Scielo RSS <![CDATA[Obras y proyectos]]> http://www.scielo.cl/rss.php?pid=0718-281320180001&lang=es vol. num. 23 lang. es <![CDATA[SciELO Logo]]> http://www.scielo.cl/img/en/fbpelogp.gif http://www.scielo.cl <![CDATA[Evaluación de asentamientos en el tiempo de sistemas placa-pilote apoyados sobre depósitos arcillosos de Bogotá D.C. utilizando un modelo 3D de elementos finitos]]> http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-28132018000100006&lng=es&nrm=iso&tlng=es Este estudio se relaciona con los análisis de sistemas de cimentación placa-pilote apoyados sobre un perfil estratigráfico típico de arcillas en Bogotá D.C. La estratigrafía fue establecida usando alrededor de 57 registros de exploración y 16 ensayos de piezoconos de estudios geotécnicos para la primera línea del Metro proyectado en esta misma ciudad. Se estableció un modelo de 4 capas de suelo y los parámetros geotécnicos para cada una de estas fueron estimados a partir de ensayos de clasificación USCS, peso unitario, corte directo, consolidación unidimensional, compresión inconfinada y triaxiales CU. Basados en estos parámetros geotécnicos, un análisis de FEM en 3D fue realizado para el estudio de un sistema placa-pilote. 54 combinaciones geométricas entre longitud, diámetro, separación entre centros de elementos verticales y espesor de placa, fueron establecidas para la determinación de asentamientos totales teniendo en cuenta el proceso de construcción (300 días) y posterior hasta 20 años para un edificio sin sótanos de 15 pisos. Adicionalmente se estimaron los asentamientos totales usando las metodologías de Placa equivalente, Pilote equivalente, Poulos y Davis, y Poulos-Davis-Randolph para encontrar el número máximo de pilotes necesarios para el cumplimiento del asentamiento máximo a 20 años propuesto por la NSR-10 (2010) - Título H (30 cm). Finalmente se realizó el análisis de costos globales de construcción para todas las configuraciones geométricas encontradas.<hr/>This document presents the analyses of a piled-raft system foundation constructed on a typical stratigraphic profile of clays in Bogotá D.C. The stratigraphy was defined using 57 exploration records and 16 piezocone tests from geotechnical studies for the first line of the Metro projected in this city. A 4-layer average soil model was established and the geotechnical parameters for each layer were defined from USCS classification, unit weight, direct shear, unidimensional consolidation, unconfined compression and triaxial CU tests. Based on this geotechnical information, a 3D FEM analysis was performed for this study. 54 geometric combinations between length, diameter, separation between centres of vertical elements and raft thickness, were established to estimate the total settlements taking into account the construction process (300 days) and later on to 20 years for a 15 floors building without basements. In addition, total settlements were estimated using the methodologies of Equivalent Raft, Equivalent Pile, Poulos y Davis, and Poulos-Davis-Randolph to find the maximum number of piles needed to find the 20-year maximum settlement proposed by NSR-10 (2010) Title H (30 cm). Finally, the global construction cost analysis was performed for all the geometrical configurations and settlement methodologies proposed. <![CDATA[Análisis de los factores que determinan el diseño de mallas metálicas para la estabilización de taludes en macizos rocosos]]> http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-28132018000100025&lng=es&nrm=iso&tlng=es Las caídas de rocas son un tipo de inestabilidad usual y frecuente en taludes en roca, la necesidad de protección frente a este tipo de fenómenos ha llevado al desarrollo de diferentes soluciones, entre ellas encontramos la estabilización de taludes mediante el uso de sistemas de malla metálica con pernos o anclajes. Los fabricantes han desarrollado manuales y softwares de diseño de estas mallas, sin embargo, estas herramientas son de uso exclusivo y con fines comerciales. Así mismo el desconocimiento general del diseño e implantación de estas soluciones, relacionado a la falta de claridad en el funcionamiento de estos elementos sobre el macizo rocoso, restringe el diseño y la colocación de este tipo de soluciones únicamente a los fabricantes. Teniendo en cuenta lo anterior, el presente trabajo tiene como objetivo establecer la influencia de las propiedades mecánicas y geométricas de los macizos rocosos y mecánicas de las mallas flexibles en el diseño de sistemas de estabilización para taludes en macizos rocosos, para lo cual se propone una nueva metodología para el diseño de estabilizaciones de taludes en macizos rocosos con mallas metálicas flexibles.<hr/>Rock falls are a type of instability that is frequent in rock slopes. The need for protection against these types of phenomena has led to the development of different solutions, including stabilization of slopes with the use of wire mesh with bolts or anchors. The manufacturers have developed manuals and design software for these meshes, however, these tools are for commercial purposes. Likewise, the general lack of knowledge about the design and implementation of these solutions, restricts the design and placement of systems to the manufacturers. The present work aims to establish the influence of the mechanical and geometrical properties of the mass of rock and mechanical of the meshes in the design of stabilization systems for slopes, for which a new design methodology is proposed. <![CDATA[Análisis de un amortiguador de masa sintonizado óptimo en estructuras asimétricas no lineales]]> http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-28132018000100039&lng=es&nrm=iso&tlng=es Se analiza el comportamiento de un amortiguador de masa sintonizado (AMS) óptimo ubicado en una estructura asimétrica de un piso con tres ejes resistentes con comportamiento no lineal en dirección de la excitación sísmica. El comportamiento no lineal es modelado a través de la ecuación de Bouc-Wen. Se consideran dos criterios de optimización, el primero consiste en el balance uniforme y reducción de la energía histerética simultáneamente en los tres ejes resistentes no lineales y el segundo se basa en la minimización del daño de la estructura a través de un funcional de daño propuesto, consistente en la media entre la energía histerética normalizada del sistema y el coeficiente de correlación entre el desplazamiento y rotación de la planta, con el objetivo de alcanzar balance torsional. El estudio se realiza desde un punto de vista estocástico estacionario. Se encuentra que la frecuencia óptima del AMS se sintoniza con la frecuencia lineal equivalente del modo predominante. La posición óptima del AMS, para ambos criterios, se encuentra en el borde que en la condición de estructura sin AMS presenta una mayor deformación y energía histerética. Se observa que para el segundo criterio el término del coeficiente de correlación logra valor nulo, observándose balance torsional de la estructura. Por otra parte, el AMS es eficiente en la reducción de deformación y disipación de energía histerética en la estructura, reduciendo más, tanto la razón de energía histerética con respecto a la energía del sistema asimétrico como la deformación de borde, en el plano más cercano a la posición óptima del AMS.<hr/>The behaviour of the tuned mass damper (TMD) attached to an asymmetrical structure with three nonlinear plans in the direction of the seismic excitation is analyzed. The non-linear behaviour is modelled through the Bouc-Wen element. Two optimization criteria are considered: the first one consists on achieving simultaneously the uniform balance and reduction of the hysteretic energy in the non-linear plans; and the second is based on the minimization of the structural damage by means of a proposed damage functional, consisting in the mean between the standardized hysteretic energy of the system and the correlation coefficient between the movement and the rotation of the plant, in order to reach the torsion balance. The study is performed from a stochastic stationary point of view. It is found that the optimal frequency of the TMD is tuned with the linear equivalent frequency to the predominant mode. The optimal position of the TMD, for both studied criteria, is at the border where the greater deformation and hysteretic energy occur on the structure without TMD. It is noted that for the second criterion the term of the correlation coefficient reaches a null value, observing torsion balance of the structure. Also, the TMD is efficient in the reduction of the deformation and hysteretic energy dissipation, reducing more the hysteretic energy ratio with respect to the energy of the asymmetrical system, and the border deformation on the floor plan closer to the optimal position of the TMD. <![CDATA[Estimación simple del desplazamiento elástico máximo de techo de un muro esbelto de hormigón armado en voladizo considerando efectos dinámicos]]> http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-28132018000100055&lng=es&nrm=iso&tlng=es This article presents a simple method for estimating the maximum elastic roof displacement of a slender cantilever reinforced concrete RC wall, accounting for dynamic effects, named δ t e ν. The formulation computes δ t e ν as a function of an equivalent concentrated lateral load, acting at an equivalent height hv. The dynamic effects are included by calculating the equivalent height of a load pattern representative of the first mode of vibration, h1, and reducing it to be consistent with a lateral load distribution that imposes a deformed shape representative of higher modes upon the wall. This is executed when dividing h1 by the dynamic amplification factor ων, previously defined for capacity-based shear design. The displacement δ t e ν is obtained by imposing nominal yielding conditions at the critical cross-section of the wall, for the lateral load acting at the reduced height hv. Including well-established expressions for the nominal yielding curvature of RC cross-sections, a new formula for computing the maximum elastic top lateral drift ratio of the wall as a function of dimensionless numbers associated to the wall geometry, topology, and reinforcing steel is proposed. Using an example, it is shown that the novel expression provides more conservative results compared to those obtained with classical and recently proposed formulas, noting that this results into larger extensions of horizontal boundary confinement elements of a wall, for the same ultimate roof displacement. To conclude, the formulation is presented in a way suitable for its implementation within the Chilean code, and in simplified versions useful for quick hand calculations.<hr/>Este artículo presenta un método simple para estimar el desplazamiento elástico máximo de techo de un muro esbelto de hormigón armado en voladizo, incluyendo efectos dinámicos, llamado δ t e ν. La formulación calcula δ t e ν en función de una fuerza lateral equivalente, ubicada en una altura equivalente hv. Los efectos dinámicos son incluidos calculando la altura equivalente asociada a una distribución de cargas laterales representativa del primer modo, h1, reduciéndola para ser consistente con un patrón de cargas laterales que impone una deformada representativa de modos superiores de vibrar sobre el muro. Esto se ejecuta dividiendo h1 por el factor de amplificación dinámica ων, definido previamente para diseño al corte por capacidad. El desplazamiento δ t e ν se obtiene al imponer condiciones de fluencia nominal en la sección crítica del muro, para la carga equivalente aplicada en hv. Añadiendo expresiones bien establecidas para calcular la curvatura nominal de fluencia de secciones transversales de miembros de hormigón armado, se presenta una nueva fórmula para calcular la máxima razón de desplazamiento elástico de techo, en función de números adimensionales que dependen de la geometría, topología, y acero de refuerzo del muro. Usando un ejemplo, se demuestra que el nuevo método provee valores más conservadores que otros propuestos anteriormente, notando que esto resulta en mayores extensiones horizontales de elementos de borde, para el mismo desplazamiento último de techo. Para concluir, la formulación se presenta en una forma apta para ser implementada en la regulación sísmica chilena, y en versiones simplificadas útiles para cálculos a mano. <![CDATA[Determinación del nivel de desempeño de un edificio habitacional estructurado en base a muros de hormigón armado y diseñado según normativa chilena]]> http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-28132018000100063&lng=es&nrm=iso&tlng=es Se determina el nivel de desempeño de un edificio estructurado en base a muros de hormigón armado, el cual es diseñado según la normativa chilena vigente (DS60, 2011, DS61, 2011). Para determinar el nivel de desempeño se utiliza el Método de Espectro de Capacidad MEC, el cual superpone el espectro de capacidad y demanda sísmica. El espectro de capacidad se construye a partir de la curva de capacidad estructural del edificio, la cual se obtiene mediante un análisis estático no lineal pushover. Al utilizar esta herramienta se deben incorporar propiedades no lineales a los materiales que componen los muros usando leyes constitutivas (relaciones tensión-deformación). Para el análisis pushover se consideran 3 patrones de carga. Los espectros de demanda sísmica considerados se obtienen según movimientos sísmicos de diseño establecidos por Lagos et al. (2012) provenientes de estudios de riesgo sísmico en edificios chilenos. Además, se considera dos formas para la determinación del espectro de desplazamiento elástico: la establecida en el DS61 (2011) y la señalada por ATC y FEMA. A partir de los puntos de desempeño obtenidos se determinan distintos parámetros, tales como: desplazamientos y cortes por piso y tensiones en los muros. Con el fin de comparar los resultados obtenidos con lo propuesto por Vision 2000, se determina el desplazamiento objetivo (cociente entre desplazamiento de techo y altura del edificio). Se concluye que el edificio analizado cumple, para todos los puntos de desempeño determinados, que el desplazamiento objetivo no supera los límites establecidos por Visión 2000. Finalmente, el nivel de desempeño del edificio, para todos los casos considerados, no supera el operacional, lo cual coincide con la experiencia chilena, según Lagos et al. (2012).<hr/>The performance level of a residential building based on reinforced concrete walls was determined. The building was designed according with the current Chilean regulations (DS60, 2011, DS61, 2011). To determine the performance level, the Capacity Spectrum Method CSM was used, which superimposes the capacity and the seismic demand spectra. Capacity spectrum is built from the structural capacity curve of the building, which is obtained by performing a nonlinear static analysis (pushover). To use this tool, nonlinear properties of the materials must be incorporated in the wall elements using constitutive laws (stress-strain relationships). For the pushover analysis, three load patterns were considered. The seismic demand spectra considered in this study was obtained from design seismic movements proposed by Lagos et al. (2012) based on studies of seismic risk in Chilean buildings. Also two ways for the determination of the elastic displacement spectrum were considered: the one provided by the DS61 (2011) and that provided by ATC and FEMA. Different parameters such as displacement and shear by story and stresses in the walls were determined from the performance points obtained. In order to compare the results obtained in this research with those proposed by Vision 2000, the target displacement (ratio between roof displacement and height of the building) was calculated. As a conclusion, for all determined performance points of the building, the objective displacement does not exceed the limits established by Vision 2000. Also the performance level of the building, for all cases considered, does not exceed the operational level, which coincides with the Chilean experience, according to Lagos et al. (2012). <![CDATA[Análisis dinámico de una torre autosoportada sujeta a cargas de viento y sismo]]> http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-28132018000100078&lng=es&nrm=iso&tlng=es Las torres autosoportadas son estructuras que requieren atención especial bajo las acciones dinámicas generadas por cargas de viento y sismo. Se pueden identificar tres enfoques para el análisis dinámico de estas estructuras: métodos estáticos equivalentes, métodos en el dominio de la frecuencia y métodos en el dominio del tiempo. El desarrollo de la computación en las últimas décadas ha facilitado las aplicaciones de los métodos de análisis dinámico complejos, como el método del dominio del tiempo, que pueden resolverse mediante técnicas de superposición modal o de integración directa. Dada la coexistencia en la literatura de ambas técnicas en el análisis de torres autosoportadas, el presente trabajo tiene como objetivo comparar la respuesta en términos de desplazamientos y reacciones de soporte, de una torre autosoportada bajo la acción de cargas dinámicas de viento y sismo, utilizando la superposición modal y la integración directa. Los resultados de la aplicación de ambas técnicas mostraron diferencias inferiores al 2% en los valores de las reacciones de apoyo y los desplazamientos de la torre. El procedimiento basado en la superposición modal es más eficiente ya que consume menos tiempo y memoria computacional.<hr/>Self-supporting towers are structures that require special attention under the dynamic actions generated by wind loads and seismic loads. Three approaches can be identified for the dynamic analysis of these structures: equivalent static methods, methods in the frequency domain and methods in the time domain. The development of computation in recent decades has made easier the applications of complex dynamic analysis methods, such as the time domain method, that can be solved by means of modal superposition or direct integration techniques. Given the coexistence in the literature of both techniques in the analysis of the self-supported towers, the present work aims to compare the response in terms of displacements and support reactions, of a self-supported tower under the action of dynamic loads of wind and earthquake, using modal superposition and direct integration. The results of the application of both techniques showed differences of less than 2% in the values of support reactions and the displacements of the tower. The procedure based on modal superposition is more efficient since it consumes less time and computational memory. <![CDATA[Estudio de los pavimentos de túneles carreteros: ventajas de los pavimentos de hormigón frente a los bituminosos]]> http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718-28132018000100087&lng=es&nrm=iso&tlng=es Considerando tanto drenaje de un vertido accidental de una mercancía peligrosa sobre la calzada, así como el fuego de dicho vertido con afección a la capa de rodadura, se realiza un estudio comparado de los pavimentos de hormigón y pavimentos bituminosos para túneles de carretera (con capas de rodadura de hormigón o bituminosas). Según se concluye en el presente trabajo, en túneles carreteros en los que se autorice el paso de mercancías peligrosas, la consideración conjunta de ambos aspectos aconseja la ejecución de pavimentos con capa de rodadura de hormigón (pavimentos de hormigón) en túneles de más de 500 m de longitud.<hr/>Considering both drainage of an accidental spillage of a dangerous goods on the road, as well as the fire of that spill with affection to the surface layer, a comparative study is made of the concrete pavements and bituminous pavements for road tunnels (with surface layers of concrete or bituminous). As concluded in the present work, in road tunnels that authorize the passage of dangerous goods, the joint consideration of both aspects advises the execution of pavements with surface layers of concrete (concrete pavements) in tunnels of more than 500 m long.