Estructuras

Nueva técnica en la construcción de edificios podría hacerlos resistir terremotos

2009-03-16T20:46:00.000-07:00

Réplica de un edificio para simular terremotos y probar la tolerancia al mismo - Imagen de la Universidad de Michigan

Investigadores de la Universidad de Michigan están simulando terremotos en un laboratorio para comprobar su nueva técnica para fortalecer altos rascacielos de concreto.

Los ingenieros a cargo del proyecto usaron concreto con fibra reforzada de acero y desarrollaron mejores rayos de acople que requieren menos afirmación de los materiales y resulta más fácil la construcción de la edificación. Los rayos de acople conectan las paredes altas alrededor de aberturas como ser puertas, ventanas y huecos de ascensor. Estas aberturas necesarias pueden debilitar las paredes.

“Simulamos un terremoto que está muy por encima del rango del máximo sismo registrado, y nuestra prueba fue muy exitosa. Nuestros rayos al concreto con fibra reforzada se comportan tan bien como lo esperábamos, lo cual es mucho más que los rayos usados hoy en día”, declara James Wight, catedrático del Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental.

Para cuantificar los resultados, se midió la distorsión de la estructura creada, lo cual sería el movimiento en la cima del edificio comparado con el movimiento en su base. En un terremoto de gran escala, un edificio puede tolerar una distorsión de 1% o 2% . Las estructuras de prueba pudieron soportar hasta un 3%.

Estos nuevos rayos podrían proveer una manera más fácil, económica y fuerte de construir edificios en zonas frecuentemente afectadas por terremotos.

Departamento Ingeniería y Desarrollo. Un concepto de trabajo diferente.

2009-03-16T20:39:00.000-07:00

Hace más de 30 años que desarrollamos ingeniería de estructuras de madera desde las más simples a las más complejas. El concepto que ha quiado a Scerbo en su trabajo es el de pensar las estructuras como un sistema, desde la preparación hasta el montaje, considerando cada pieza y cada tarea como parte integral de un conjunto. Esta filosofía se traduce en una enorme cantidad de soluciones, detalles constructivos y estrategias de montaje que han sido creados para cada caso en particular. “No hay una sola solución para un mismo problema estructura, todo dependerá de la imaginación del proyectista…..” Héctor Scerbo

ESTUDIOS INSTITUTO NACIONAL HIDRÁULICO EN CONJUNTO CON LA PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DE CHILE

2009-01-02T19:56:00.000-08:00

ESTUDIOS HIDRÁULICOS RIO LONCOMILLA, SECTOR PUENTE LONCOMILLA

UBICACIÓN RIO LONCOMILLA , VII REGION

MANDANTE VARIOS (DIRECCIÓN DE VIALIDAD DEL MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS – CUERPO MILITAR DEL TRABAJO)

ESTADO EN DESARROLLO

DESCRIPCION:

Con motivo de la falla del puente Loncomilla, (ruta L-30-M, entre Talca y Constitución, sobre el río Loncomilla) ocurrida el 18 de noviembre de 2004, varias instituciones solicitaron al INH el desarrollo de diferentes estudios en el sector del puente, con el propósito de analizar los aspectos hidráulicos relacionados con el colapso del puente.

Los principales aspectos en estudio son los siguientes:

Levantamiento topobatimétrico, en una longitud de 2.500 metros y ancho promedio de 200 metros, que incluye la elaboración de cinco planos de planta, detalles y perfiles.
Aspectos hidráulicos y medidas de protección temporal de socavaciones en pilas del puente viejo. El propósito es determinar los parámetros hidráulicos más importantes del escurrimiento del río Loncomilla, en el sector del puente del mismo nombre, bajo las condiciones actuales y en una situación de crecida. Además, se pretende estimar el incremento de la socavación. Para esto, se realizó una modelación del cauce utilizando la topografía indicada anteriormente y se calculó los correspondientes ejes hidráulicos.
Análisis hidráulicos y de socavaciones para el proyecto de un nuevo puente, denominado “Las Brisas de Loncomilla”.

Vista parcial del puente colapsado.

Puente Loncomilla. Vista desde aguas arriba, desde ribera poniente.

ANÁLISIS E INFORME DE OBRAS PASEO COSTERO BARÓN – PORTALES: EMPOBRECIMIENTO DE PLAYA Y EVALUACIÓN DE ENROCADOS

UBICACIÓN V REGION

MANDANTE DIRECCIÓN DE OBRAS PORTUARIAS (DOP)
DEL MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS (MOP)

ESTADO EN DESARROLLO

DESCRIPCION:

Estudio a nivel de Ingeniería Básica para el diseño de las obras de protección costera del proyecto Paseo Wheelwright que une El Muelle Barón con Caleta Portales.

El borde costero entre el Muelle Barón y Caleta Portales posee una longitud aproximada de 2km y se caracteriza por poseer sectores rocosos y formaciones playosas. Entre ambos sectores se ubican galpones y construcciones ferroviarias abandonadas, que motivan el interés a nivel de gobierno para su refacción y posterior embellecimiento, para dar origen a un proyecto multipropósito para el beneficio de la ciudad de Valparaíso y Viña del Mar. Junto con este proyecto se plantea la creación de un paseo costero para el uso público que una la caleta con el muelle.

El INH diseñará, en base a formulaciones teórico-empíricas, las obras de protección costera entre el muelle Barón y las construcciones ferroviarias; y realizará una modelación matemática de la evolución del perfil de la playa contigua a la Tornamesa.

ESTUDIOS BÁSICOS DEL COMPORTAMIENTO HIDRÁULICO MARÍTIMO DE LAS LOCALIDADES DE POYO Y BUILL

UBICACIÓN X REGIÓN

MANDANTE DIRECCIÓN DE OBRAS PORTUARIAS (DOP)
DEL MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS (MOP)

ESTADO EN DESARROLLO

DESCRIPCION:

El objetivo de este estudio corresponde a la planificación de la infraestructura adecuada para mejorar la conectividad marítima de la ruta entre Hornopirén y Chaitén. Las obras necesarias para dicho objetivo, corresponden a rampas en los extremos de la península Huequi, en las localidades de Caleta Poyo por el norte y a Caleta Buill por el sur. Las principales actividades que contempla el estudio propuesto por el INH corresponden a recopilación y revisión de antecedentes, topobatimetría, medición de corrientes (Lagrangianas y Eulerianas), medición de mareas, medición de vientos, modelación matemática y layout de anteproyecto de obras.

ESTUDIO PARA EL MEJORAMIENTO DE LA DESEMBOCADURA DEL RÍO TIRÚA VIII REGIÓN

UBICACIÓN VIII REGIÓN

MANDANTE DIRECCIÓN DE OBRAS PORTUARIAS (DOP)
DEL MINISTERIO DE OBRAS PÚBLICAS (MOP)

ESTADO EN DESARROLLO

DESCRIPCION:

El mejoramiento de la desembocadura del río Tirúa forma parte de las obras del Programa Bicentenario de la VIII región. De acuerdo con el discurso del Sr. Ministro de Obras Públicas, Transportes y Telecomunicaciones, Sr. Javier Etcheberry C. en Concepción, de fecha 16 de septiembre de 2002, el proyecto se enunció como sigue:

“Acceso a isla Mocha: Se mejorará la conexión al continente desde la isla Mocha, a través de la construcción de rampas y muros de defensa en la desembocadura del río Tirúa y que contribuirán a la protección de los habitantes de esta localidad frente a crecidas fluviales. Las obras contempladas tanto en la isla como al frente en el continente, en Tirúa, permitirán ahorros de hasta dos horas para los viajes marítimos que hoy demoran seis.”

Para el presente estudio se plantean los siguientes principales objetivos:

Efectuar un diagnóstico hidráulico sedimentológico de la situación actual del sistema estuarial.
Elaborar una redefinición de las obras planteadas para la desembocadura de acuerdo a requerimientos y funcionamientos actuales.
Realizar el anteproyecto de obras de mejoramiento para la desembocadura.

Vista panorámica actual del río Tirúa en la desembocadura y zona de estudio.

ESTUDIO EN MODELOS MATEMÁTICO Y FÍSICO DE LA DESEMBOCADURA DEL RÍO SAN JOSÉ, 2008

UBICACIÓN ARICA – I REGIÓN

MANDANTE DOP

DESCRIPCION:

El estudio de la descarga del río San José y de los espigones propuestos como solución a la contaminación de la playa Chinchorro y el embanque del puerto de Arica, se realizó mediante 2 extensas campañas de terreno, modelación física de arenas, modelación matemática para la dispersión de la pluma de sedimentos. El estudio recomendó no construir las obras.

OBJETIVOS:

Verificar el funcionamiento de las alternativas de anteproyecto propuestas para la optimización de la desembocadura del río San José. Las alternativas de optimización deben evitar que la bajada estival del río contamine la playa Chinchorro y embanque el muelle al servicio del Perú.

MODELOS FÍSICOS HIDRÁULICOS BOCATOMAS PROYECTOS HIDROELÉCTRICOS CHACAYES Y CIPRESES, 2008

UBICACION VI REGIÓN

MANDANTE PACIFIC HYDRO CHILE.

DESCRIPCION:

Se construyeron 2 modelos físicos independientes para cada una de las bocatomas de los proyectos hidroeléctricos Chacayes y Cipreses. Los modelos físicos se utilizaron para optimizar canal desripiador, barreras, compuertas, protecciones de enrocado, desarenadores de las obras de toma, así como también para evaluar el comportamiento de las obras en condiciones de operación y en crecidas. El modelo incluyó calibración hidráulica y de transporte de sedimentos.

OBJETIVOS:

Estudiar el funcionamiento hidráulico y los procesos de mecánica fluvial que se desarrollan en las bocatomas de los proyectos hidroeléctricos Chacayes y Cipreses.

AEROPUERTO DE MADEIRA

2008-12-27T13:11:00.000-08:00

El aeropuerto de Madeira también conocido como Aeropuerto de Funchal y Aeropuerto Santa Catarina, se encuentra situado cerca de Funchal, Madeira.
El aeropuerto era ampliamente conocido por su corta pista de aterrizaje, que, rodeada de altas montañas por un lado y el mar por el otro, hacía bastante difícil los aterrizajes, incluso para los más experimentados pilotos. El largo original de la pista era sólo 1,400 metros, pero se amplió después de diversos incidentes ocurridos en 1977 y posteriormente fue reconstruido en el 2003, casi duplicando el tamaño de la pista.

Por las obras de ampliación de la nueva pista de aterrizaje el aeropuerto de Funchal, ganó el premio Oustanding Structures Award, otorgado por la Asociación Internacional de Puentes e Ingenieria estructural.

http://www.airliners.net/open.file/535002/L/
http://www.airliners.net/open.file/580562/L/
http://www.airliners.net/open.file/579755/L/
http://www.airliners.net/open.file/330175/L/

METODOS DE DISEÑO

2008-12-27T12:54:00.001-08:00

METODOS DE DISEÑO:

En un principio, las estructuras se diseñaron empleando esfuerzos permisibles o de trabajo, que limitaban el esfuerzo normal o tangencial de una pieza o una fracción del esfuerzo de fluencia del material, razón por la cual se le denomina comúnmente "diseño elástico" aunque es más correcto el termino: "diseño por esfuerzos permisibles o de trabajo".

Cabe señalar que si se aprovecha la resistencia del material más allá de su punto de fluencia (como es el caso del acero) y se defina el esfuerzo permisible en función del esfuerzo de falla se estará diseñando plásticamente, por lo cual es impropio el término de diseño elástico.

DISEÑO PLASTICO:

Actualmente las estructura se diseñan teniendo en cuenta separadamente las cargas P que se multiplican por un factor de carga Fc > 1 que amplifica las cargas, y por otro lado la resistencia del elemento se obtiene nominalmente considerando su capacidad última de falla (Rn) para conseguir secciones económicas , se reduce con factores de resistencia Fr <>

FcP <>

De donde: F.S. a la falla = Fc > 1/ Fr <>> 1

Sin embargo, este diseño denominado comúnmente "plástico" debería llamarse "diseño por factores de carga y resistencia", pues si en lugar de elegir la resistencia a la ruptura (Fu) tomamos el esfuerzo de fluencia (Fy) obtenemos un diseño elástico

El método LRFD y el de las NTC-Metálicas siguen este método para el diseño por estados límites de falla; es decir, el diseño para elementos mecánicos y/o esfuerzos que aseguran la resistencia mecánica del elemento estructural ante el colapso.

Mientras que el diseño por estado límite de servicio incluye la revisión por deflexiones, vibraciones y demás efectos en las estructuras para que no afecten su buen funcionamiento.

FACTORES DE CARGA:

Los factores de carga incrementan sus magnitudes para tomar en cuenta las incertidumbres para estimar sus valores:

REGLAMENTO LRFD	COMBINACIONES MAS FRECUENTES
Carga muerta = D	U = 1.4 D
Carga viva = L	U = 1.2 D + 1.6 L + 0.5 (Lr ó S ó R)
Carga viva en techo = Lr	U = 1.2 D +1.6 (Lr ó S ó R)
Carga viento = W	U = 1.2 D +1.3 W + 0.5 L +0.5 (Lr ó S ó R)
Carga por sismo = E	U = 1.2 D + 1.5 E + (0.5L ó 0.2S)
Carga de nieve = S	U = 0.9 D – (1.3 W ó 1.5 E)
Carga de lluvia = R
Carga última total = U

Carga muerta = CM	*1.4 CMmáx ó 1.5 CMmáx
Carga viva = CV	*1.4 (CMmáx + CVmáx ) ó1.5(CMmáx + Cvmáx )
Carga por viento = V	**1.1 (CMmed. + CVinst. + S en una dirección ó V)
Carga sísmica = S	***0.9 (CMmin + CVmin) + 1.1 (S en una dirección o V
	****1.0 (CMmed. + CVmed)

* Combinaciones comunes.
** Combinaciones accidentales.
*** Caso de volteo.
**** Revisión por estado límite de servicio

FACTORES DE RESISTENCIA:

Para estimar con precisión la resistencia última de un elemento estructural se deben tomar en cuenta la incertidumbre que se tiene en las hipótesis de diseño, resistencia de materiales, dimensiones de cada sección, mano de obra, aproximación de los análisis, etc.

REGLAMENTO LRFD

Factores de resistencia:

Aplastamiento en zonas de pernos, fluencia del alma bajo cargas

concentradas, cortante en tornillos o en juntas tipo fricción.

Vigas sometidas a flexión y cortante, soldaduras tipo filete con esfuerzos

permisibles paralelos a su eje.

Columnas, aplastamiento del alma, aplastamiento en agujeros.

0.80 Cortante en el área efectiva de soldaduras de penetración parcial.

Tornillos a tensión, soldaduras de tapón o muesca, fractura de la sección

neta de miembros a tensión

Aplastamiento en tornillos (diferentes al tipo A-307)

Aplastamiento en tornillos A-307.

Aplastamiento en cimentaciones de concreto.

REGLAMENTO NTC- DISEÑO DE ESTRUCTURAS METALICAS :

Fr	CASO
0.9	Resistencia a tensión para estado límite de flujo plástico en la sección total, resistencia a flexión y cortante en vigas, determinación de cargas críticas, tensión o compresión paralela al eje de soldaduras tipo filete y de penetración parcial.
0.80	Tensión normal al área efectiva en soldaduras de penetración parcial cortante en el área efectiva en soldaduras de penetración completa.
0.75	Resistencia a tensión por estado límite de fractura en la sección neta, resistencia a compresión para estado límite de pandeo local en secciones tipo 4, cortante en el área efectiva en soldaduras de filete, cortante paralela al eje de la soldadura de penetración parcial, resistencia a tensión de tornillos.
0.70	Resistencia a compresión de columnas de sección transversal circular hueca tipo 4.
0.60	Resistencia al cortante en conexiones por aplastamiento.

REGLAMENTO NTC – METALICAS (MEXICO):

GENERALIDADES :

Tipos de estructura:

TIPO 1.- Comúnmente designados marcos rígidos o estructuras continuas, los miembros que las componen están unidas por conexiones rígidas (nodos rígidos). Tales conexiones deben ser capaces de transmitir cuando menos 1.25 veces el momento y fuerzas normales y cortantes de diseño de cada uno de los miembros que une la conexión.

TIPO 2.- Comúnmente designados armaduras, unidas con conexiones que permiten rotaciones relativas, siendo capaces de transmitir el 100% de las fuerzas normales y cortantes, así como momentos no mayores del 20% de los momentos resistentes de diseño de los miembros que une la conexión.

Las estructuras tipo 1, se pueden analizar por los métodos elásticos o plásticos paraeste último deberán cumplirse las siguientes condiciones:

Fy <>
La gráfica esfuerzo - deformacion debe presentar la siguiente características:

las secciones de los miembros que forman la estructura sean todas tipo 1 (secciones compactas).
Los miembros estén contraventeados lateralmente.
Se usa doble atiesador en almas donde se formen articulaciones plásticas en la sección donde hay cargas concentradas.

No se aplican cargas que produzcan falla por fatiga ni halla fallas de tipo frágil .

ESTRUCTURA

2008-12-27T10:31:00.000-08:00

Estructuras. Las estructuras son el elemento básico de toda construcción y su función es recibir y transmitir su peso y el de las fuerzas exteriores al terreno, de manera que todos sus elementos estén en equilibrio. La transmisión de dichos esfuerzos de logra mediante la transformación en esfuerzos internos y su distribución a lo largo de las piezas estructurales.

Forma de trabajo. Por su forma de trabajo las estructuras pueden ser activas o pasivas.
a) Estructuras activas: son capaces de modificar que las fuerzas hagan rodeos a través de una estructura, arco, dinteles, etc.
b) Estructuras pasivas: transmiten los esfuerzos en forma directas, como en un muro de carga o una columna, porque estos solo son elementos interpuestos entre las cargas y el terreno.

Tipos de estructuras. Las viviendas construcciones en general tienen una estructura mixta, constituida por muros de carga de mampostería, así como por columnas, trabes y cubiertas del concreto armado, llamadas estructuras tradicionales. Estructuras tradicionales: los conceptos y nociones acerca de la diferencia del grado de elasticidad de los materiales ayudan a comprender la razón de estas estructuras. En el caso de estructuras planas, al pasar de ciertas dimensiones, son antieconómicas y muy pesadas. Estructuras de concreto armado: Las estructuras de concreto armado tienen gran aplicación en la construcción, debido a las ventajas siguientes:
a) Baja costo
b) Facilidad de ejecución, incluso por mano de obra no calificada ni especializada.
c) Facilidad de diseño de formas mediante el moldeo.

Por otra parte, el concreto se emplea en diversos tipos de estructuras, construidas por columnas, trabes y losas.

Estructuras de acero. La denominación estructura de acero se emplea para designar perfiles laminados, barras y planchas preparadas para ensamblado, mediante punzonado, remachado, soldado y cepillado. El acero para estructuras se emplea en la construcción de edificios, puentes, torres con estructuras similares que requieren armazones resistentes para sostener cargas considerables y para resistir fuerzas de índole diversa. Para tales propósitos, el acero laminado es uno de los materiales de construcción mejor conocido y más confiable, por las razones que se expondrán a continuación. Además, es especialmente apropiado para armaduras de puentes y edificios sobre vanos largos, así como para vigas, tirantes y columnas cuando la rigidez de la construcción. El acero se ha utilizado como material de construcción durante más de un siglo, tiempo en el cual se ha sometido a pruebas, estudios y análisis más minuciosos y estrictos que cualquier otro material de construcción, por ejemplo, todas las laminaciones de acero para estructuras se prueban física y químicamente.

Algunas ventajas de las estructuras de acero: El acero se recomienda especialmente como material de construcción por las razones siguientes:
a) Su método de manufactura esta tan controlado y mecanizado, que sus propiedades físicas son casi invariables; además, sus elementos (como carbono, hierro, etc.) se combinan con gran exactitud científica, según formulas perfeccionadas después de ensayos completos.
b) Cada partícula de acero se somete a prueba antes de hacerse s comprobación final.
c) Es muy resistente a esfuerzos de toda clase, como tracción, compresión, cortante, torsión, curvas, etc.

Columnas de acero. Las columnas de acero pueden ser sencillas, fabricadas directamente con perfiles estructurales, empleados como elemento único, o de perfiles compuestos, para los cuales de usan diversas combinaciones, como las viguetas H, I, la placa, la solera, el canal y el tubo y el ángulo de lados iguales y desiguales.