of the response for all the proposed problems by solving the governing differential equations by using integer power series to describe the axial and transverse displacements. The essential or geometric conditions of all bars concurring to a given node are evaluated as well as the equilibrium at the node and the remaining boundary conditions of the whole frame. Under this reference context, all the proposed problems have been solved employing a rather reduced number of unknowns in comparison to the ones used in the finite element method (FEM) with the same unidimensional formulation. A calculation code based in the methodology of this thesis has been elaborated. A comparison of the results of the present investigation with the ones obtained by commercial programs based in the FEM has also been carried out. In some cases, a substantial reduction of calculation time has been achieved for the same response quality. This type of approaches is of crucial importance in order to carry out studies that require massive computational time as, for example, the structural optimization.

La presente tesis trata sobre la novedosa aplicación de materiales funcionalmente graduados (-FGM- Functionally Graded Materials) en el diseño de estructuras tipo viga. Como es sabido, los estudios de rigidización dinámica, se llevan a cabo para evitar resonancias y/o reducir tensiones dinámicas. La forma tradicional que se emplea para optimizar la rigidez de la viga, es variando su sección transversal; ya sea reduciéndola de forma discontinua (multi-steps beams tal como se las conoce en inglés), ahusada (tapered beams tal como se las denomina en inglés) o bien empleando combinaciones de ambas. Surge la originalidad, desde el punto vista de la optimización dinámica, de adicionar una nueva solución al problema de la rigidización. La misma consiste en hacer variar las propiedades de estos modernos materiales en la dirección axial de las vigas (-AFGM-Axially Funtionally Graded Materials). El problema de vibraciones libres para las vigas AFG, se estudia implementando las teorías clásicas de Bernoulli-Euler y de Timoshenko, mediante tres enfoques aproximados; el método energético de Rayleigh-Ritz, el método de cuadratura diferencial generalizada (GDQM, por sus siglas en inglés) y el método de elementos finitos (FEM, por sus siglas en inglés). Los resultados obtenidos se comparan con valores disponibles en la literatura. La muy buena correlación de los mismos, permite dar certezas de que el método de Rayleigh-Ritz, GDQM y FEM, son herramientas de gran precisión y eficiencia para la resolución de esta clase de problemas. Los casos de vigas propuestos se modelan con condiciones de bordes clásicas y con extremos elásticamente restringidos. Para la modelación numérica de los problemas, se implementa el software Wolfram Mathematica 9.0. En el estudio se tratan leyes de distribución del tipo axial asimétrica y axial simétrica; para varias composiciones y distintos materiales AFG. En particular, se da especial énfasis al material compuesto por alúmina (Alum) y acero (Ac), ya que desde el punto de vista ingenieril presenta propiedades atractivas para la rigidización dinámica de vigas. Se analiza el efecto dinámico que tiene adosar una o varias masas a la viga. Evidenciando que su presencia disminuye, en todos los casos, a los coeficientes de frecuencias naturales de la viga sin masa adosada. Y además, constituye un factor importante, desde el punto de vista del diseño, en la elección de la composición del material AFG a implementar. Para las vigas AFG cantiléver con características asimétricas del material, la composición a) Ac-Alum rigidiza más que la composición b) Alum-Ac, cuando el exponente n (de las leyes de variación) es menor a 1, exista o no masa adosada en el extremo libre. En cambio, para 1n> la composición b) es quien optimiza la solución. El caso 1n= es particular, ya que la composición a) rigidiza levemente más que b) cuando la viga no tiene masa adosada. Pero, cuando se adosa la masa, se aprecia que el coeficiente de frecuencia fundamental aumenta más para la composición b). Para vigas AFG con características simétricas, se evidencia que la composición c) Ac-Alum- Ac optimiza la rigidización haya o no masa adosada, frente a la composición d) Alum-Ac- Alum. / This thesis deals with the novel application of functionally graduated materials (FGM) in the design of beams. It is known that dynamic stiffening studies are carried out to avoid resonances and/or reduce dynamic stresses. The traditional method to optimize the rigidity of the beam consists in variations of its cross section; either by reducing it in a discontinuous way (multi-steps beams), in a tapered way (tapered beams) or by using a combination of both. In this Thesis, from the point of view of dynamic optimization, an original solution of the problem of stiffening is proposed. This novel solution consists in varying the properties of these modern materials in the axial direction of the beams (AFGM). With this aim, the problem of free vibrations for the AFG beams is studied through the classical theories of Bernoulli-Euler and Timoshenko, using three approximation approaches: the Rayleigh-Ritz energy method, the generalized differential quadrature method (GDQM) and the finite element method (FEM). The obtained results are compared with those available in the related literature. The very good correlation of these, allows to give certainty that the Rayleigh-Ritz method, GDQM and FEM, are tools of great precision and efficiency for the resolution of this class of problems. The cases of proposed beams are modeled with classic edge conditions and with elastically restrained edge supports. For the numerical modeling of the problems, Wolfram Mathematica 9.0 software is implemented. The used distribution laws are the axial asymmetric and axial symmetric and were applied for various compositions and different AFG materials; with a particular emphasis on the material composed of alumina (Alum) and steel (St), since it has attractive properties for the dynamic stiffening of beams from the engineering point of view. The dynamic effect of attaching one or several masses to the beam is analyzed. It is shown that their presence decreases, in all cases, the natural frequency coefficients of the beam that do not have attached mass. In addition, it constitutes an important factor, from the point of view of the design, in the choice of the composition of the AFG material to be implemented. In cantilever AFG beams with asymmetric characteristics of the material, the composition a) St-Alum stiffens more than the composition b) Alum-St, when the exponent n (of the laws of variation) is less than 1, whether or not there is an attached mass at the free end. On the other hand, for the composition b) it is the one that optimizes the solution. The case 1n= is particular, since the composition a) stiffens slightly more than b) when the beam has not attached mass. But, when the mass is attached, the fundamental frequency coefficient increases more for the composition b). In AFG beams with symmetrical characteristics, it is evident that the composition c) St- Alum-St optimizes the stiffening whether or not there is an attached mass, compared to the composition d) Alum-St-Alum.

Es una aplicación del método de los elementos finitos (M.E.F) al cálculo de losas delgadas isotrópicas. Es pues un desarrollo de la función solución en suma de funciones a trozos. Dentro del M.E.F se utilizan como funciones interpolantes polinomios (integración numérica sencilla). La continuidad conseguida es C elevado a 1 (para el caso planteado representa convergencia monotónica ). Son elementos simples (de fácil extensión a láminas) y que forman una familia jerárquica (distintos grados de aproximación sin cambiar la malla). El primer elemento de la familia es el clough- felippa. Al final se dan resultados comparativos de algunas placas con otro tipo de elementos y la solución exacta. / It is an application of the Finite Element Method (F.E.M.) for Isotropic Thin Plates calculation. The Deformation is developed as polynomial piecewise functions, which have easy integration. The continuity demanded to de functions is C^1. With the chosen functions we have monotonic convergence. These simple elements constitute a Hierarchical Family, which allow several degree of approximation with the same mesh. The first element of the family is the Clough-Felippa one. The elements are of easy extension to shells. It is given comparative results between plates with other elements and the exact solution.