Maestría en Ingeniería Estructural
Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/11191/6743
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- Comportamiento sísmico de edificios esbeltos con aisladores de base desplantados en suelos firmes(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2021) Parra García, Dimas FranciscoEste trabajo de investigación representa un esfuerzo encaminado en el entendimiento del comportamiento de estructuras esbeltas con aislamiento sísmico de base. Para ello, se analizaron estructuras con relaciones de esbeltez H/L= 2.0, 2.5, 4.0 y 6.0, apoyadas sobre sistemas de aislamiento sísmico compuestos por dispositivos elastoméricos de alto amortiguamiento, que a su vez se desplantan sobre terreno firme, en zonas de alto y muy alto peligro sísmico, de acuerdo con la regionalización sísmica de la República Mexicana contenida en el capítulo de diseño por sismo del MOC-2015 (2015). En el prediseño del sistema de aislamiento, se observó que las dimensiones de los aisladores (diámetro y espesor del elastómero), son muy sensibles al desacoplamiento dinámico, representado por la relación del periodo de vibración de la estructura aislada (Tas) entre el periodo de vibración de la estructura en base rígida (TE), por lo que para obtener dimensiones de aisladores razonables y proporcionales para cada edificio en estudio, se debe ser cuidadoso con el parámetro de desacoplamiento dinámico. Mediante la realización de análisis dinámicos no lineales paso a paso (tiempo-historia), donde cada uno de los edificios diseñados fue sometido a la acción bidireccional y/o tridireccional de diferentes registros sísmicos representativos de terreno firme o roca (con y sin efectos de sitio), se estudiaron diferentes parámetros de la respuesta estructural, tanto de la superestructura como del sistema de aislamiento. Se revisaron las fuerzas axiales desarrolladas en los aisladores sísmicos, ya que, en caso de presentarse fuerzas de tensión debidas a la excitación sísmica, la estabilidad dinámica del sistema de aislamiento se vería comprometida, debido a la poca capacidad inherente que tienen los aisladores elastoméricos para resistir este tipo de demandas. Es importante mencionar que, para los edificios propuestos, la única condición de regularidad estructural que no se cumple es la relación de esbeltez, por lo tanto, cuando se tenga otro tipo de estructura esbelta en dónde no se cumplan otras condiciones de regularidad adicionales, se deberá revisar a detalle cada parámetro que pueda afectar el comportamiento del sistema de aislamiento sísmico, particularmente si se trata de irregularidades fuertes, como son acoplamiento torsional, pisos suaves y débiles o flexibilidad lateral de los sistemas de piso (diafragmas).
- Análisis y diseño del sistema estructural dual de marcos con muros compuestos del tipo doble placa de acero rellenos de concreto(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2021) Bohorquez Cruz, WilfridoEn esta investigación se estudia el sistema estructural de marcos con muros compuestos del tipo doble placa con relleno de concreto, conocido en la literatura internacional como Composite Plate Shear Wall / Concrete Filled (C-PSW/CF). Se realizan análisis elásticos lineales y no-lineales de prototipos de muros compuestos mediante métodos simplificados y modelos de elementos finitos, así como una serie de análisis paramétricos para evaluar la función de parámetros específicos y obtener recomendaciones de análisis. Finalmente, se valida un modelo no-lineal que reproduce la respuesta histerética de pruebas experimentales.
- Diseño de edificios de vivienda con diafragmas compuestos de nervaduras en una dirección y paneles prefabricados de espuma de poliestireno(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2021) Sabanero García, RafaelSe evalúa el comportamiento sísmico de edificios de mediana altura utilizando sistemas y configuraciones estructurales típicas de vivienda con sistemas de piso con base en nervaduras y paneles prefabricados de espuma de poliestireno. Se pretende mostrar la diferencia entre diseñar estructuras de edificación con diafragmas rígidos y estructuras considerando la flexibilidad del diafragma, utilizando en este caso el sistema de piso aligerado con base en nervaduras en una dirección y paneles prefabricados de espuma de poliestireno. Este sistema de piso, debido a que se coloca generalmente en una dirección, no se comporta totalmente como rígido, tal y como se comentó anteriormente, ya que tiene un comportamiento diferente en función de la dirección de las nervaduras, y debido a que éstas no se alternan como tablero de ajedrez, es necesario estudiarlo para los sistemas estructurales que más se emplean en México.
- Diseño sísmico resiliente de edificios compuestos por columnas SRC y disipadores de energía histeréticos(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2021-03) De La Cruz García, Sergio DavidSe desarrolla el análisis y diseño de edificios con columnas de sección compuesta y contravientos de acero estructural con dispositivos de disipación de energía sísmica sometidos a acciones sísmicas y eólicas. En los análisis y diseños realizados, aplicarán los principios del diseño por capacidad y de fusible estructural, que tienen como objetivo principal lograr estructuras con diseños sísmicos resilientes. En este trabajo de investigación, la resiliencia se define como la capacidad que tiene una estructura de controlar el daño durante un evento sísmico severo. Con el control del daño, se busca que la estructura sea fácilmente reparada, y en un tiempo razonable para evitar perjudicar la operación del edificio. Se desarrolló el análisis y diseño de estructuras con columnas SRC y disipadores de energía sísmica tipo Dispositivos Solera y Paneles de Cortante montados en contravientos de acero estructural tipo Chevrón. En el análisis y diseño de los edificios se consideró la aplicación de la ingeniería estructural con una perspectiva de la práctica profesional. Esto incluye la configuración estructural en planta de cada edificio y la altura de sus entrepisos. Con estas características se satisfacen, en lo general, las necesidades que hoy en día se tienen para estructuras destinadas a operar como oficinas o vivienda departamental en zonas de interés medio-alto a alto de las ciudades de México.
- Comportamiento a cortante de trabes acarteladas continuas de concreto reforzado sujetas a cargas cíclicas(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2013-12) Urbina Californias, Luis AngelLas trabes acarteladas de concreto reforzado, TACR, son atractivas como alternativa estructural para edificios de dimensiones importantes y para puentes, ya que conceptualmente proporcionan algunas ventajas sobre las trabes de concreto prismáticas, entre las cuales se pueden mencionar las siguientes (Tena‐Colunga et al. 2008): Aumentar la rigidez lateral de la estructura; Optimación del concreto utilizado; Optimación del acero de refuerzo; Reducir el peso de la estructura; Facilitar la ubicación de las diferentes instalaciones (sanitarias, equipo de aire acondicionado, cableado eléctrico, etc.); Razones de estética. La mayor desventaja de estos elementos estructurales es que su cimbrado y armado es más laborioso que el de las trabes prismáticas, lo cual redunda en un mayor costo por este concepto. Sin embargo, esta no ha sido históricamente una limitante para su uso en México, donde se han utilizado extensamente en puentes y en edificios desde la primera mitad del siglo XX (Tena‐Colunga et al. 2008). Como lo menciona Tena (2008), el uso de las TACR en edificios y puentes a nivel mundial no es nuevo; sin embargo, por razones económicas relacionadas con el costo de la mano de obra, su uso en países del primer mundo es más común en puentes de todo tipo, mientras que en edificios se utilizan principalmente en México, y en otros países latinoamericanos, como Ecuador. En la actualidad se han detectado en la Ciudad de México y zona conurbana edificios de concreto reforzado y presforzado de importantes dimensiones, que utilizan trabes acarteladas como alternativa estructural, a la vez se han detectado puentes, que en su sistema de apoyo con base en marcos de concreto reforzado utilizan trabes acarteladas y actualmente se han detectado construcciones con base en trabes acarteladas de concreto postensado y presforzado tanto en edificios como en puentes respectivamente. Para este trabajo se realizó el ensaye experimental de cinco especímenes que constan de cinco geometrías distintas, con refuerzo mínimo por cortante. Los especímenes cubren de manera razonablemente uniforme en un intervalo de cero a diez grados de acartelamiento, (alfa). Todos los especímenes se sometieron a cargas cíclicas (de empuje y jale) aplicadas en los extremos. Las variables estudiadas fueron el ángulo de acartelamiento, el efecto del confinamiento ante cargas cíclicas y la contribución del acero de refuerzo transversal y longitudinal en la resistencia a cortante. Además, se estudió experimentalmente las diferencias de comportamiento que presentan las trabes acarteladas con las prismáticas y se evaluó la ecuación de diseño a cortante propuesta por Tena Colunga et al. (2008).
- Evaluación de la flexibilidad de diafragma en sistemas de piso utilizados en edificios urbanos(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2012) Chinchilla Portillo, Karen LinethActualmente existe una variedad extensa de soluciones estructurales en lo concerniente a los sistemas de piso, variedad que obedece a las tecnologías constructivas que buscan una industria más sencilla, rápida o económica, pero estos avances sin el análisis adecuado pueden comprometer la integridad de la estructura. Si retrocedemos en el tiempo, recordaremos que los primeros sistemas de piso con base en concreto reforzado son sistemas que se comportan como diafragmas rígidos, razón por la cual no es necesario un análisis ante cargas laterales, puesto que este tipo de diafragmas transfiere adecuadamente movimientos de cuerpo rígido sin experimentar deformaciones, más no podemos afirmar es el caso de los nuevos sistemas que están teniendo una gran demanda en estos días, situación que puede conducir a daños en dicha estructura. La respuesta de una estructura con diafragma flexible ante cargas laterales difiere mucho de una con un diafragma rígido, sobre todo ante carga sísmica (Tena-Colunga y Abrams 1996), debido a que diferencia de los últimos, éstos no tienen tanta rigidez y/o resistencia. Un diafragma flexible en un sistema de piso conducirá a la estructura a experimentar mayores aceleraciones y desplazamientos en los elementos del centro, así como también disminuirá la torsión, al no estar conectados entre sí todos los grados de libertad de dicha estructura, por lo que podemos afirmar que la flexibilidad en el sistema de piso varía el comportamiento de la estructura, razón por la que no es apropiado bajo ningún motivo suponer que el mismo tratamiento de un diafragma rígido puede aplicarse a uno flexible.
- Evaluación de factores de reducción por redundancia estructural en el diseño sísmico de marcos dúctiles de concreto reforzado(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2012-03) Cortes Benitez, Jose AntonioLas experiencias que han dejado los sismos pasados, estudios experimentales y analíticos, señalan que la ductilidad y redundancia estructural han resultado ser los medios más efectivos para proporcionar seguridad contra el colapso y daños excesivos, especialmente si los movimientos resultan más severos que los anticipados por el diseño, pues en el momento en que sucede un sismo de gran intensidad, la respuesta global de la estructura deja de ser lineal e incursiona en su intervalo no lineal, lo que produce irremediablemente algún tipo de daño en elementos (Aguiar 2006). Debido a que el diseño sismorresistente contempla la posibilidad de daño en algunos elementos estructurales durante la ocurrencia de algún sismo fuerte, la estructura debe de ser capaz de acomodar todo este daño sin colapsar. Un buen detallado en una estructura de concreto aumenta su capacidad de deformación, y le permite desarrollar la máxima resistencia de sus elementos, hasta que éstos no pueden aportar más rigidez ni resistencia, y se formen articulaciones plásticas. El número de articulaciones plásticas necesarias para causar la inestabilidad de la estructura, y por consiguiente el colapso, depende del número de elementos estructurales resistentes a la carga, o mejor dicho, de la redundancia de la estructura. Por lo tanto, el grado de redundancia aumenta la capacidad de la estructura para incursionar en el intervalo no lineal; esto se debe a que la estructura redistribuye las solicitaciones de los elementos más demandados, o elementos que entraron en su intervalo no lineal por la formación de articulaciones plásticas, a elementos con menor solicitación. La redundancia se refiere a la existencia de una gran cantidad de líneas de defensa continuas y resistentes a la carga, que causa un alto grado de hiperestaticidad. Una de las características más importantes que se debería buscar en una estructura desde el punto de vista de diseño sísmico, es la redundancia, ya que cuando se cuenta con un número reducido de elementos, como es el caso de estructuras poco redundantes, la falla de alguno de éstos puede causar el colapso de la estructura. Por esto, un buen diseño sismorresistente debe tratar de distribuir las cargas laterales producidas por terremotos de gran intensidad entre el mayor número de elementos posibles, para permitirle a la estructura desarrollar su máxima resistencia y aprovechar la disipación de energía producida por histéresis.
- Propuesta de criterios de diseño sísmico conforme a reglamento para marcos no dúctiles de concreto reforzado con disipadores histeréticos(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2011-12) Nangullasmu Hernandez, Horacio De JesusExisten varios métodos novedosos de diseño sismorresistente que se han ido desarrollando a lo largo de los últimos años, con un objetivo en común, el mitigar el daño estructural asociado con la disipación de energía inducida por excitaciones sísmicas o por viento. Las investigaciones hechas en control de la respuesta sísmica alrededor del mundo son tan extensas y variadas, que han expuesto lo mejor de cada dispositivo pero también las limitantes que presentan cada uno de ellos, ya sea por motivos de costos de producción, patente, diseño, implantación, etcétera. El presente trabajo se enfoca en los dispositivos disipadores de energía por histéresis del material, por lo que en los siguientes capítulos se detalla el estado del arte a nivel mundial y nacional, en los diversos trabajos experimentales y analíticos existentes, para tener un enfoque más preciso del sistema pasivo de control en cuestión.