División de Ciencias Básicas e Ingeniería
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- Evaluación de métodos de análisis para diseño de puentes carreteros comunes no regulares(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2014-06) Ornelas Vega, Cinthia MelissaEste trabajo busca revisar la influencia de la irregularidad geométrica en puentes para la selección de uno o varios métodos de análisis para su diseño y de esta manera, aportar recomendaciones para la selección de dichos tipos de análisis. Se estudiaron siete puentes de viga continua sobre pilas. Seis de estos puentes presentan irregularidad en la subestructura, debido a que la longitud de la pila central varía en porcentajes de más-menos 25%, 50% y 75% de la longitud de las pilas extremas. Los puentes se análizaron con los métodos simplificados que plantea la AASHTO (métodos unimodales y multimodales) y con el método N2, utilizado en el Eurocódigo. Estos análisis se compararon con un análisis riguroso en la historia del tiempo y se cotejaron resultados a nivel de fuerzas y desplazamientos. Los puentes se ubicaron en el estado de Michoacán, por lo tanto, la carga sísmica de diseño utilizada es la planteada para esta zona por el Manual de la Comisión Federal de Electricidad. Con los análisis realizados se logra determinar la precisión de cada tipo de análisis, en relación a la irregularidad del puente, para así elaborar recomendaciones para la elección del tipo de análisis a utilizar para obtener diseños estructurales más precisos.
- Comportamiento sísmico de marcos rígidos de acero con armaduras dúctiles(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2019-09) Gutierrez Muñoz, Samuel IsaiEn esta investigación se evaluará el desempeño y la posible aplicabilidad de los sistemas estructurales a base de marcos rígidos con armaduras dúctiles para los casos de demandas por sismo en la ciudad de México, ya que, el comportamiento de este tipo de estructuras en zonas de alta sismicidad es adecuado en términos de rigidez lateral, resistencia, ductilidad, y disipación de energía. La Tesis se organiza de la siguiente manera: Se presenta una introducción acerca de los sistemas estructurales a estudiar (STMF), el enfoque de diseño por desempeño, los objetivos de la investigación, y la metodología que se emplea para el estudio. En el capítulo segundo se hace un resumen acerca del estado del arte en cuanto al sistema estructural (i.e. STMF), mientras que en el tercer capítulo se resumen las disposiciones normativas nacionales e internacionales respecto al sistema estructural de estudio. Posteriormente en el capítulo cuarto se presentan los criterios de análisis y diseño de los prototipos de edificios propuestos para esta investigación, así como los diseños obtenidos de los análisis elásticos. En el capítulo quinto se realiza la calibración del modelo no lineal, así como los análisis no lineales ante carga estática monótona creciente de los prototipos que se diseñan en el capítulo anterior, y se discuten los resultados obtenidos de dichos análisis. Finalmente, en el sexto capítulo se presentan las conclusiones y recomendaciones para posibles trabajos futuros.
- 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.
- Determinación de la carga de inicio de agrietamiento y trayectorias de propagación en sistemas de losas(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2016) De La Paz Morales, ErickEn la presente tesis se desarrolla una metodología para determinar la carga que ocasiona el agrietamiento en losas cuadradas y rectangulares de concreto reforzado; además se determinan las trayectorias de agrietamiento cuando se someten a carga vertical. Para determinar la carga en la que ocurre el agrietamiento se utiliza el criterio del esfuerzo principal máximo, incluyendo el acero de refuerzo para la distribución de esfuerzos en el espesor de la losa, pues el eje neutro es distinto al geométrico debido a la presencia de los dos materiales. Se estudian losas macizas de concreto reforzado, encasetonadas y una losa maciza con un muro apoyado sobre ella. Los modelos numéricos se realizan con técnicas avanzadas de elementos finitos de losas en el software ANSYS. Se utilizan elementos finitos sólidos para discretizar el concreto y elementos tipo barra para el acero de refuerzo, ambos tipos de elementos se conectan en sus nodos. Se utiliza una superficie de daño, con diferentes umbrales en tensión y en compresión para representar el comportamiento constitutivo del concreto, mientras que el endurecimiento del acero de refuerzo se idealiza con una superficie de Von Mises. Además, se determinan las curvas de la carga contra el desplazamiento al centro de las losas, deformaciones en el acero de refuerzo y la carga última, esta última se compara con la obtenida con el método de líneas de fluencia. En losas de concreto reforzado, las trayectorias de agrietamiento son dependientes de las condiciones de apoyo y de la configuración de las cargas aplicadas. En losas macizas con carga uniformemente distribuida: cuando se encuentran empotradas, el agrietamiento inicia en los bordes de la parte superior, posteriormente en el centro de la parte inferior. En losas simplemente apoyadas, el agrietamiento inicia en la cara inferior de la losa, al centro, propagándose hacia los bordes. En losas de transferencia, que se encuentran empotradas, el agrietamiento inicia en la cara superior y, posteriormente, el agrietamiento se propaga a la cara inferior. El agrietamiento en la cara inferior inicia en el centro de la losa con trayectorias paralelas a la longitud del muro y con trayectorias radiales que salen de los bordes de los castillos, posteriormente estas grietas radiales se propagan hacia las esquinas. Mientras que el agrietamiento en la cara superior se origina en los bordes perpendiculares al muro, y algunas grietas en los bordes de los castillos, posteriormente se propaga hacia los demás bordes de la losa hasta formar un anillo.
- Evaluación de conexiones a momento comunes en la práctica local para su uso en marcos dúctiles de acero(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2017-09) Sifuentes Barrios, Jose AntonioDado que los marcos de acero son uno de los sistemas estructurales de mayor uso en México, el presente trabajo se centrará en ellos, específicamente en el estudio de los marcos dúctiles (Marco especial a momento, o bien SMF por sus siglas en inglés). El diseño de este sistema de marcos rígidos se basa en el concepto de “columna fuerte – viga débil”, filosofía de diseño bajo la cual se busca que la falla (articulación plástica) se localice en las vigas. Para formar un marco dúctil, se deben conectar los miembros que conforman el marco empleando alguna conexión que garantice el grado de restricción requerido en los nodos y que permita al sistema desarrollar la ductilidad esperada en el diseño (i.e. al menos 0.04 radianes de distorsión de acuerdo con la norma de sismo del AISC (AISC 341-16 2016) se considera esta normativa dada la ausencia hoy día de algún documento de este tipo en nuestro país. Así, el presente trabajo trata de dar respuesta a la interrogante de ¿cómo se comportan las conexiones precalificadas cuando tienen las adaptaciones que comúnmente se realizan en la práctica local? Para tratar de despejar esta duda, se elaboran análisis no-lineales de elementos finitos para diversos modelos de conexiones.
- Evaluación del impacto en el diseño de estructuras de concreto reforzado de cambios propuestos a la rigidez flexionante en el reglamento de construcciones del Distrito Federal(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2016-01) Velázquez Ortega, Luis AlbertoEste trabajo tiene como objetivo principal, evaluar el impacto de los cambios relativos de la rigidez flexionante de miembros de concreto reforzado en el diseño de Estructuras de Concreto Reforzado y su efecto en las deformaciones laterales de éstas, para ello es necesario realizar lo siguiente: Analizar dos tipos de estructuras, utilizando diversas propuestas para calcular los valores de EIe NTC-C (2004), NTC-C Revisión (2012), propuesta de Khuntia y Gosh (2004), propuesta de Elwood y Eberhard (2007) y propuesta de Rodríguez y Retrepo (2012); Diseñar estas estructuras con las NTC-S 2004. Comparar las estructuras diseñadas con los criterios anteriores en términos de los volúmenes de materiales, específicamente el concreto utilizado, resultante de los diseños y de los desplazamientos laterales que se obtengan con las distintas propuestas para el cálculo de Ele y Con los resultados obtenidos, calibrar el impacto de las modificaciones que se están proponiendo a las NTC-C Revisión (2012).
- 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.
- Uso de dinámica de fluidos computacional para la obtención de coeficientes de arrastre eólicos(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2011-12) García Aceves, Daniela LarizaEn el presente trabajo, se describen de manera general las características de un fluido, los conceptos básicos de un flujo, la definición de turbulencia y la manera en que ésta se puede representar en una simulación realizada por medio de la Dinámica de Fluidos Computacional (DFC). Adicionalmente, se presenta una metodología de cálculo y obtención de coeficientes de arrastre eólicos, empleando la DFC, para cilindros con diversas relaciones de aspecto (longitud/diámetro). Los análisis se realizaron con la ayuda del paquete comercial ANSYS Workbench, versión 11.0, ANSYS Inc., el cual incluye un módulo especializado en la resolución de problemas de interacción fluido-estructura, capaz de realizar análisis lineales, no lineales, modales, espectrales, estacionarios, transitorios, etc. Finalmente, se presenta un ejemplo detallado de la utilización de dicho paquete comercial, así como las ventajas y desventajas que representa su uso ante las pruebas en túnel de viento y su aplicación a estructuras en escala real.
- Influencia de las conexiones semirrigidas en la respuesta de marcos de acero(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2011-09) Cruz Mendoza, EduardoLa presente investigación tiene dos objetivos principales: el primero conocer cuál es la influencia de las conexiones semirrígidas en la respuesta de marcos de acero ante acelerogramas registrados en México, mediante la evaluación, comparación y análisis de datos obtenidos de modelos analíticos que representen el comportamiento de estos marcos, contemplando la variación de parámetros que representan la rigidez y resistencia de las conexiones, así como la ubicación o distribución de ellas en el marco.
- Evaluación del comportamiento del panel en marcos rígidos de acero(Universidad Autónoma Metropolitana (México). Unidad Azcapotzalco. Coordinación de Servicios de Información., 2018-09) Ballesteros Olivares, PalomaEl presente estudio contempla la evaluación de la zona del panel en el comportamiento no lineal de marcos rígidos de acero cuando se les somete a cargas accidentales extraordinarias, y en particular a las acciones debidas a sismos fuertes. Para ello, se realizará primero la calibración de un modelo no-lineal de la zona del panel que reproduzca la respuesta que exhibe durante una prueba en laboratorio. Estos análisis no-lineales se realizan con ayuda del programa OpenSees. Enseguida se realizaron análisis no-lineales para un grupo de marcos rígidos de acero que incluyan implícitamente en el modelo los componentes que definan la zona del panel; el marco prototipo que se estudia tiene aspectos geométricos similares a los descritos en el Apéndice B del FEMA-355C (FEMA, 2000). Para fines de comparación, también se realizan análisis no-lineales de los sistemas estructurales propuestos sin considerar la zona del panel, y considerándolo como una zona rígida. Un cálculo previo de la estructura de los sistemas sin la contribución de la zona del panel se realiza a partir del software ETABS, del cual se obtiene la respuesta global del sistema. Posteriormente se efectúan análisis no-lineales de estos marcos rígidos con carga estática incremental (pushover), carga cíclica reversible, y dinámicos con aceleraciones en la base; estos análisis permiten identificar la influencia de la zona del panel en el comportamiento de la estructura. La comparativa de los edificios con y sin panel, está dirigida a evaluar la respuesta de los sistemas estructurales cuando el diseño no considera la presencia del panel, contra el comportamiento de estos sistemas cuando el panel está presente en su análisis y diseño. Los resultados totales permiten comparar un diseño basado en un modelo tradicional, contra otro que, si considera implícitamente la zona de panel en su análisis y diseño, y así poder establecer recomendaciones para el análisis y el diseño de estructuras. Dentro del desarrollo del trabajo se realiza un estudio paramétrico de la zona del panel para proponer tablas de diseño en base a lo establecido en las especificaciones para diseño sísmico para edificios de acero estructural.