DSpace Comunidad :https://repositorio.uta.edu.ec/jspui/handle/123456789/9012024-03-28T17:30:47Z2024-03-28T17:30:47ZEvaluación de la vulnerabilidad sísmica de edificaciones de estructuras metálicas de la parroquia La Península, Ambato, Ecuador: Propuesta de reforzamiento estructural de una edificación representativaPérez Castro, Víctor Hugohttps://repositorio.uta.edu.ec/jspui/handle/123456789/404092024-01-24T21:40:01Z2024-01-01T00:00:00ZTítulo : Evaluación de la vulnerabilidad sísmica de edificaciones de estructuras metálicas de la parroquia La Península, Ambato, Ecuador: Propuesta de reforzamiento estructural de una edificación representativa
Autor : Pérez Castro, Víctor Hugo
Resumen : The parish of La Peninsula in the city of Ambato is located in an area of high seismic
hazard in Ecuador. This parameter, together with the vulnerability of the buildings and
the level of exposure, represents the level of risk that could occur in the face of these
events.
Seismic vulnerability is a magnitude that allows quantifying structural damage, failure
modes and resistance capacity under the action of an earthquake, based on the
characteristics of the building such as the type of structural system, irregularities in the
floor plan, elevation, frequency of maintenance, application of regulations,
construction codes and other parameters that are controllable, to provide an overview
of the degree of vulnerability and seismic risk index of the buildings. The first step was to identify the buildings in which the main component was the metal
structure, and from there, with the help of the forms proposed in the FEMA P-154,
NEC 15 and FUNVISIS standards, it was finally possible to establish the degree of
vulnerability of these buildings.
For the interpretation of the results, the NEC 15 and AISC 360 criteria were used
because the buildings found in the area were of traditional moment frames. A
representative building in the area was selected to evaluate in detail the seismic
vulnerability, in this case a linear static and spectral modal analysis was performed,
Descripción : La parroquia La Península de la ciudad de Ambato se encuentra en una zona con alta
peligrosidad sísmica en el Ecuador, este parámetro sumado a la vulnerabilidad de las
edificaciones y el nivel de exposición representan el nivel de riesgo que podría
presentarse frente a estos eventos.
La vulnerabilidad sísmica es una magnitud que permite cuantificar los daños
estructurales, modos de falla y capacidad de resistencia bajo la acción de un sismo,
que se basa en las características propias de la edificación como el tipo de sistema
estructural, irregularidades en planta, elevación, frecuencia de mantenimiento,
aplicación de normativas, códigos de construcción y otros parámetros que son
controlables, para brindar un panorama general acerca del grado de vulnerabilidad e
índice de riesgo sísmico que presentan las edificaciones. En primera instancia se identificaron las construcciones en las que su principal
componente era la estructura metálica, a partir de ello con la ayuda de los formularios
propuestos en las normas FEMA P-154, NEC 15 y FUNVISIS, finalmente se pudo
establecer el grado de vulnerabilidad de estas.
Para la interpretación de los resultados se usaron los criterios de la NEC 15 y AISC
360 debido a que las edificaciones encontradas en la zona fueron de pórticos
tradicionales a momento. Se seleccionó una edificación representativa dentro de la
zona para evaluar de forma detallada la vulnerabilidad sísmica, en este caso se realizó
un análisis estático lineal y modal espectral, posteriormente se planteó un sistema de
reforzamiento estructural y se verificó su eficiencia y los criterios de diseño
sismorresistente establecidos por la normativa actual vigente. Finalmente, se usaron
herramientas computacionales para el cálculo estructural y la verificación del diseño
planteado.2024-01-01T00:00:00ZEstudio del comportamiento sísmico de la interacción suelo-cimentación en una estructura metálica representativaMorales Zúñiga, Humberto Ramirohttps://repositorio.uta.edu.ec/jspui/handle/123456789/401432023-10-10T22:43:13Z2023-10-01T00:00:00ZTítulo : Estudio del comportamiento sísmico de la interacción suelo-cimentación en una estructura metálica representativa
Autor : Morales Zúñiga, Humberto Ramiro
Resumen : Ecuador is located in an area of high seismic hazard, mountainous terrain, slopes of
low, medium and high slopes in the Sierra region mainly, the high housing deficit and
without considering the danger of founding the structures in this type of soil, the
human being makes disorderly settlements and without any planning and control by
government entities, This is why it is necessary to carry out a comprehensive technical
analysis to determine the favorable response of the building to a dynamic event in a
sloping terrain. The factors involved in the dynamic soil-structure interaction were
analyzed, such as accelerations, velocities, displacements, the relationship between
them and the variations in the fundamental period of the structure when considering
the flexibility of the foundation soil; For which through the use of springs and dampers
(impedance functions) that represent the dynamic response of the IDSE system based
on the Barkan model and the NEC-15, the increase of the flexibility in the foundation
base of the soil-structure interaction model, with respect to the rigid base model in a
type D soil, was determined by means of dynamic and experimental simulation. As a
consequence of the present research work, a notorious change in the behavior of the
foundation of the structure was obtained, which was subjected to the load solicitations initially proposed and related to the traditional rigid base model. The results of the
present study can be used to improve design and construction techniques, in addition
to providing relevant information to professionals in the engineering field on the soilfoundation interaction of structures. In order to extend the analysis of the
aforementioned conditions, an analysis of the soil-structure behavior can be included
in future research.
Descripción : Ecuador está ubicado en una zona de alta peligrosidad sísmica, terrenos montañosos,
laderosos de pendientes bajas, medias y altas en la región Sierra principalmente, el alto
déficit habitacional y sin considerar la peligrosidad de fundar las estructuras en este
tipo de suelos, el ser humano realiza asentamientos desordenados y sin ninguna
planificación y control por parte de las entidades gubernamentales, viviendas que son
construidas sin un debido orden, diseño estructural, inspección profesional de
ejecución de obras, por lo que amerita realizar un análisis técnico integral que permita
determinar la respuesta favorable de la edificación ante un evento dinámico y en un
terreno laderoso. Se analizaron los factores que intervienen en la interacción dinámica
suelo-estructura como aceleraciones, velocidades, desplazamientos, la relación que
existe entre ellas y las variaciones en el periodo fundamental de la estructura al
considerar la flexibilidad del suelo de fundación; para lo cual mediante el uso de
resortes y amortiguadores (funciones de impedancia) que representan la respuesta
dinámica del sistema IDSE en base al modelo de Barkan y la NEC-15, se determinó el
incremento de la flexibilidad en la base de fundación del modelo de interacción suelo-estructura, con respecto al modelo de base rígida en un suelo tipo D, por medio de la
simulación dinámica y experimental. Como consecuencia del presente trabajo de
investigación se obtuvo un cambio notorio en el comportamiento de la cimentación de
la estructura la cual fue sometida a las solicitaciones de cargas inicialmente planteadas
y se relacionó con el modelo tradicional de base rígida. Los resultados del presente
estudio pueden ser empleados para mejorar las técnicas de diseño y construcción,
además de proporcionar información relevante a los profesionales del campo ingenieril
sobre la interacción suelo-cimentación de las estructuras. Con la finalidad de ampliar
el análisis de las condiciones antes mencionadas se pueden incluir en futuras
investigaciones un análisis del comportamiento suelo-estructura.2023-10-01T00:00:00ZEvaluación de vulnerabilidad sísmica de edificaciones metálicas, hormigón y/o mixtas en la parroquia San Bartolomé de Pinllo, Ambato, Ecuador: propuesta de reforzamiento estructural del edificio de San BartoloméZúñiga Zamora, Libio Vladimirhttps://repositorio.uta.edu.ec/jspui/handle/123456789/384832023-04-11T23:24:18Z2023-03-01T00:00:00ZTítulo : Evaluación de vulnerabilidad sísmica de edificaciones metálicas, hormigón y/o mixtas en la parroquia San Bartolomé de Pinllo, Ambato, Ecuador: propuesta de reforzamiento estructural del edificio de San Bartolomé
Autor : Zúñiga Zamora, Libio Vladimir
Resumen : The current degree project includes two parts, the first one deals with the study of the
seismic vulnerability of existing buildings by using three methodologies, two
international and one national, which will be carried out using the qualitative method
of rapid visual inspection of houses, using the forms by the Federal Emergency
Management Agency (FEMA P - 154) standard, the Building Indexes for Seismic Risk
Management of the Venezuelan Foundation for Seismological Research (FUNVISIS)
and the Practical Guide for Seismic Evaluation and Rehabilitation of Structures, of the
Ecuadorian Construction Standard (NEC 2015), each methodology will assign values
and vulnerability indexes, and seismic prioritization to all buildings evaluated.
The project will be carried out in a sample of buildings in the parish of San Bartolomé
de Pinllo in the canton of Ambato, province of Tungurahua, to obtain vulnerability
levels of the sector and assess the damage that may occur in buildings in an earthquake, hence the importance of proposing the research of modern systems of structural
reinforcement. The buildings of the parish have vulnerabilities that are between
medium-low and medium-high, which demonstrates the importance of applying these
methods of rapid evaluation so that local governments can propose mitigation plans
for seismic disasters.
The second part of the research proposes the study of the steel building of the
Decentralized Autonomous Government of San Bartolomé de Pinllo, with a special
occupancy category, which is required to determine its structural behavior with the
increase of two additional floors to the building, through static, linear dynamic and
nonlinear analysis, respectively.
To do so, three structural models of the 6-story building were applied. In the first one,
linear static and dynamic analysis was developed, in which the effects of the loads and
the equilibrium of the internal forces of the structure were determined, to obtain
displacements and floor drifts according to the Ecuadorian Construction Standard
(NEC 15); In the second model, it was possible to determine the behavior of the
structural elements with the sections considered, which make up the building, through
plastic ball joints, using a non-linear static analysis (PUSHOVER), to obtain an
indicator of the performance of the existing structure.
In the third structural model, viscous fluid-type energy dissipators with single
diagonal-type configurations were implemented. In addition, three pairs of synthetic
accelerogram records were considered, each with its two horizontal components N-S
and E-W, parameters necessary to analyze the structure through a nonlinear dynamic
analysis (Time-History), to obtain the behavior of the structure with more real data and
control its effects resulting from the increase of the two required floors, with which
results of the influence of the dissipators on the structure, floor drifts, displacements
and performance levels were obtained.
The structural elements and the proposed reinforcement system were designed based
on the American Institute of Steel Structures Code (AISC 360-10), the American
Society of Civil Engineers (ASCE/SEI 41-17), and the Ecuadorian Construction
Standard (NEC-15).
Finally, the referential cost of the proposed reinforcement system was determined.
Descripción : El actual proyecto de titulación contempla dos partes, la primera, trata el estudio de la
vulnerabilidad sísmica de edificaciones existentes mediante tres metodologías dos
internacionales y la nacional, las mismas, que se efectuarán por medio del método
cualitativo de inspección visual rápida de viviendas, utilizando los formularios de
acuerdo a la norma de la Agencia Federal para el Manejo de Emergencias (FEMA P –
154), los Índices de Edificios para la Gestión del Riesgo Sísmico de la Fundación
Venezolana de Investigaciones Sismológicas (FUNVISIS) y la Guía práctica para
evaluación sísmica y rehabilitación de estructuras, de la Norma Ecuatoriana de la
Construcción (NEC 2015), cada metodología asignará valores e índices de
vulnerabilidad, y priorización sísmica a todas de las edificaciones evaluadas. El
proyecto señalado será efectuado en una muestra de edificaciones de la parroquia San
Bartolomé de Pinllo del cantón Ambato, provincia de Tungurahua, a fin de obtener niveles de vulnerabilidad del sector y valorar los daños que puedan presentarse en las
edificaciones ante un sismo, de allí radica la importancia de plantear la investigación
de sistemas modernos de reforzamiento estructural. Las edificaciones de la parroquia
presentan vulnerabilidades que se encuentran entre media baja y media alta, las cuales
demuestran la importancia de aplicar estos métodos de valoración rápida, con la
finalidad de que los gobiernos locales puedan proponer planes de mitigación ante
desastres sísmicos.
La segunda parte de la investigación, propone el estudio de la edificación de acero del
Gobierno Autónomo Descentralizado de San Bartolomé de Pinllo, con categoría de
ocupación especial, la cual se requiere determinar su comportamiento estructural con
el incremento de dos pisos adicionales a la edificación, mediante análisis estáticos,
dinámicos lineales y no lineales, respectivamente.
Para realizar aquello se aplicaron tres modelos estructurales de la edificación
conformada de 6 pisos, en el primero se desarrolló un análisis estático y dinámico
lineal, en el cual se determinó los efectos de las cargas y el equilibrio de las fuerzas
internas de la estructura, a fin de obtener desplazamientos y derivas de piso de acuerdo
a lo que establece la Norma Ecuatoriana de la Construcción (NEC 15); En el segundo
modelo, se pudo conocer el comportamiento de los elementos estructurales con las
secciones consideradas, que conforman el edificio, a través de rótulas plásticas,
mediante un análisis estático no lineal (pushover), a fin de obtener un indicador del
desempeño de la estructura existente.
En el tercer modelo estructural, se implementaron los disipadores de energía de tipo
fluido viscoso con una configuración tipo diagonal simple. Además, se consideraron
tres pares de registros de acelerogramas sintéticos, cada una con sus dos componentes
horizontales N-S y E-O, datos necesarios para analizar la estructura mediante un
análisis dinámico no lineal (Tiempo–Historia), con la finalidad de obtener el
comportamiento de la estructura con datos más reales y controlar sus efectos producto
del incremento de los dos pisos requeridos, la cual se obtuvo resultados de la influencia
de los disipadores en la estructura, derivas de piso, desplazamientos, niveles de
desempeño.
Los elementos estructurales y el sistema de reforzamiento planteado, fueron diseñados
basándonos en la normativa del Código Americano del Instituto de Estructuras de Acero (AISC 360-10), la Sociedad Americana de ingenieros civiles (ASCE/SEI 41 –
17), y la norma Ecuatoriana de la Construcción (NEC-15).
Finalmente, se determinó el costo referencial del sistema de reforzamiento propuesto.2023-03-01T00:00:00ZAnálisis de juntas tipo bridas apernadas para estructuras de telecomunicaciones de tipo monopolo usando el método de elementos finitosMuyulema Muyulema, Dany Germánhttps://repositorio.uta.edu.ec/jspui/handle/123456789/383902023-04-05T21:26:28Z2023-03-01T00:00:00ZTítulo : Análisis de juntas tipo bridas apernadas para estructuras de telecomunicaciones de tipo monopolo usando el método de elementos finitos
Autor : Muyulema Muyulema, Dany Germán
Resumen : Monopole structures are used as telecommunication towers, especially in urban areas
where zoning is difficult. The load hypothesis that predominates their design is wind,
since most of the collapses are due to this effect. The most critical part that is more
prone to failure in the towers is the bolted flange joint, which requires a special focus
in the design to guarantee its resistance and performance over time. In the present
investigation, a finite element model was obtained that approximated the actual
structural behavior of bolted flange joints. The finite element models were developed
in a specialized software and monotonic lateral load tests were performed for their
validation. The results obtained by measuring loads and displacements in the tests were
compared with those obtained in the finite element model, showing non-significant
variations in the points of interest of the bolted flange. The finite element model was
useful for predicting the structural behavior of the flanges, making the design process
more dynamic.
Descripción : Las estructuras tipo monopolo son utilizadas como torres de telecomunicaciones
especialmente en áreas urbanas donde la zonificación es difícil. La hipótesis de carga
que predomina su diseño es la de viento, ya que la mayoría de los colapsos se deben a
este efecto. La parte más critica que es más propensa a fallar en las torres es la junta
de brida apernada por lo que requiere un enfoque especial en el diseño que garantice
su resistencia y desempeño a lo largo del tiempo. En la presente investigación se
obtuvo un modelo de elementos finitos que se aproximó al comportamiento estructural
real de las juntas de brida apernada. Los modelos de elementos finitos se desarrollaron
en un software especializado y para su validación se efectuaron ensayos de carga
lateral monotónica. Los resultados obtenidos mediante las medidos correspondientes
a cargas y desplazamientos en los ensayos se compararon con los obtenidos en el
modelo de elementos finitos, evidenciando variaciones no significativas en los puntos de interés de la brida apernada. El modelo de elementos finitos planteado fue útil para predecir el comportamiento estructural de las bridas dinamizando el proceso de diseño.2023-03-01T00:00:00Z