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Caracterización de las propiedades mecánicas de vigas en madera laminada con Acacia (Acacia Mangium Willd)

Arbeláez Alzate, Eliana María; Gómez Chica, Manuel Alejandro (Universidad EIAIngeniería CivilEscuela de Ingeniería y Ciencias BásicasEnvigado (Antioquia,Colombia), 2011)

RESUMEN En Este documento se presentan los resultados de la caracterización mecánica de un prototipo de vigas laminadas en Acacia Mangium Willd, se comparan estas propiedades con respecto a las presentadas por vigas ...
Evaluación del desempeño estructural de una estantería metálica.

Arango Moreno, Sergio; Paz Cortés, Alejandro (Universidad EIAIngeniería CivilEscuela de Ingeniería y Ciencias BásicasEnvigado (Antioquia,Colombia), 2009)

RESUMEN Las normativas de diseño sísmico en Colombia tienen por objetivo lograr estructuras con adecuados niveles de integridad y resistencia que eviten fallas con pérdidas materiales y humanas durante un sismo de gran ...
Planeación de la construcción de la ampliación del centro de mejoramiento humano el refugio.

Ramírez Duque, Sebastián; Arteaga Uribe, Juan Camilo (Universidad EIAIngeniería CivilEscuela de Ingeniería y Ciencias BásicasEnvigado (Antioquia,Colombia), 2009)

RESUMEN El presente trabajo consiste en un estudio comparativo de las alternativas constructivas disponibles para la ampliación de la sede de la Fundación Centro de Mejoramiento Humano El Refugio, ubicado en la Calle ...
Propuesta de un prototipo de vivienda en madera como alternativa de construcción en Colombia

Hoyos Obando, Juan Rafael (Universidad EIAIngeniería CivilEscuela de Ingeniería y Ciencias BásicasEnvigado (Antioquia,Colombia), 2009)

RESUMEN El proyecto se basó en el estudio de la evolución en la construcción de viviendas de madera en Colombia, comparado con el de otros países. El enfoque dado al proyecto es el de reconocer la madera como ...
Revisión del diseño tradicional de un elemento estructural según el método de diseño por desplazamientos consistentes

Lopera Peroni, Eduardo (Universidad EIAIngeniería CivilEscuela de Ingeniería y Ciencias BásicasEnvigado (Antioquia,Colombia), 2009)

RESUMEN Actualmente Colombia reglamenta el diseño de edificaciones de concreto con las Normas colombianas de diseño y construcción sismorresistente 1998 (NSR-98), en la cual las fuerzas sísmicas en su totalidad son ...
Validación del análisis sismorresistente de edificios sometidos a empuje de suelos.

Rodríguez Navarro, Jorge Luis (Universidad EIAIngeniería CivilEscuela de Ingeniería y Ciencias BásicasEnvigado (Antioquia,Colombia), 2009)

RESUMEN En este trabajo se pretende determinar si los análisis estructurales empleados actualmente y exigidos por la Norma Sismo Resistente de 1998, corresponde a un correcto análisis para los edificios ubicados en ...

Envíos recientes

Caracterización de las propiedades mecánicas de vigas en madera laminada con Acacia (Acacia Mangium Willd)
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Duque Uribe, María Del Pilar | 2011

RESUMEN En Este documento se presentan los resultados de la caracterización mecánica de un prototipo de vigas laminadas en Acacia Mangium Willd, se comparan estas propiedades con respecto a las presentadas por vigas aserradas de la misma especie y se establece si es posible darle un uso como elemento estructural. Para lograr este objetivo se construyó un prototipo de viga laminada de acuerdo con las recomendaciones establecidas por las normas UNE EN para madera estructural y por el AITC (American Institute of timber Construction) y con este prototipo se realizaron ensayos de flexión estática a escala natural siguiendo los parámetros establecidos por la norma ASTM D198-02. A partir de los resultados obtenidos se determinaron los valores del módulo de rotura, el esfuerzo en el límite proporcional y el módulo de elasticidad. Además se siguió la metodología descrita en la norma sismo resistente colombiana NSR-10 y por la norma ASTM D3737 para calcular los esfuerzos admisibles a los cuales pueden ser sometidas estas vigas para efectos de diseño. A partir de los resultados obtenidos en este estudio se determina que las propiedades mecánicas de estas vigas laminadas son muy inferiores a las propiedades mecánicas de vigas aserradas en la misma especie, debido a que esta madera requiere unas condiciones de secado especiales para alcanzar el contenido de humedad requerido en el proceso de fabricación de vigas laminadas que no pueden lograrse en los hornos convencionales que posee la industria maderera en la región. Por lo tanto, este contenido de humedad afecta el adhesivo usado para unir los empalmes longitudinales y causa que se presente una falla a tracción en estas uniones antes de que la madera alcance su resistencia máxima. De acuerdo con esta situación presentada, hasta no mejorar las condiciones actuales del proceso de fabricación de estas vigas o en su defecto, no encontrar un pegante adecuado que pueda resistir altos contenidos de humedad en la madera sin perder sus propiedades, se concluye que no es factible darle un uso como elemento estructural a las vigas laminadas en Acacia Mangium Willd.

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Evaluación del desempeño estructural de una estantería metálica.
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Duque Uribe, María Del Pilar | 2009

RESUMEN Las normativas de diseño sísmico en Colombia tienen por objetivo lograr estructuras con adecuados niveles de integridad y resistencia que eviten fallas con pérdidas materiales y humanas durante un sismo de gran intensidad. Para lograr este fin, se plantean para el análisis y diseño de las estructuras metodologías que aplican la filosofía del desempeño estructural. En la cual se busca diseñar una estructura para diferentes demandas sísmicas, en las cuales presente comportamientos esperados acordes con la utilización de la estructura. El presente trabajo se dedicó a la revisión del diseño de una estantería metálica fabricada por la empresa Industrias CENO S.A, analizando inicialmente las hipótesis de diseño consideradas en los cálculos, para más tarde, aplicar la filosofía de diseño por desempeño al diseño original para la revisión de su desempeño ante la demanda de colapso para la cual fue diseñada y si cumple condiciones para la protección de vida ante dicha demanda. Se verificó que el diseño cumpliera condiciones de protección de vida (nivel de desempeño de Life safety) para un sismo de diseño base (DBE, con periodo de retorno 475 años) y que cumpliera con la condición de prevención de colapso (nivel de desempeño Collapse Prevention) para un sismo máximo esperado (ME, con periodo de retorno 2500 años). Los niveles de demanda analizados se tomaron de las recomendaciones de la FEMA-460 (Federal Emergency Management Agency). Para la revisión, se implementó un análisis estático no lineal con base en los desplazamientos de la estructura, Pushover, en el software SAP2000 v.12; donde se aplicaron y aumentaron progresivamente cargas laterales para conocer la capacidad de la estructura ante diferentes niveles de demanda por medio del trazado de una gráfica de Cortante Basal vs. Desplazamiento en el último nivel. A partir de lo cual, se aplicó la metodología de análisis de el espectro de capacidad, sugerido por el ATC-40 para conocer el desempeño de la estantería ante la demanda analizada. Conociendo el punto de desempeño para el sismo analizado se verificó si la estantería podría alcanzar dicho punto de solicitación o si fallaría en el proceso por inestabilidad por pandeo. Al determinar que la estantería fallaría antes de alcanzar su punto de desempeño, sin cumplir condiciones de protección de vida o prevención de colapso ante la demanda de diseño, se hicieron sugerencias y recomendaciones al diseño para poder alcanzar dicho punto de solicitación. Luego se analizaron los resultados obtenidos para las recomendaciones y objetivos de desempeño propuestos por la FEMA-460, concluyendo que el diseño no cumple para las exigencias sísmicas que deben tener las estanterías según dicha reglamentación. Así pues, se elaboran propuestas de fácil implementación para mejorar la eficiencia de las estanterías en su comportamiento sísmico y para garantizar el cumplimiento de los objetivos de desempeño propuestos por la FEMA-460, y se sugieren recomendaciones a las metodologías de diseño utilizadas por la empresa para el diseño de estanterías y al mejoramiento del modelo desarrollado, para así lograr recrear de manera más fiel el comportamiento real de las estanterías ante una demanda sísmica. Ya que el modelo desarrollado se encuentra limitado por la falta de información experimental en el comportamiento de las conexiones de la estantería analizada y por las limitaciones asociadas al software utilizado en la modelación de comportamientos como la degradación de la rigidez en las conexiones, plastificaciones progresivas en los elementos estructurales y la interacción suelo-estructura.

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Planeación de la construcción de la ampliación del centro de mejoramiento humano el refugio.
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Duque Uribe, María Del Pilar | 2009

RESUMEN El presente trabajo consiste en un estudio comparativo de las alternativas constructivas disponibles para la ampliación de la sede de la Fundación Centro de Mejoramiento Humano El Refugio, ubicado en la Calle 49 sur #39 B – 33, sector Loma del Barro en el municipio de Envigado, Antioquia. En este se detallan y analizan el diseño estructural, las cantidades de obra y el presupuesto para cada una de estas alternativas. Se pretende detallar el proceso con sus diferentes etapas, desde el estudio de sistemas constructivos tanto tradicionales como no tradicionales, hasta el diseño estructural resaltando detalles tenidos en cuenta al momento de comparar; se realizo además una comparación de las ventajas y desventajas, y de costos de las diferentes alternativas, con el fin de seleccionar el sistema constructivo que mejor suple las necesidades del centro. El análisis para el diseño estructural está basado en la Norma Sismo Resistente Colombiana de 1998 y 2009. Para los precios de los materiales y las actividades se usa el libro de Análisis de precios unitarios de Camacol, del mes de junio de 2009. Como resultado del análisis detallado del proyecto se puede resaltar el cambio de la distribución en altura de la edificación, cambios arquitectónicos debido a incompatibilidades con la estructura y el diseño estructural del sistema aporticado, con el fin de obtener un valor aproximado del proyecto de ser construido siguiendo este sistema de construcción tradicional. También se detalla la configuración de cada uno de los elementos que componen los métodos constructivos analizados. Además se sugiere el sistema de construcción en madera por ser el sistema que más se adapta a las necesidades y a las posibilidades económicas que actualmente presenta la fundación.

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Propuesta de un prototipo de vivienda en madera como alternativa de construcción en Colombia
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Duque Uribe, María Del Pilar | 2009

RESUMEN El proyecto se basó en el estudio de la evolución en la construcción de viviendas de madera en Colombia, comparado con el de otros países. El enfoque dado al proyecto es el de reconocer la madera como material alternativo para la construcción, ya que ha logrado una posición importante en diferentes países, mostrando así, que se puede brindar una solución habitacional, a más de solucionar el problema de vivienda digna, que para muchos sigue siendo un bien de difícil acceso. No obstante, aún no ha sido introducido al mercado colombiano con el suficiente apoyo, subutilizando un recurso importante con que cuenta el país. En este informe se presenta el resultado de la caracterización y estudio comparativo de los diferentes tipos de construcción de vivienda en madera, en aras de extraer lo mejor de éstos para adaptarlos en nuestra región. Además, se estudian algunas características de la madera en general, especialmente su comportamiento en diferentes sistemas constructivos, dando a conocer ventajas y desventajas de los mismos. La especie maderera elegida para esta investigación fue el Pinus pátula, por su uso y volumen de producción en Colombia, especialmente en zonas con clima tropical; además de esto, se debe garantizar el cumplimiento de las exigencias de normativas como las NORMAS COLOMBIANAS DE DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN SISMO-RESISTENTE NSR- 98, y varias normas NTC citadas en el título G de la NSR-98, que hacen parte del Instituto Colombiano de Normas Técnicas y certificación, ICONTEC, para dicha especie de madera. Se concluye que la construcción en madera en Colombia, podría aumentar la calidad de vida de muchas personas, además de generar un mercado potencial incrementando la economía de ciertas regiones, aunque aún queda faltando la experiencia y la disposición de empresas particulares para utilizar este producto e introducirlo al mercado nacional. En este sentido, el presente trabajo es un apoyo para la introducción del concepto de la construcción de viviendas de madera en nuestro país, Colombia, y sus resultados son una base para futuras investigaciones.

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Revisión del diseño tradicional de un elemento estructural según el método de diseño por desplazamientos consistentes
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Duque Uribe, María Del Pilar | 2009

RESUMEN Actualmente Colombia reglamenta el diseño de edificaciones de concreto con las Normas colombianas de diseño y construcción sismorresistente 1998 (NSR-98), en la cual las fuerzas sísmicas en su totalidad son utilizadas para el chequeo de derivas pero divididas por un valor R para el diseño y la asignación del refuerzo. Se justifica esta división desde el punto de vista de la capacidad de disipación de energía de las estructuras que cumplen cierto requisito de diseño. Sin embargo, a la luz del método de los desplazamientos consistentes se puede criticar el valor R para que sea compatible con la sección diseñada y no con base en los compromisos que se adquieren con los diferentes niveles de disipación. Esto se hace a través de una comparación entre la capacidad de ductilidad real de la estructura y la demanda de ductilidad, de las cuales el diagrama momento-curvatura de la sección diseñada es base. Así pues, en este trabajo se diseñará un muro según la NSR-98 y el refuerzo obtenido será el punto de partida para un análisis según el método de los desplazamientos consistentes donde se encontró que cumplen las tres comparaciones que el método propone: por ductilidades, por aceleraciones (una propia de la sección contra una que depende del espectro) y por desplazamientos (según la deriva admisible de la Norma y la encontrada a través del diagrama momento-curvatura). Se encuentra también una crítica al valor de R adoptado por la Norma y su incompatibilidad con la deriva tan pequeña impuesta. Variando parámetros como la cuantía longitudinal de acero se encontró que ésta puede ser menor a la exigida por la Norma y así cumplir ductilidad. Sin embargo, no se estaría cumpliendo con derivas. Un efecto inverso ocurre al aumentar el diámetro de las barras de acero, en donde la deriva se hace más competente pero se descuida un poco la ductilidad. Por último se concluye que el método es demasiado sensible a un parámetro muchas veces pasado de largo: La longitud plástica y se concluye en éste trabajo que puede dejar de ser una propiedad del muro para convertirse en un objetivo de diseño. Otro enfoque de la Norma, puede verse a partir de otro método de diseño por desplazamientos, se trata de una propuesta general desarrollada por Priestley, Calvi y Kowalsky, ya que mientras el método de las fuerzas (NSR-98) analiza la estructura con las propiedades elásticas (rigidez y amortiguamiento), el diseño por desplazamientos, consciente de que se pasará el rango elástico, caracteriza la estructura tanto para el análisis como para el diseño con una rigidez y nivel de amortiguamiento equivalente. El punto de llegada es encontrar un cortante basal asociado a un desplazamiento objetivo, el cual es comparable con la deriva impuesta por la Norma. Sin embargo, la Norma utiliza un cortante basal para análisis y después se divide por R para efectos de diseño, esto hace que se dificulte la comparación con el método de diseño por desplazamientos ya que el resultado obtenido no es tan grande como el utilizado para chequeo de derivas ni tan pequeño como el usado para diseñar. Aún así, se variaron parámetros sísmicos y las derivas para encontrar igual cortante basal al que se tiene en cuenta para efectos de diseño.

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Validación del análisis sismorresistente de edificios sometidos a empuje de suelos.
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Duque Uribe, María Del Pilar | 2009

RESUMEN En este trabajo se pretende determinar si los análisis estructurales empleados actualmente y exigidos por la Norma Sismo Resistente de 1998, corresponde a un correcto análisis para los edificios ubicados en laderas, en donde se presenten empujes de suelos en la estructura. Para esto se hace un recuento teórico de los diferentes métodos y procesos de diseño, partiendo de los métodos de diseño sismorresistente hacia las dos filosofías de diseño; enfatizando en la filosofía preceptiva, y pasando a una clasificación de los análisis sismorresistente en donde se establecen dos metodologías: en condiciones estáticas y dinámicas. A continuación se establecen los métodos de modelación con los que se puede realizar el análisis sismorresistente, haciendo énfasis en los modelos de empotramiento perfecto, los cuales son más simples y tradicionalmente empleados, y los modelos de interacción suelo estructura, que son métodos que, a pesar de ser más complejos, generan resultados más reales. Por último se explican los efectos producidos por un sismo en el suelo donde se profundiza en los empujes de suelo producidos por las condiciones iniciales de reposo y las producidas por el incremento de presiones del suelo por efecto sísmico. Teniendo claro los conceptos explicados dentro del marco teórico se realizan unas entrevistas donde se busca recopilar información sobre los métodos de análisis empleados y características de los tipos de construcción que se presentan actualmente en la ciudad de Medellín. Con la información obtenida y mediante la observación de obras construidas, se planteó y calibró un modelo matemático general (que represente lo mas cercanamente una situación probable de diseño). Teniendo construido el modelo se plantearon tres métodos de análisis: considerando el apoyo empotrado, con el apoyo empotrado más el apoyo del talud, y, por último, con el apoyo en fundaciones de pilas profundas más el apoyo del talud. Para cada análisis se establecieron tres situaciones de carga: en la primera se considera la carga muerta más la carga sísmica, en la segunda la carga muerta más la carga sísmica más el empuje estático de suelo, y en la tercera la carga muerta más la carga sísmica más el empuje estático de suelo y el incremento de presión del suelo por el efecto sísmico. Finalmente, de los análisis se obtiene que los empujes de suelos se deben considerar en el análisis sismorresistente, ya que sus efectos afectan considerablemente a gran parte de la estructura no solo en magnitudes sino que además en el comportamiento mismo de los elementos.

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