Ingeniería Civil (Mag.)
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Item Evaluación del comportamiento de las conexiones semi-rígidas para reducir el peso de estructuras de acero mediante el análisis elástico de segundo orden(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-10-14) Díaz Escobedo, José Emilio; Fernández Dávila Gonzales, Víctor IvánEsta tesis se enfoca a en el comportamiento estructural de cuatro tipos de conexiones Semi-rígidas Ángulo simple en el alma (SWA), Ángulo doble en el alma (DWA), Ángulo superior e inferior en las alas (TSFA) y Ángulo superior e inferior en las alas con doble ángulo en el alma (TSFADWA), para determinar su influencia en el comportamiento de pórticos arriostrados en sus extremos. Tomando en cuenta el modelo matemático de Hasan, Kishi y Chen (1998) que permite identificar el comportamiento no lineal de estas conexiones y con la ayuda de un programa en Matlab, se ha evaluado el comportamiento no lineal de 4832 casos de conexiones con distinta geometría, cargas y peraltes de viga; estos resultados se presentan el Anexo A. De igual forma se elaboró otro programa en Matlab que permite ingresar el comportamiento no lineal de la conexión e incorporarlo al análisis no lineal de toda la estructura, en este caso se evaluaron 360 casos de pórticos arriostrados con distinta geometría, parámetros sísmicos, cargas y el grado de rigidez de acuerdo al tipo de conexión. De la evaluación de conexiones se puede decir que, las conexiones Simples en alma (SWA) resisten el 50% de las conexiones doble en el alma (DWA), las conexiones TSFA conectadas a las alas de la viga, su resistencia depende más del espesor de los ángulos que de la longitud, y en conexiones TSFA-DWA el comportamiento es variable, cuando los ángulos conectados en el alma son esbeltos, su aporte se reduce y el aporte de los ángulos conectados en las alas de la viga aumenta. Y, de la evaluación de pórticos se concluyó que el grado de rigidez m = 11 permite reducir el peso de estructuras hasta en 20% y si el grado de rigidez es mayor a 11, sólo permite reducir el peso de la estructura hasta 22%. Finalmente, se aplicó el análisis de regresión múltiple con la data recolectada de la evaluación de pórticos para plantear cuatro fórmulas analíticas que determinan en forma rápida el peso de la estructura, el momento sísmico transmitido a la cimentación por los arriostres, el drift en el último nivel y el periodo fundamental con un margen de error de 10%.Item Análisis experimental del comportamiento de vigas de concreto armado reforzadas con bandas de CFRP bajo acciones cíclicas en reversa cuasi-estática(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-06-16) Samaniego Palomino, Juan Diego Ricardo; Fernández Dávila Gonzales, Víctor IvánEl uso de fibra de carbono CFRP (Carbon Fiber Reinforced polymer) para la reparación, rehabilitación y reforzamiento de estructuras de concreto armado, ha generado interés en su estudio, debido a su versatilidad en la restitución de la capacidad de elementos estructurales principalmente en zonas de alto riesgo sísmico. El presente trabajo de tesis muestra los resultados experimentales de cuatro especímenes de vigas de concreto armado dispuestas en voladizo, reforzadas externamente con CFRP, y sometidas a cargas cíclicas controladas por desplazamientos laterales. Los especímenes se construyeron a escala natural y con las siguientes características: sección rectangular: 25 x 40 cm, longitud total: 215 cm; refuerzo interno: barras de acero longitudinal (ASTM A615 grado 60), resistencia cilíndrica del concreto: 210 kg/cm2; refuerzo externo: láminas de CFRP de 200 x 20 x 0.1 cm (longitud x ancho x espesor) colocadas en las zonas sometidas a tracción. El ensayo consistió en la aplicación de carga cíclica en el extremo del voladizo, representado por 10 pares de amplitudes crecientes en 10% del desplazamiento lateral máximo de cada viga. Se dispuso de una serie de sensores para medir los desplazamientos laterales en ambas caras del elemento (zona de tensión y zona compresión), medición incremento de carga inducida cuando la carga somete a una cara lateral a tensión y a compresión cuando la carga impuesta ejerce el empuje en el sentido contrario, con la finalidad de evaluar la degradación de rigidez, la ductilidad, y la cantidad de energía absorbida por el elemento en cada amplitud creciente. Se observó en ambas caras sometidas a tensión y compresión (de acuerdo a la imposición de carga positiva o negativa) que la adición de CFRP redujo el daño en la sección para incrementos de cargas en amplitudes menores debido al incremento de rigidez aportada por el sistema FRP, controlando el proceso de agrietamiento, e incrementando la resistencia a carga máxima en 35 %. Los resultados preliminares señalan un mejor desempeño de los especímenes reforzados con CFRP, reduciendo el desplazamiento lateral máximo en 64%, y comprobándose una reducción en el agrietamiento; además, con el incremento de desplazamiento lateral y la adición de una (01) y tres (03) capas de CFRP la degradación de rigidez disminuyó para los elementos ensayados. El análisis del comportamiento de vigas de concreto armado reforzadas a flexión con bandas de fibra de carbono CFRP, bajo acciones cíclicas en reversa “Cuasi-estática” (carga y descarga), a través de la conservación de sus propiedades como: capacidad resistente, ductilidad, degradación de rigidez y disipación de energía, fue el objetivo principal del presento proyecto.