División de Ciencias Básicas e Ingeniería
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- Diseño sísmico por desempeño de estructuras esenciales desplantadas en suelos blandos del valle de México(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2013-11) Diaz Martinez, GerardoEl estudio aquí presentado está dirigido específicamente a los sistemas estructurales de la infraestructura esencial ubicada en la Zona del Lago de la Ciudad de México, la cual se encuentra en inminente riesgo de verse sometida a la ocurrencia de eventos sísmicos de importancia durante su vida útil. El trabajo reportado a continuación representa un esfuerzo encaminado a la formulación de una metodología integral de diseño sísmico que permita que el sistema estructural de las instalaciones esenciales ubicadas en la zona de terreno blando del Distrito Federal cumpla con sus objetivos de diseño cuando se vea sujeto a la ocurrencia del sismo de diseño. Se identifican los casos en los cuales las demandas sísmicas superan los límites aceptables correspondientes al nivel de desempeño de Ocupación Inmediata de las estructuras esenciales cuando éstas se diseñan de acuerdo a los reglamentos actuales de diseño sísmico. Se discuten casos en los cuales un diseño sísmico convencional no garantiza el comportamiento adecuado de las estructuras esenciales y se propone una metodología de diseño basada en desplazamientos que garantice la ocupación de la estructura inmediatamente después de verse sometida a un movimiento severo de terreno. Se corrobora que la metodología de diseño propuesta cumple con el objetivo de mantener la estructura esencial en Ocupación Inmediata ante el sismo de diseño. Mediante demandas sísmicas como rotaciones plásticas y demandas de distorsión máxima de entrepiso se llega a la conclusión de que la metodología propuesta mantiene en umbrales aceptables los valores máximos de las demandas mencionadas. El efecto que sobre las estructuras esenciales tiene la ocurrencia de secuencias sísmicas evento principal – réplicas es estudiado, y se llega a la conclusión de que, en los terrenos blandos del Valle de México, el efecto es más pronunciado bajo ciertas circunstancias relacionadas al contenido de frecuencias del evento principal y la magnitud de la réplica. Se concluye que este efecto puede verse reflejado en un incremento importante de las demandas de distorsión máxima y rotación plástica de los elementos estructurales.
- Efecto de los modos superiores en el análisis y diseño sísmico de edificios altos en suelo blando(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2019-05) Gama Contreras, CuauhtemocSe estudia el efecto de los modos superiores de vibrar en la respuesta dinámica no lineal de dos edificios de 20 pisos de acero estructurados con base en marcos de acero momento-resistentes y marcos de acero contraventeados, respectivamente. Las estructuras se detallan para que estén asociadas con las máximas ductilidades normativas y se les excitan en sus modos superiores con un conjunto de acelerogramas registradas en la Zona de Lago cuya frecuencia dominante coincida con el periodo correspondiente al segundo modo de vibrar de cada estructura. Además, se estima la contribución de los modos superiores a la respuesta total de la estructura. Posteriormente, se identifican las circunstancias que ocasionan que los efectos de los modos superiores dominen la respuesta de los pisos superiores y se ofrecerán medidas cuantitativas que permita anticipar los casos y las condiciones en que esto sucede.
- Diseño basado en desempeño de sistemas de control de respuesta sísmica para puentes carreteros(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2014-11) Garay Medina, Rodrigo ErnestoUno de los temas que mayores discusiones causa en la actualidad es la viabilidad económica de usar sistemas de control. Mientras que algunos ingenieros contienden que su uso implica una mayor inversión económica; estudios recientes indican que en ocasiones dicho incremento es marginal cuando se considera el costo inicial de construcción, y han demostrado que el costo se reduce considerablemente cuando se toman en cuenta los costos totales durante la vida útil del sistema estructural. En el caso particular de un puente, se ha llegado a mencionar que el incremento marginal del costo directo de construcción puede ser ampliamente justificado cuando se considera la reducción del daño en la subestructura y, por tanto, los costos de reparación después de la ocurrencia de eventos sísmicos intensos. No es de extrañar entonces que el uso de dispositivos de control en puentes quede enfocado a mantener los elementos estructurales de la subestructura dentro de su rango elástico de comportamiento. En el presente estudio se considera un sistema de dos grados de libertad, para el cual se plantean sus hipótesis y limitaciones. Se basan los cálculos en un planteamiento con dinámica no clásica bajo la cual se desarrollan los análisis dinámicos paso a paso de los sistemas de dos grados de libertad. Este resultado es comparado con los obtenidos por medio de una teoría lineal para sistemas aislados de puentes carreteros que desarrolla expresiones para estimar la demanda de desplazamientos tanto del tablero como de la pila, aplicados a un puente carretero en concreto reforzado ubicado en la república de El Salvador.
- Metodología de diseño sísmico de sistemas de aislamiento de base mediante el control del daño en contenidos(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2013-06) Zúñiga Cuevas, OscarEl objetivo principal de esta tesis consiste en desarrollar e implantar una metodología de diseño basada en el control de la aceleración para la concepción de sistemas estructurales aislados. Los estudios en que se basa la metodología contemplan una región sísmica particular (la costa del Pacífico Mexicano), las propiedades de los sistemas estructurales y dispositivos de aislamiento, así como umbrales aceptables de aceleración para equipos e instrumentos hallados en estructuras típicas (casa habitación, escuelas, hospitales, etc.). En resumen, esta tesis establece relaciones entre las máximas aceleraciones que se generan en los entrepisos y su nivel de aislamiento para obtener las propiedades estructurales de diseño para los dispositivos de aislamiento y su superestructura, de tal manera que los máximos niveles de aceleración en los contenidos de interés sean menores que los límites establecidos como aceptables. México, al ser un país con zonas cuya geología (cercanía a las fallas sísmicas, características del suelo, etc.) lo hacen vulnerable a la acción de los sismos, requiere del desarrollo de nuevas alternativas de control para sus estructuras. El presente trabajo considera como escenario el estado de Guerrero, tanto por el hecho de exhibir sitios de terreno firme, como por la gran cantidad de registros sísmicos disponibles.
- Sintonizadores de masa para el control de la respuesta sísmica de edificios altos ubicados en terreno blando(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2019-07) Garay Santiago, AmosEn el presente trabajo de investigación se evalúa el uso de sintonizadores de masa pasivos como un dispositivo de control en la respuesta de edificios altos ubicados en terreno blando. Una característica importante de un sintonizador de masa pasivo es que no altera sus propiedades y características dinámicas durante la excitación sísmica. También es posible utilizar sintonizadores de masa semiactivos. Para representar cualquier comportamiento que posiblemente se presente en estructuras altas, (se consideran aquellas que tengan más de 30 niveles de altura), se establecen diferentes sistemas principales con propiedades dinámicas definidas y al mismo tiempo diferentes versiones de sintonizadores de masa. Lo anterior con el fin de realizar diferentes combinaciones donde cada sistema principal se sintonice con cada versión de sintonizador de masa y posteriormente, de una serie de análisis obtener parámetros de interés en el diseño de estos dispositivos. Al tener una idea más clara sobre el comportamiento de sistemas estructurales que poseen un sintonizador de masa, se obtienen movimientos de terreno con aceleraciones significativas característicos de la zona de lago de la Ciudad de México, ocurridos en diferentes fechas. Posteriormente, mediante la ayuda de una subrutina en Matlab (MathWorks R2010b) se realizan análisis dinámicos elásticos paso a paso de los diferentes sistemas principales, con el fin de tener un marco de referencia en los distintos modelos que consideran el efecto de un sintonizador de masa. Finalmente, se evalúa la reducción de la respuesta sísmica en estructuras altas desplantadas en terreno blando. Después de lo anterior expuesto, se establecerán recomendaciones enfocadas a la conceptualización y diseño preliminar de sintonizadores de masa colocados en edificios altos desplantados en terreno blando. Se emplearán las siglas SDM para referirse a un sintonizador de masa de carácter pasivo en el presente trabajo.
- Rehabilitación sísmica de estructuras por medio de muros de concreto reforzado y contravientos restringidos contra pandeo: una metodología basada en el control de desplazamientos(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2012-07) Palencia Morales, María Yesenia; PASTOR MOTA, CARLOS ARTUROEl presente estudio se enfoca a la rehabilitación sísmica de estructuras existentes de baja altura conformadas por marcos no-dúctiles de concreto reforzado que pudieran, pero no necesariamente, poseer un desbalance importante entre la distribución de masas de entrepiso y la azotea. Se plantean dos metodologías de refuerzo para la rehabilitación sísmica de estructuras por medio del uso de muros de concreto reforzado y contravientos resistentes al pandeo. Para ejemplificar el uso de las metodologías se emplea un edificio existente de dos niveles compuesto por una losa de concreto reforzado en el primer piso y por una cubierta de madera soportada sobre armaduras de acero en la azotea. Dicho edificio está localizado en la zona del Lower Mainland de la ciudad de Vancouver, Canadá.
- Sistema pasivo de disipación de energía para edificios de mediana altura desplantados en la Zona del Lago del Distrito Federal(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2006-06) Virto Cambray, NeftalíEl objetivo del presente trabajo es plantear las bases desde un punto de vista analítico, para el desarrollo de un sistema de disipación de energía basado en el uso de contravientos des-adheridos (Unbonded braces). Su uso es relevante para la concepción, diseño y reparación de estructuras de mediana altura ubicadas en la zona de lago del D.F. Al estudiar las razones por las cuales varios eventos sísmicos recientes han resultado en pérdidas económicas y humanas excesivas, la comunidad internacional de ingeniería sísmica ha empezado a entender con claridad que el nivel de daño estructural y no estructural en una estructura sismorresistente, así como el daño en su contenido, se deriva de la deformación y/o movimiento excesivo de la misma.
- Factores de reducción de resistencia para espectros de ductilidad acumulada constante en elementos de concreto reforzado(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2008-06) Bahena Arrendondo, NadyneEl trabajo que aquí se presenta se realizó en dos etapas de cálculo y una de revisión. En la primera etapa de cálculo se utilizaron acelerógramas sintéticos, a partir de los cuales se hicieron estudios preliminares con la finalidad de establecer la influencia de diversos parámetros en los factores de reducción de resistencia para espectros de ductilidad acumulada constante. Conforme lo indica la ecuación (2.25) dichos factores serán denotados RNE en esta tesis. En la segunda etapa de cálculo así como en la etapa de revisión, se emplearon dos familias de acelerógramas reales registrados en la Zona de Lago de Ciudad de México. Los estudios se limitan a acelerógramas de larga duración y banda angosta de frecuencias debido a que el problema asociado a las demandas acumuladas de deformación plástica es particular a este tipo excitaciones sísmicas.
- Evaluación analítica de la respuesta sísmica de las edificaciones de mampostería(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2005-12) Zúñiga Cuevas, OscarEl principal objetivo de esta tesis, consiste en proponer una metodología para evaluar la respuesta sísmica de edificaciones existentes de mampostería confinada de varios niveles. Este procedimiento se basa en: A) el modelo de la columna ancha, B) un análisis estático no lineal bajo deformación lateral monótonamente creciente, y C) el planteamiento y uso de un sistema de un grado de libertad equivalente que considera degradación de rigidez y de resistencia. Dentro de este contexto, es necesario reconocer la gran dispersión en las propiedades mecánicas de la mampostería, lo que puede llevar a una gran incertidumbre en la estimación de su respuesta sísmica. Otra limitación con respecto al procedimiento propuesto, es que no se considera la interacción suelo-estructura dentro de su formato.
- Diseño preliminar basado en desplazamientos de marcos momento-resistentes con amortiguadores viscosos(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2011-03) Recoder Déciga, IvánEsta tesis propone una metodología de prediseño por desempeño para edificios de mediana altura ubicados en la Zona de Lago del Distrito Federal y estructurados con base en marcos momento-resistentes y amortiguadores viscosos. Se considera un edificio que recibe toda su rigidez lateral del sistema de marcos, y cuya capacidad de disipación de energía resulta de complementar el amortiguamiento natural de los marcos con el amortiguamiento adicional proporcionado por los dispositivos viscosos. El control de daño en los marcos momento-resistentes y los elementos no estructurales se plantea a partir del control de los desplazamientos laterales de la edificación. Se considera explícitamente el estado límite de seguridad de vida. La aplicación de la metodología se ilustra para un edificio de acero de veinticuatro pisos desplantado en la Zona de Lago del Distrito Federal. A partir de los resultados arrojados por una serie de análisis dinámicos no lineales, se concluye que la metodología de lugar a un nivel de diseño sísmico adecuado. No se estudio el efecto del comportamiento global a flexión en el desempeño y demandas sísmicas de los dispositivos viscosos. A falta de entendimiento de cómo afecta éste comportamiento, se sugiere limitar la aplicación de la metodología a edificios donde estos efectos no sean importantes. Dado que por el momento no se entiende bajo qué circunstancias estos efectos podrían ser importantes, se sugiere no utilizar la metodología en edificios de gran altura.