Browsing by Author "Madera Sierra, Ingrid Elizabeth"

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    Determinación del desempeño de una edificación de muros delgados en concreto reforzado aislada sísmicamente en la base
    (Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2023) Cuesta Mosquera, Sebastián; Bernal Álvarez, Santiago; Madera Sierra, Ingrid Elizabeth; Cundumí Sánchez, Orlando
    Los sistemas constructivos han cambiado a lo largo de la historia y se encuentran siempre en constante desarrollo y adaptación a nivel mundial; Colombia no ha sido la excepción y ha experimentado una transición en el uso de diferentes métodos constructivos a través de los años. Con el fin de reducir costos y tiempo en la construcción de edificios residenciales, se han implementado los muros delgados en concreto reforzado (MDCR) en muchas zonas del país como una alternativa muy practica en las últimas décadas. Teniendo en cuenta distintas investigaciones, como la realizada por el CEER (Colombian Earthquake Engineering Research Network), se evidencia un desempeño limitado de este tipo de estructuras ante amenazas sísmicas considerables, debido a que, la capacidad de rotación inelástica de este sistema es limitada, al igual que su capacidad de disipación de energía, para espesores reducidos, entre 10 y 15 cm, que no presentan el suficiente confinamiento. Por problemáticas como esta, en los últimos años se han venido desarrollando distintas tecnologías, una de ella son los aisladores sísmicos de base que permiten reducir la transferencia de energía sísmica de la tierra al edificio durante un sismo, lo cual implica mejorar el desempeño de los muros evitando daños estructurales que pongan en riesgo la integridad de las personas. Dicho lo anterior, en este trabajo de grado se analizarán edificios con el sistema constructivo de MDCR aislados sísmicamente en la base. Para esto, se planteará un sistema de aislamiento sísmico con el cual se diseñarán los edificios en el rango elástico (análisis lineal); posteriormente, se realizará un análisis estático no lineal evaluando el desempeño y nivel de daño de las estructuras estudiadas; y, por último, se determinará la viabilidad del uso de aisladores sísmicos de base en este tipo de edificaciones.
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    Evaluación de la incidencia técnico-económica del uso de aislamiento sísmico en el diseño de tanques elevados
    (Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2022) Forero Vélez, Oscar Daniel; Madera Sierra, Ingrid Elizabeth; Gómez Pizano, Daniel
    Los tanques de almacenamiento elevados son usados por la industria y la comunidad en diversos campos y constituyen parte de la infraestructura esencial; deben permanecer funcionales durante y después de un evento sísmico para asegurar el suministro en los sistemas contra incendios y evitar el cese del servicio público. La necesidad de encontrar una forma más económica de aumentar el nivel de desempeño y reducir los costos asociados a la rehabilitación y construcción de tanques elevados nuevos se relaciona con los recursos nacionales que pueden ser optimizados para lograr un mayor alcance para la población que requiere de una inversión en este tipo de infraestructura. En este trabajo se evaluó la utilización del aislamiento sísmico en tanques elevados nuevos en Colombia, con el propósito de determinar la incidencia técnica y de costos en la estructura. Para esto, se trabajó con un caso de estudio, resultado de la indagación sobre la tipología estructural más usada en Colombia, realizando su diseño convencional y su diseño aislado, según las normativas vigentes; se determinó el nivel de daño para cada caso y se realizó una comparación técnica y económica entre ambos diseños. Para el caso aislado, se realizó un análisis con dispositivos Lead Rubber Bearing (LRB), High Damping Rubber Bearing (HDRB) y Unbounded Fiber Reinforced Elastomeric Isolator (U-FREI), y se estudiaron dos alternativas para la ubicación de estos, en la interfaz tanque-pórticos, y en la base. Los resultados de este trabajo mostraron la necesidad de realizar aclaraciones de la Normativa Colombiana NSR-10 con respecto al diseño de estas estructuras. Además, se demostró la disminución de las cantidades de materiales en el acero de refuerzo y volúmenes de concreto al usar aislamiento sísmico, así como el aumento del nivel de desempeño y reducción del daño sobre los elementos de concreto. Adicionalmente, se escogió la metodología de interacción fluido-estructura simplificada de otros autores que mejor representara el comportamiento dinámico del sistema.
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    Impacto económico de la implementación de aisladores sísmicos de bajo costo para la mitigación del riesgo en puentes preesforzados nuevos y existentes
    (Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2020) Gómez Restrepo, Manuela; Madera Sierra, Ingrid Elizabeth
    En el presente documento se detalla el procedimiento y análisis realizado para el desarrollo del trabajo de grado, prerrequisito para obtener el título de Magíster en Ingeniería Civil de la Pontificia Universidad Javeriana Cali. El trabajo se centró en la evaluación del impacto económico de la implementación de aisladores sísmicos de bajo costo para la mitigación de riesgo en puentes preesforzados, tanto nuevos como existentes, de la red vial del Valle del Cauca. El proyecto se desarrolló mediante un estudio de caso de un puente existente, el cual fue repotenciado con metodologías convencionales de diseño y comparado con una repotenciación implementando aisladores fibro-reforzados sin conexión (U-FREIs) de bajo costo. Además, se presentó una propuesta de diseño estructural para un nuevo puente, utilizando tanto metodologías convencionales como U-FREIs de bajo costo. Las comparaciones se realizaron en términos de costos directos, cuantificados a partir de volumetrías y cuantías de refuerzo.
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    “Laboratorio Lambda de la Pontificia Universidad Javeriana – Cali: diseño de la edificación y de la plataforma experimental”
    (Pontificia Universidad Javariana Cali, 2024) Bastidas Betancourt, Carlos Eduar; Madera Sierra, Ingrid Elizabeth; Cundumí Sánchez, Orlando
    El estudio de los materiales de construcción constituye un insumo fundamental para comprender cuál es su funcionalidad al implementarse en la estructuración de proyectos y obras civiles. La constante investigación en materiales nuevos y tradicionales, así como la incorporación de estos en configuraciones típicas y atípicas, ha permitido el desarrollo de códigos de construcción a nivel nacional e internacional que procuran brindar las recomendaciones adecuadas para garantizar la seguridad, preservación de vidas y defensa del patrimonio del estado y los ciudadanos. En este proyecto de grado, se presenta la evaluación y selección de alternativas y el diseño de una infraestructura capaz de ejecutar ensayos en estructuras y elementos estructurales de diferentes materialidades a escalas aproximadas a la realidad para la Pontificia Universidad Javeriana Cali, con el objetivo de detallar su comportamiento ante aplicación de diferentes patrones de carga, generando un impacto positivo a la investigación en el suroccidente colombiano. Esta infraestructura denominada como plataforma experimental se diseñó contemplando la acción de cargas estáticas y dinámicas provenientes de actuadores, así como el efecto asociado a su uso y el de fuentes externas como los terremotos. Se tuvo en cuenta criterios de rigidez estructural para evitar deformaciones excesivas; se analizaron frecuencias de vibración de acuerdo con las propiedades de los materiales y geometría establecida a fin de evitar efectos negativos de funcionamiento como la resonancia; se efectuaron análisis de interacción dinámica suelo –estructura para contemplar el efecto del suelo en la respuesta dinámica de la plataforma y se evaluaron parámetros de desempeño que permitieron obtener un sistema apropiado desde la resistencia y operatividad o servicio. Así mismo, se incluye el diseño y especificaciones de construcción del Laboratorio Lambda de la Pontificia Universidad Javeriana Cali, el cual se dividió en dos componentes asociados a la estructura de cerramiento de la plataforma experimental y la ampliación de la zona de mezclas del actual laboratorio de la PUJC para permitir espacios multifuncionales. Para el primer componente, se proyectó una estructura metálica, que fue diseñada de manera que no tuviese sobreesfuerzos ni flexibilidades más allá de los requisitos definidos en la normatividad nacional e internacional vigente. Además, se verificó a partir de metodologías basadas en desempeño, su comportamiento esperado ante la aplicación de cargas laterales incrementales y su capacidad de incursionar en un rango de inelasticidad y disipación de energía mediante procedimientos de análisis de plastificación progresiva o también llamados “Pushover”. Para la ampliación de la zona de mezclas o segundo componente del Laboratorio Lambda, se implementaron metodologías de análisis modal espectral para corroborar el comportamiento de la estructura tanto para los elementos existentes, así como para las ampliaciones proyectadas. Finalmente, producto de todos los diseños se obtuvieron las especificaciones y detalles necesarios para la construcción mediante planos estructurales
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    Mejoramiento del comportamiento mecánico de aisladores sísmicos de caucho reciclado modificando el refuerzo y la adherencia entre capas
    (Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2024) Rivas Ordoñez, Faider Sebastián; Madera Sierra, Ingrid Elizabeth; Rojas Manzano, Manuel Alejandro
    El aislamiento sísmico es una estrategia de diseño estructural que permite mitigar los daños provocados por los movimientos telúricos a través de dispositivos que disipan la energía de los terremotos. Estos dispositivos pueden reforzarse con materiales rígidos como el acero (SREI) o flexibles como las fibras (FREI). La incorporación de fibras ha permitido reducir costos y peso, facilitando su implementación en la construcción. Entre las fibras más utilizadas se encuentran las de vidrio, carbono y nylon, seleccionadas por sus propiedades mecánicas. Los FREI, además de su mayor flexibilidad, presentan una rigidez vertical similar a la de los SREI y reducen el abombamiento lateral del elastómero. En Colombia, investigaciones recientes han demostrado que el uso de fibra de poliéster en FREIs ofrece rigideces comparables a las de la fibra de carbono, pero con un costo significativamente menor. Sin embargo, cuando se emplea con una matriz de caucho reciclado, las propiedades mecánicas disminuyen. Dado que estos dispositivos combinan fibra y caucho, es crucial garantizar una adhesión adecuada en su interfaz. Tradicionalmente, se ha utilizado el adhesivo Chemlok, que requiere curado térmico, lo que prolonga el proceso y reduce su practicidad. Ante esta problemática, se plantea la necesidad de explorar nuevos materiales que cumplan con los requisitos estructurales y sean de fácil acceso. En este contexto, la presente investigación analiza el desempeño de distintos refuerzos flexibles y adhesivos mediante ensayos mecánicos y prototipos, con el objetivo de evaluar su eficacia y determinar la alternativa más adecuada para su aplicación en dispositivos aisladores sísmicos.