Maestría en Ingeniería - Estructuras

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Evaluación de la respuesta mecánica de morteros con adición de nanotubos de carbono utilizando la resistividad eléctrica del material
(Universidad Nacional de Colombia, 2025-04-21) Bolaños Diaz, Yon Alexander; Lizarazo Marriaga, Juan Manuel; Zacchei, Enrico; Análisis, Diseño y Materiales Gies
La monitorización de edificios mediante tecnología de sensores promueve la rápida acción ante cualquier perturbación que pueda comprometer la integridad estructural, permitiendo optimizar el mantenimiento, reducir costos operativos y aumentar la seguridad a lo largo de su vida útil. Por esta razón, este trabajo estudia la viabilidad de tres tipos de electrodos embebidos en morteros con adiciones del 0.0 % 0.5 % y 1.0 % de nanotubos de carbono de pared múltiple (MWCNT) como método de evaluación estructural. La presente investigación abarca desde el diseño de las mezclas hasta el establecimiento de la relación entre las propiedades eléctricas bajo cargas mecánicas. En primer lugar, se determinó el método de dispersión de los MWCNT para elaborar las mezclas, siendo el más efectivo el ultrasonido por sonda, además se proporciona un método de ensayo para evaluar la conductividad de soluciones mediante diagramas de Nyquist usando un electrodo serigrafiado. Con la mezcla definida y empleando tres tipos de electrodos (malla de alambre, lámina de acero y electrodo serigrafiado cerámico), se elaboraron diferentes especímenes los cuales a través de un diseño experimental que midió el Cambio Fraccional en la Resistencia (FCR), se correlacionó de manera consistente los valores de impedancia real con los niveles de carga aplicados, obteniendo valores de coeficiente de correlación (R2) muy cercanos a 1. Adicionalmente, se realizó un análisis de reproducibilidad obteniendo coeficientes de variación alrededor de 1 % en los mejores especímenes. Como resultado del estudio se logró identificar los electrodos de lámina de acero como los más funcionales. (Texto tomado de la fuente).
Comportamiento experimental de mampostería de bloques de arcilla de perforación horizontal confinada mediante pórtico de acero conformado en frío
(Universidad Nacional de Colombia, 2025) Nieto Cárdenas, Jaime Xavier; Takeuchi Tam, Caori Patricia; Tamasco Torres, Juan; Nieto Cárdenas, Jaime Xavier [wAeZIbEAAAAJ&view]; Nieto Cárdenas, Jaime Xavier [0000000263439622]; Nieto Cárdenas, Jaime Xavier [Xavier-Nieto-Cardenas-2]; Análisis, Diseño y Materiales Gies; Nieto Cárdenas, Jaime Xavier [58722551400]
El presente trabajo evalúa el comportamiento experimental en el plano de muros de mampostería no estructural confinada mediante pórticos con perfiles de lámina delgada, sometidos a cargas cíclicas reversibles sobre especímenes a media escala. El objetivo es clasificar el desempeño estructural de este sistema combinado conforme a la metodología ACI 374. Se ensayan tipologías con y sin elementos adicionales de refuerzo, como conectores de cortante en la mampostería y placas de zinc simulando muros de cortante de acero. La justificación del presente estudio se basa en la necesidad de reducir la vulnerabilidad sísmica de las edificaciones que se generan por autoconstrucción o sin supervisión técnica. La incorporación de perfiles de acero de lámina delgada representa una alternativa viable y de bajo costo para mejorar la respuesta estructural de estas viviendas. Los resultados experimentales evidenciaron que los sistemas con refuerzos metálicos incrementan la rigidez, la capacidad de disipación de energía y el índice de ductilidad. Se identificaron puntos característicos en las curvas de Carga-Desplazamiento y Carga-Deriva, permitiendo evaluar de forma comparativa el desempeño de cada espécimen. Finalmente se concluye, que el uso de perfiles de lámina delgada mejora el comportamiento sísmico de la mampostería no estructural. Además, se probó la aplicabilidad de la metodología ACI 374 para clasificar el comportamiento de muros combinados, destacando su utilidad como herramienta de evaluación estructural. (Texto tomado de la fuente)
Evaluación de la aceleración de piso definida por el capítulo A.9 del NSR-10 y por análisis tiempo historia, para el diseño de elementos no estructurales en edificaciones con sistema estructural aporticado de concreto reforzado
(Universidad Nacional de Colombia, 2025) Torres Torres, Julio Orlando; Andrade García, Carolina; Takeuchi, Caori Patricia
Uno de los parámetros de mayor relevancia a la hora de estimar la fuerza sísmica de diseño para los elementos no estructurales (componentes y anclajes) es la aceleración de piso, es por esto por lo que el Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente, NSR-10, en su capítulo A.9 proporciona las ecuaciones simplificadas a partir del método de la fuerza horizontal equivalente para el cálculo de este parámetro en el diseño de los elementos no estructurales en las edificaciones del país. En este documento se tiene como propósito evaluar las aceleraciones de piso calculadas mediante las ecuaciones establecidas por el NSR-10, esto para edificaciones aporticadas de concreto reforzado de 5, 10, 15 y 20 pisos situadas en las ciudades de Bogotá y Manizales. Para dicho fin, se estimaron las aceleraciones utilizando las ecuaciones establecidas en el A.9 del NSR-10 y se compararon con las obtenidas de las expresiones simplificadas de los códigos de Construcción ASCE 7-22, Eurocodigo 8, UBC-97 y NZ1170.5, así mismo, se compararon con las aceleraciones absolutas máximas de piso en el rango no lineal obtenidas del análisis cronológicas (tiempo historia) realizados a cada una de las edificaciones a partir de acelerogramas sintéticos simulados que representan la amenaza sísmica del sitio de estudio. En Bogotá, las edificaciones se sitúan sobre las zonas de respuesta sísmica Depósito de Ladera y Lacustre 200 de la microzonificación sísmica de la ciudad, definida mediante el decreto 523 de 2010; mientras que en Manizales se han supuesto en suelo tipo D bajo las consideraciones del NSR-10. Las estructuras no presentan irregularidades en planta y altura, y se han dimensionado y diseñado de acuerdo con los requisitos establecidos por el NSR-10 para estructuras aporticadas de concreto reforzado. (Texto tomado de la fuente).
Evaluación del coeficiente de capacidad de disipación de energía R en edificaciones de pórticos de acero, provistas con disipadores histeréticos de acero restringidos al pandeo (BRB), localizadas en zona de amenaza sísmica alta
(Universidad Nacional de Colombia, 2025) Ortiz Álvarez, Nicolás; Molina Herrera, Maritzabel; Villalba Morales, Jesús Daniel; Análisis, Diseño y Materiales Gies
El presente trabajo evalúa el coeficiente de capacidad de disipación de energía R en edificaciones de pórticos de acero provistas con disipadores histeréticos de acero restringidos al pandeo (BRB) ubicadas en zona de amenaza sísmica alta. Se modelaron numéricamente cuatro edificios de 4, 8, 12 y 16 niveles, en los cuales los BRBs fueron representados mediante una metodología que emplea elementos tipo Frame, permitiendo identificar los estados de plastificación de estos dispositivos. Para el análisis estructural de las edificaciones se realizó un procedimiento estático no lineal de plastificación progresiva (Pushover) con el cual se obtuvieron las curvas de capacidad y posteriormente los puntos de desempeño para el sismo de diseño y para el máximo considerado (MCE). El dimensionamiento de los BRB se fundamentó en la metodología de Oviedo A. et al. (2010), y su verificación final se llevó a cabo conforme a los requisitos de la ASCE 7‑22 para estructuras con sistemas de disipación. Los resultados muestran que la incorporación de BRB aumenta la ductilidad global e incrementa significativamente la rigidez en el punto de fluencia, especialmente en los edificios de 4 y 8 niveles, concentrando la deformación inelástica en los disipadores y manteniendo vigas y columnas en rango elástico principal. El coeficiente R, calculado mediante los métodos de Abou-Elfath et al. (2018) y Mahmoudi & Zaree (2013), tiende a aumentar con el incremento en el número de niveles. Se obtuvieron valores de 3.42–5.44 en edificios de 4 y 8 niveles a 6.57–15.28 en los de 12 y 16 niveles. Estos hallazgos sugieren la necesidad de profundizar en el estudio de los valores del coeficiente R para pórticos de acero provistos con BRBs, con el propósito de plantear ajustes para representar de una manera más precisa la capacidad real de disipación de este tipo de sistemas estructurales. (Texto tomado de la fuente).
Vulnerabilidad de estructuras de concreto reforzado ante eventos de explosión accidental en el contexto de la edificación colombiana
(Universidad Nacional de Colombia, 2024) Lozano Toro, Harol Jamir; Lizarazo Marriaga, Juan Manuel; Estrada Mejía, Martín; Lozano Toro, Harol Jamir [0000-0003-0368-923X]; Análisis, Diseño y Materiales Gies
Colombia ha sido marcada por eventos de explosión accidental de origen antrópico, estos han causado pérdida de vidas humanas, múltiples heridos e inclusive desaparecidos, con el correspondiente daño económico asociado sobre la infraestructura. Teniendo en mente esta situación que ocurre con cierta frecuencia, dada una política de gestión del riesgo de desastres limitada en el país, esta investigación pretende establecer un marco de referencia que permite evaluar la vulnerabilidad de edificaciones construidas cumpliendo la Norma de Construcción Sismo Resistente para Colombia (NSR-10, AIS 2010) con sistemas estructurales en pórticos de concreto reforzado ante eventos de explosión accidental por medio de curvas de fragilidad. En este documento se podrá encontrar inicialmente una metodología robusta que permite evaluar cargas explosivas contra edificaciones basada en el documento UFC-3-340-02 del Departamento de Defensa de los Estados Unidos combinado con el software ALOHA de la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos. Posteriormente para evaluar la respuesta estructural de las edificaciones objeto de análisis ante la carga explosiva, esta investigación usa el software de libre acceso desarrollado por la Universidad de Berkeley OpenSees, con procesamiento de datos por medio de rutinas de Python al evaluar más de 27.000 eventos explosivos por edificio típico condensándolas por medio de curvas de capacidad. Finalmente, esta herramienta desarrollada para el análisis del riesgo de desastres de origen antrópico, en este caso explosión, entrega curvas de fragilidad para edificaciones típicas de hasta 4 niveles por medio de la elaboración de curvas log-normal, graficando la probabilidad de excedencia contra una sobrepresión dada, basado en el modelo de análisis de múltiples franjas ( Multiple Stripes Analysis, MSA) (Baker & Eeri, 2015) y a su vez identificando niveles de daño asociados a las metodologías HAZUS (FEMA, 20220) y RISK-UE – EVK4-CT-2000-00014 (Milutinovic & Trendafiloski, 2003),para los niveles de daño leve, moderado, severo y colapso. (Texto tomado de la fuente).
Lineamientos normativos para el diseño civil estructural de subestaciones eléctricas de alta tensión
(Universidad Nacional de Colombia, 2024) Moreno Soto, Laura Margarita; Takeuchi Tam, Caori Patricia; Análisis, Diseño y Materiales Gies
Concebir una subestación funcional que cumpla con los aspectos de confiabilidad, seguridad y operatividad implica partir de la comprensión de su propósito. La función de las subestaciones en el manejo de la energía es de suma importancia, dado que permiten alterar o transformar las propiedades de la transferencia de la energía eléctrica. Este trabajo de final de maestría presenta los lineamientos normativos que regulan los análisis y diseños de una subestación, que permiten plantear un desarrollo conceptual y un diseño detallado para su construcción, de ahí la necesidad de compilar guías, normas y documentos que tengan injerencia en esta área, para analizar su aplicabilidad a los diversos aspectos que componen las subestaciones eléctricas de alta tensión aisladas con aire. Este documento contextualiza la funcionalidad de una subestación, presentando las pautas normativas que determinan el planteamiento de la disposición física, junto con las nociones conceptuales, que ayudan entender el funcionamiento de sus equipos. Este contexto permite comprender las necesidades estructurales que se deben satisfacer para un diseño funcional. En ese sentido, para facilitar la comprensión de su composición la infraestructura se dividió en cinco aspectos: infraestructura de pórticos, equipos de patio, equipos de transformación y compensación, edificios ocupacionales e infraestructura correspondiente a otras obras civiles. Se hace un análisis detallado de cada aspecto, brindando recomendaciones y pautas técnicas para el dimensionamiento, análisis y diseño adecuado, según las necesidades, y poniendo en contexto las normativas vigentes aplicables (Texto tomado de la fuente).
Estudio de la degradación de propiedades mecánicas en el concreto de estructuras de generación hidroeléctrica por exposición a aguas residuales del río Bogotá
(Universidad Nacional de Colombia, 2024) Correa Hoyos, Iván Alexander; Lizarazo Marriaga, Juan Manuel; Takeuchi Tam, Caori Patricia; Análisis, Diseño y Materiales Gies; Hernández Romero, Leslie Nicole
Estudio centrado en la evaluación de la degradación de las propiedades mecánicas y la durabilidad del concreto en dos centrales hidroeléctricas ubicadas en la cuenca del río Bogotá: el tanque de aquietamiento de la central El Paraíso y el Canal de Descarga de la central El Charquito, expuestas de manera continua a las aguas contaminadas del río. El objetivo principal fue analizar el impacto de los contaminantes presentes en el agua del río sobre la resistencia y la durabilidad del concreto. Para lograrlo, se realizaron ensayos, de compresión, medición del módulo de elasticidad y análisis microscópicos para evaluar la integridad del concreto a nivel microestructural y determinar la extensión del daño. Los resultados revelaron que la degradación es principalmente superficial, con una penetración de aproximadamente 3 a 5 mm, causado por una combinación de abrasión mecánica, generada por el flujo constante del agua y un ataque químico debido a la presencia de sulfatos, cloruros y materia orgánica en las aguas del río Bogotá. No obstante, se encontró que el concreto presenta un buen desempeño en términos de resistencia a la compresión y módulos de elasticidad con valores cercanos a los de diseño. Lo anterior debido posiblemente a la baja porosidad del concreto que limita la penetración profunda de los agentes agresivos, lo que sugiere que el daño se concentra en la superficie expuesta. Por último, se presentan alternativas de intervención que prevengan frente al continuo deterioro del concreto en la superficie expuesta, que comprometan la durabilidad, resistencia y estabilidad de las estructuras (Texto tomado de la fuente).
Metodología para la obtención de las propiedades dinámicas de edificios de concreto a partir de vibraciones ambientales
(Universidad Nacional de Colombia, 2024) Gómez Guerrero, Eduardo; Lizarazo Marriaga, Juan Manuel
En esta tesis se propone una metodología para obtener las propiedades dinámicas de edificaciones de concreto a partir de la medición de vibraciones ambientales. El objetivo principal es contribuir a la reducción de la vulnerabilidad sísmica en estructuras mediante la implementación de técnicas de monitoreo dinámico. Para ello, se realizaron mediciones en el edificio de aulas de ciencias "Gloria Amparo Galeano Garcés" ubicado en el campus de la Universidad Nacional de Colombia, sede Bogotá. Se utilizó un acelerómetro de alta precisión (SENSR CX1) para captar las vibraciones en diferentes puntos de la edificación, lo que permitió registrar aceleraciones en los tres ejes principales (X, Y, Z). Los datos obtenidos fueron procesados utilizando la Transformada Rápida de Fourier (FFT), con el fin de identificar los periodos naturales de vibración. El análisis de los resultados mostró una buena correlación entre los periodos obtenidos a partir de las vibraciones ambientales y aquellos calculados mediante un análisis modal utilizando el software ETABS, en especial para los primeros modos de vibración, que son los más relevantes en términos de respuesta estructural. Sin embargo, se identificaron algunas discrepancias en los modos superiores, atribuibles a la alta rigidez de la estructura y su baja altura. El estudio concluye que la metodología es eficaz para la obtención de las propiedades dinámicas y puede ser aplicada en el monitoreo y análisis de otras edificaciones con características similares. Además, se plantea la necesidad de mejorar la instrumentación sísmica en Colombia para optimizar la captura de datos en tiempo real, lo que permitirá validar modelos estructurales y reducir la vulnerabilidad sísmica de las edificaciones (Texto tomado de la fuente).
Evaluación de la reología de pastas de cemento adicionadas con arcillas calcinadas y calizas en presencia de aditivos superplastificantes
(Universidad Nacional de Colombia, 2024) Velandia Larrotta, Henry Felipe; Lizarazo Marriaga, Juan Manuel; Arango Londoño, Juan Fernando; Análisis, Diseño y Materiales Gies
En el desarrollo de este trabajo se realizaron pruebas experimentales con el fin de determinar el comportamiento en estado fresco de pastas de cemento adicionadas con arcilla calcinada (cemento LC3) por medio de ensayos de reología. Por otra parte, se realizaron ensayos de caracterización como: densidad, finura, consistencia normal, tiempos de fraguado, minislump, fluidez y resistencia a la compresión con el fin de tener un mejor conocimiento del material estudiado y describir de manera detallada su comportamiento físico durante la primera hora de fraguado. La adición de arcilla calcinada y caliza en las pastas de cemento genera un aumento en la demanda de agua de la mezcla, aumenta el esfuerzo de fluencia y disminuye la viscosidad. En este sentido, se probaron aditivos superplastificante disponibles en el mercado nacional (Viscocrete 3100 y Sikaplast 5500) con el fin de evaluar su aporte para mejorar las propiedades en estado fresco. El aditivo Viscocrete 3100 generó una reducción en el esfuerzo de fluencia y en la viscosidad tanto en la mezcla de referencia como en las mezclas adicionadas durante la primera hora del fraguado. Además, el aditivo Sikaplast redujo el esfuerzo de fluencia y la viscosidad, y tiene la propiedad de conservar esta última propiedad física durante la primera hora del fraguado, lo cual es un aspecto para destacar para prevenir la posible segregación en la pasta de cemento (Texto tomado de la fuente).
Diseño de tres superestructuras de puentes en viga cajón en concreto reforzado y en concreto postensado
(Universidad Nacional de Colombia, 2024) Salcedo Monroy, Juan Pablo; Vallecilla Bahena, Carlos Ramiro
De acuerdo con los requisitos de la norma colombiana de diseño de puentes LRFD-CCP14, en la concepción y evaluación de estructuras para puentes, estos deben cumplir con ciertos requisitos básicos, como lo son: seguridad, utilidad, deformaciones, constructibilidad y economía. Bajo estos parámetros el diseño estructural de puentes se debe concebir bajo un estudio global de todas las variables. Con base en lo anterior, en el presente documento se plantea un análisis comparativo técnico y la evaluación del comportamiento estructural de tres superestructuras de puentes vehiculares, para tal fin, el estudio se divide en dos etapas: la primera, es el análisis y diseño estructural teniendo en cuenta los requisitos de la Norma Colombiana de Diseño de puentes LRFD- CCP14 y la segunda, comprende la comparación técnica de tres puentes vehiculares. La estructura en estudio del presente documento corresponde un puente vehicular de longitud 80 m con apoyos intermedios. Los tres tipos de puentes presentados en este documento cumplen con los requisitos de diseño del código CCP-14 (Texto tomado de la fuente).
Mejoramiento y creación de prácticas de laboratorio para la asignatura Mecánica de Sólidos como apoyo en el proceso enseñanza - aprendizaje
(Universidad Nacional de Colombia, 2025) Moreno Pineda, José Dario; Linero Segrera, Dorian Luis
La asignatura Mecánica de Sólidos de los programas de Ingeniería Civil y Agrícola de la Universidad Nacional de Colombia sede Bogotá, tiene un componente práctico que facilita el aprendizaje del comportamiento lineal y elástico de cuerpos deformables sometidos a diferentes tipos de cargas. Este componente práctico está conformado por nueve ensayos de laboratorio, los cuales se encuentran descritos en el texto Guías de Laboratorio de Mecánica de Sólidos, publicado en 2022 por la misma institución. Se realizó un diagnóstico de cada una de las prácticas de laboratorio relacionadas en el texto mencionado anteriormente, identificando acciones que conducen a reducir la incertidumbre sobre seis de ellas. Así mismo se crearon tres nuevas prácticas sobre temas no abordados experimentalmente en el curso de Mecánica de Sólidos. De esta manera se logró fortalecer la conexión entre teoría y práctica, con los recursos disponibles en el Laboratorio de Estructuras de la Universidad Nacional de Colombia sede Bogotá. Para todas las prácticas de laboratorio desarrolladas se determinaron las propiedades mecánicas de los materiales de las probetas de ensayo, se renovaron los dispositivos empleados para medir desplazamientos y deformaciones, y se implementó un modelo experimental en el cual se realizan nueve repeticiones de cada practica. Los resultados experimentales obtenidos fueron comparados con los valores teóricos esperados, exhibiendo pequeñas diferencias. Esto le demuestra y le afianza los conceptos básicos al estudiante de la asignatura, cumpliendo con los objetivos de formación del programa de ingeniería civil (Texto tomado de la fuente).
Comparación del desempeño de edificaciones en concreto reforzado diseñadas con dos diferentes especificaciones de demanda sísmica
(Universidad Nacional de Colombia, 2024) Parra Garcia, Jose Armando; Bernal Granados, Gabriel Andrés; Molina Herrera, Maritzabel; Grupo de Investigación de Estructuras (GIES)
La evaluación de la amenaza sísmica es un elemento fundamental para la reglamentación sismorresistente, puesto que establece el nivel mínimo de demanda sísmica requerido para garantizar un apropiado nivel de seguridad en el diseño y construcción de las edificaciones. Actualmente, existen dos propuestas de coeficientes sísmicos para el diseño de estructuras, que presentan importantes diferencias respecto a los espectros de diseño, coeficientes de sitio y la zonificación de amenaza sísmica. En este trabajo se analiza el desempeño de edificaciones con pórticos en concreto reforzado diseñadas siguiendo las especificaciones de demanda sísmica dadas por estas dos propuestas para el territorio colombiano: (i) la planteada por la Asociación Colombiana de Ingeniería Sísmica (AIS) y (ii) la presentada por el Servicio Geológico Colombiano. El diseño estructural de las edificaciones estudiadas se hizo a través del análisis dinámico elástico espectral, aplicando las especificaciones dadas por cada propuesta sobre los espectros de diseño y siguiendo la normativa vigente (NSR-10). Esta evaluación se limita a edificaciones en dos ciudades del país (Cúcuta y Medellín), con un suelo de cimentación tipo B, una única configuración en planta y tres niveles de altura (4, 8 y 12 pisos) con uso para oficinas. Con el fin de evaluar el desempeño estructural de las edificaciones, se analizaron las respuestas de las estructuras a través del procedimiento no lineal estático de plastificación progresiva (Pushover) y del análisis dinámico cronológico no lineal en el que se aplicaron acelerogramas sintéticos determinados de acuerdo con la amenaza sísmica local. Con los resultados obtenidos se comparó el desempeño sísmico de las edificaciones a través del grado de plastificación de los elementos estructurales, los cortantes en la base, los desplazamientos de cubierta, las derivas de entrepiso y las curvas de capacidad, permitiendo analizar la incidencia de los dos modelos de amenaza en el diseño estructural y el desempeño de las edificaciones. (Texto tomado de la fuente)
Structural risk assessment due to earthquake-tsunami events in the urban area of San Andrés de Tumaco, Colombia
(Universidad Nacional de Colombia, 2024) Páez Ramírez, Juan Sebastián; Bernal Granados, Gabriel Andrés; Lizarazo Marriaga, Juan Manuel; Páez Ramírez, Juan Sebastián [0000184928]; Paez-Ramirez, Juan [0000000287403501]; Análisis, Diseño y Materiales Gies
Tumaco, a coastal city in Colombia, faces significant risks from earthquakes and tsunamis due to its geographical location and geological characteristics. This master's thesis aims to understand and quantify the complex interaction of these natural hazards, their potential impacts on the city's infrastructure and population, and the implications for disaster resilience. The structural risk assessment begins with an analysis of seismic hazards, which includes the characterization of three earthquake and tsunami scenarios: those that occurred in 1906 and 1979, and a worst-case scenario. This study also incorporates an exposure model that identifies and classifies the city's constructions, considering the structural typologies present, the occupancy classes, and the spatial distribution of these elements. Building upon previous research on seismic and tsunami events in Tumaco, this work adopts a multi-hazard approach to structural risk assessment. By evaluating the complex interaction between these two natural phenomena, the threats are combined using basic probability theory, Boolean logic rules, and assuming the statistical independence of the two phenomena. This approach allows for the development of multi-hazard fragility functions for each level of damage (light, moderate, severe, and collapse) according to the evaluated event, expressed in terms of the probability of damage exceedance based on the PGA value and wave height. Using probabilistic approaches and considering Tumaco's unique characteristics, combined vulnerability surfaces are generated, providing information on the expected damages for each evaluated event, offering a view of the potential magnitude of the impacts on the city. Replacement costs for exposed structures are calculated, and economic loss estimates are derived, highlighting the socioeconomic implications of multi-hazard events in Tumaco. These results are presented in a catalog of maps that allow for a spatial visualization of the structural risk distribution, facilitating the identification of areas with greater vulnerability. Overall, this thesis provides valuable insights into the structural risk posed by multi-hazard events of earthquakes and tsunamis in Tumaco, supporting better decision-making and resilience-building efforts in the region.
Evaluación del comportamiento inelástico en elementos de concreto reforzado con fibras cortas de acero sometidos a flexión: aplicación del método de fibras
(Universidad Nacional de Colombia, 2022) Pira Ruíz, Jenny Magaly; Lizarazo Marriaga, Juan Manuel; Luna Tamayo, Patricia; JENNY PIRA, [J. Pira]; Pira Ruíz, Jenny Magaly [0000000347211043]; Análisis, Diseño y Materiales Gies
En este estudio se evalúa el comportamiento inelástico del concreto reforzado con fibras cortas de acero bajo condiciones de flexión, con el objetivo de entender su comportamiento y capacidad de disipación de energía. Se desarrolló un modelo constitutivo para simular la respuesta mecánica inelástica del material bajo cargas axiales, complementado por un análisis de momento-curvatura utilizando un enfoque de discretización por capas en secciones transversales. La metodología incluyó una validación experimental de los modelos teóricos mediante ensayos en elementos de concreto sometidos a flexión pura, permitiendo la comparación directa entre los resultados teóricos y experimentales. Los hallazgos indican que el método de fibras mejora significativamente la capacidad de modelar el comportamiento no lineal del concreto reforzado con fibras, ofreciendo predicciones más precisas en comparación con los métodos convencionales. Se observó un incremento notable en la ductilidad y en la absorción de energía del material, atribuido a la inclusión de las fibras de acero. Estos resultados resaltan la importancia de considerar las propiedades mecánicas y geométricas de las fibras en el diseño de mezclas de concreto reforzado para optimizar su rendimiento estructural (Texto tomado de la fuente).
Calificación de conexiones viga-columna resistentes a momento para pórticos en perfiles tubulares de acero
(Universidad Nacional de Colombia, 2024) Benavides Ávila, José Luis; Takeuchi Tam, Caori Patricia; Lozano Monsalve, Daniel Ricardo
En el sector de la construcción ha aumentado el uso del acero, tendencia que incluye la implementación de la perfilería tubular estructural. Aunque esta alternativa industrial está ampliamente disponible, faltan estudios sobre su aplicación dentro de un sistema de resistencia sísmica para asegurar su correcto comportamiento, específicamente en pórticos resistentes a momento. Por lo tanto, es necesario investigar sobre el uso y comportamiento de estos perfiles y la forma adecuada y práctica de conectarlos para garantizar un buen comportamiento de los elementos estructurales y conexiones (viga-columna) para formar pórticos. En el presente estudio se calificaron dos conexiones atornilladas viga-columna entre perfiles tubulares, con el objetivo de proporcionar a la industria alternativas de aplicación de pórticos de acero resistentes a momento. En este proceso se garantizó el cumplimiento de todos los requisitos normativos para las conexiones dentro de estos sistemas. El trabajo se desarrolló en dos grandes ejes: la experimentación en laboratorio para establecer un comportamiento de referencia, y la simulación numérica, para ofrecer alternativas de determinación del comportamiento mecánico en el rango elástico e inelástico de una conexión a través de análisis por el método de elementos finitos sin comprometer la viabilidad económica. Cada proceso se describió en detalle y se presentó una guía de diseño de las conexiones para futuras aplicaciones. Finalmente, se presentaron los resultados y análisis tanto experimentales como numéricos Como resultado se obtuvieron dos tipos de conexiones metálicas entre perfiles tubulares que cumplieron con los requisitos de normativas locales, como la NSR-10, e internacionales, como el AISC 341-22 (Texto tomado de la fuente).
Metodología de evaluación y cálculo de la variación del gradiente térmico en concretos masivos
(Universidad Nacional de Colombia, 2024) Benavides Zárate, Camilo Esteban; Lizarazo Marriaga, Juan Manuel
Cuando se habla de materiales de construcción, todo está enmarcado en los coloquialismos propios del gremio, dado que son pocas las variaciones existentes en los procesos constructivos de las infraestructuras que dominan el espectro del sector que es considerado como uno de los pilares del crecimiento económico de los países. Sin embargo, si bien los materiales tradicionales son la base del ejercicio constructivo estos experimentan cambios debido al avance de los métodos de fabricación, la optimización de sus sistemas de producción, y el aprovechamiento de sus características mecánicas. Materiales como el concreto hidráulico, con condiciones para ser considerado masivo viene experimentando cambios en su composición, comportamiento, producción y utilización, ya que, dadas las patologías presentadas en elementos que según el comité ACI 116, cumplan con la condición de presentar dimensiones suficientemente grandes, para requerir la toma de medidas preventivas para contrarrestar la generación de calor interno debido a la hidratación de cemento causando cambios volumétricos y fisuras o grietas, indicando cuáles deben ser los parámetros más indicados para mejorar su funcionamiento desde el diseño de las mezclas. En concordancia con lo anterior, la revisión de la variación de la temperatura de la mezcla como resultado de la reacción interna en el material es un derivado de las proporciones de los materiales que lo componen así como de las condiciones de ambientales, por lo que se hacen importantes los métodos para prever las variables de las reacciones capaces de mejorar las características mecánicas y la durabilidad de los concretos. (Texto tomado de la fuente).
Optimización del diseño de edificios en acero con pórticos arriostrados excéntricamente mediante el uso de algoritmos genéticos
(Universidad Nacional de Colombia, 2024-06-08) Pulido Romero, Daniel Camilo; Parra Arango, Ricardo León; Pulido Romero, Daniel Camilo [1030634396]; Pulido Romero, Daniel Camilo [1030634396]; Pulido Romero, Daniel Camilo [1030634396]; Pulido Romero, Daniel Camilo [1030634396]; Pulido Romero, Daniel Camilo [1030634396]
Optimización del diseño de edificios en acero con pórticos arriostrados excéntricamente mediante el uso de algoritmos genéticos. El presente trabajo de tesis contiene el procedimiento detallado de la generación de una herramienta computacional para la aplicación del método de optimización de los Algoritmos Genéticos en una estructura metálica. Para una mejor compresión de la elaboración progresiva de la herramienta, se realizó la siguiente secuencia de Capítulos: Capitulo 2 Identificación de la problemática donde se describe el método de análisis y diseño estructural, Capitulo 3 Técnicas de Optimización donde se muestra toda la conceptualización de los Algoritmos Genéticos, el cual se modifico de acuerdo a la experiencia del autor, para generar una mejor convergencia del método, realizando una selección de elementos más aptos de cada uno de los individuos de cada generación. Se realizaron diferentes aplicaciones o casos de estudios mostrados en el Capítulo 4, donde se mostró la evolución de todos los elementos que componen la herramienta (análisis y diseño estructural, generación de la población inicial, aplicación de los operadores genéticos de selección, cruce, mutación y renovación de la población). Para posteriormente aplicarlo en el caso de estudio de la tesis detallado en el Capítulo 5, en este se aplica todos los conceptos mostrados en los capítulos anteriores, obteniendo una población de configuración estructural que cumple con todas las restricciones aplicadas. (Texto tomado de la fuente).
Análisis de amenaza sísmica de la ciudad de Tumaco mediante el uso de CAPRA y OPENQUAKE
(Universidad Nacional de Colombia, 2023) Arias González, Cristian Camilo; Bernal Granados, Gabriel Andrés; Arias-González, Cristian Camilo [0000-0002-8670-0897]
En este trabajo, se lleva a cabo el análisis de amenaza sísmica de la ciudad de Tumaco mediante un enfoque probabilista y se realiza un ejercicio comparativo con un análisis determinista. Lo anterior, haciendo uso de programas con importante reconocimiento y uso generalizado a nivel mundial para la evaluación de diferentes tipos de amenaza y riesgo. Los programas en cuestión corresponden a OpenQuake, de la fundación Global Earthquake Model y los programas que conforman la plataforma CAPRA. Con las herramientas disponibles en estos programas, se lleva a cabo el cálculo de amenaza Sísmica, así como la obtención de diferentes parámetros de entrada que son necesarios para una adecuada modelación de esta. Se parte del tratamiento de los catálogos sísmicos, su análisis de completitud, depuración de los eventos dependientes y sismicidad de las fuentes. Cada una de estas, evaluadas con las características y metodologías disponibles en cada herramienta. Como resultados, se presentan diferentes mapas de amenaza sísmica en el lecho rocoso, así como al nivel de superficie. De estos mapas se obtiene que, de manera general, las aceleraciones calculadas a nivel de roca son superiores a las definidas en el Reglamento NSR-10 (AIS, 2012) y el Código Colombiano de Puentes (AIS2014), pero inferiores a las presentadas en Modelo Nacional de Amenaza Sísmica para Colombia (Arcila et al., 2020). Igualmente, se obtienen diferentes curvas de amenaza sísmica de la región y espectros de amenaza uniforme, teniendo en cuenta de esta manera, diferentes periodos de retorno, medidas de intensidad de la amenaza y periodos espectrales. A partir de estos resultados, se constata la idoneidad de los programas para la evaluación de amenaza en Roca dada la semejanza en los valores obtenidos con estos. Sin embargo, se presentan importantes diferencias en los resultados en superficie, asociados a la manera de definir las características del suelo, a partir del uso de parámetros como Vs 30 y las Funciones de transferencia de los perfiles del suelo. (Texto tomado de la fuente).
Comportamiento a flexión y compresión de laminados de madera de Acacia mangium Willd
(Universidad Nacional de Colombia, 2024-04-29) Quintero Parra, Javier Andres; Takeuchi Tam, Caori Patricia; https://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0002204911; Estrada, Ivan
El comportamiento a flexión y a compresión de elementos de madera laminada de Acacia mangium Willd, MLAMW, está determinado por factores como las dimensiones de los laminados, las propiedades del material, los procesos de ensamble de los elementos y las solicitaciones de carga, entre otros. Se realizaron ensayos de flexión de cuatro puntos para cinco grupos de vigas largas de MLAMW con variaciones en longitud y sección transversal rectangular, manteniendo una relación longitud (L) a altura(h), L/h, de 20. Se realizaron ensayos de flexión de tres puntos con cinco grupos de vigas cortas (L/h de 4) de la MLAMW, con el fin de estimar el esfuerzo máximo de corte. Los ensayos de compresión se realizaron con tres grupos de columnas, y por grupo, seis relaciones de esbeltez diferentes para determinar valores experimentales del esfuerzo axial máximo. Para la MLAMW se encontró que el módulo de elasticidad longitudinal MOE es de 9028 MPa, el módulo de elasticidad en cortante G es igual a 532 MPa, la resistencia al cortante paralela al grano de probetas de MLAMW en la línea de pegado con adhesivo MUF es de 4.45 MPa y el módulo de compresión paralelo al grano de la MLAMW es de 14281 MPa. (Texto tomado de la fuente).
Viguetas compuestas con aletas en Guadua laminada y alma en OSB para entrepisos livianos
(Universidad Nacional de Colombia, 2024-03-04) Zuluaga Zuluaga, Yilber Mauricio; Takeuchi Tam, Caori Patricia; Análisis, Diseño y Materiales Gies
En esta investigación se analizó el comportamiento de viguetas doble T compuestas con aletas en guadua laminada y alma en OSB con el fin de determinar su desempeño en entrepisos livianos de uso residencial. Para ello, se realizaron tres etapas experimentales las cuales consistieron en: primero, la determinación de las propiedades de los materiales utilizados en la fabricación de las viguetas y el entrepiso mediante ensayos mecánicos; segundo, ensayos de flexión de las viguetas compuestas con diferentes geometrías y finalmente una prueba de carga de una sección de entrepiso. En estos ensayos, se determinaron experimentalmente algunas propiedades, como módulos de elasticidad aparente (MOE), módulos de rotura (MOR), deflexiones en el centro de la luz, cargas máximas resistidas (Pmax), momentos máximos resistentes (Mmax), rigidez a la flexión (EI), entre otros. Con base en estos resultados, se hizo la comparación de los momentos máximos y deflexiones máximas de las viguetas ensayadas individualmente con los momentos máximos y deflexiones máximas de la vigueta central del entrepiso obteniendo que para el entrepiso ensayado las viguetas trabajan por debajo del 20% de su resistencia máxima registrada en los ensayos de flexión, con deflexiones máximas por debajo del 26% de la deflexión máxima permitida por la normativa colombiana vigente. (Texto tomado de la fuente).

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