Maestría en Ingeniería - Énfasis en Ingeniería Civil

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Cálculo de esfuerzos y deformaciones en macizo rocoso caso cantera Cachibí

Galván Ceballos, Manolo | 2019

El presente trabajo muestra los resultados de los esfuerzos y deformaciones, realizados a través de una modelación en elementos finitos en el software Midas GTS NX para una cantera dedicada a la extracción de agregados pétreos mediante el sistema de minería a cielo abierto. Para realizar esta modelación, se realizaron los ensayos de laboratorio necesarios para obtener las propiedades físicas del macizo rocoso a estudiar, siendo necesario un estudio detallado de la geología del sector a través de información suministrada por la cantera para realizar la correcta caracterización de la zona de estudio. Debido a la creciente demanda de agregados pétreos en la ciudad de Cali, inducido por diversos factores, se ha reportado un significativo aumento en la explotación minera en ciertos puntos de la cordillera occidental, los cuales cuentan con permisos de la agencia minera para tal fin. Teniendo en cuenta esta condición y el limitado conocimiento del sector minero referente a las herramientas de análisis en elementos finitos, se ha desarrollado este proyecto, tomando como caso puntual, la cantera Agregados y Mezclas Cachibí, donde se realizó la caracterización el macizo rocoso y el respectivo análisis de esfuerzos y deformaciones del mismo, dando como resultados las zonas donde hay más sensibilidad a los riesgos por desprendimientos y derrumbes debido a las voladuras que allí se ejecutan. El resultado de esta investigación, es un mapa de la zona donde nos muestra los sectores más propensos a riesgos por debilitamiento del macizo rocoso, a partir de esta información es fácil escoger los sitios donde se realizarán posteriores voladuras que representen menos riesgos, diseñar obras de mitigación que permita evitar desprendimientos y análisis de direccionamiento de banqueos que optimicen la producción de manera segura. Se recomienda el análisis de zonas sensibles de riesgo por desprendimientos para el diseño de las actividades mineras en las canteras a cielo abierto de la ciudad, ya que las condiciones de seguridad aumentarían notablemente.

Desarrollo e implementación de un laboratorio virtual de ingeniería sísmica.

Gomez Pizano, Daniel | 2016

Este proyecto tiene el propósito de desarrollar e implementar un laboratorio virtual para proporcionar un medio en línea para realizar experimentos en diversas áreas de ingeniería sísmica. Los laboratorios virtuales se han consolidado en la última década como una valiosa herramienta de apoyo para el ejercicio académico en diferentes áreas de la formación profesional. Con este proyecto se pretende implementar prácticas virtuales para el aprendizaje, mediante el desarrollo de módulos para proporcionar un medio de experimentos interactivos en línea, destinado a proporcionar una comprensión conceptual de temas relacionados con la dinámica de estructuras y la ingeniería sísmica. Además, el proyecto contempla el desarrollo de la página web que albergará el laboratorio virtual. Adicionalmente se plantean estos escenarios como un medio para fortalecer las experiencias académicas e investigativas del estudiante por fuera del aula de clase. Este trabajo está enmarcado en el proyecto de investigación “Desarrollo e implementación de un laboratorio virtual de Ingeniería sísmica”, que hace parte de la convocatoria “Innovación educativa con uso de las tecnologías de la información y la comunicación 2011-2012” del Ministerio de Educación nacionales [1].

Cimentaciones especiales para construcción de un sótano en edifico histórico: estudio de caso antiguo colegio de la Sagrada Familia en Cali Colombia

Cárdenas Ordoñez, Harold | 2017

Este proyecto se desarrolló como un estudio de caso en torno a la transformación del antiguo Colegio de La Sagrada Familia ubicado en el barrio El Peñón en la ciudad de Santiago de Cali, el cual, después de un siglo de uso institucional, se encuentra en proceso de transformación en una plataforma hotelera que requirió la construcción de un sótano bajo uno de los edificios existentes, de tal forma que garantizara su conservación dada su condición patrimonial. Teniendo en cuenta lo anterior, surgió la necesidad de realizar el seguimiento a su construcción, evaluando diferentes métodos de submuración dependiendo de las características del suelo y las condiciones particulares del sitio. Las situaciones que se identificaron antes de la intervención, las soluciones propuestas, así como la reflexión acerca de las mismas serán plasmadas en este documento como lecciones aprendidas para la ingeniería local y para proyectos que requieran una intervención similar.

Caracterización del comportamiento estructural de perfiles metálicos postensados

Cruz, Alejandro | 2016

Cuando se presentan deficiencias en el servicio en estructuras metálicas existen diferentes alternativas de solución como es el aumento de la sección de los elementos estructurales, lo que genera que este procedimiento altere la geometría y genere incomodidad a los usuarios. Existe otra alternativa de solución como es utilizando el tensionamiento de perfiles metálicos el cual mejor el comportamiento estructural del elemento.

Evaluación de modelos de interacción humano-estructura y estrategias de control estructural a través de un problema de referencia

Thomson, Peter | 2019

En los últimos años se han reportado numerosos casos de puentes peatonales que presentan problemas de vibración excesiva inducida por las actividades humanas. Algunas de las causas son: mayor flexibilidad estructural, menor peso propio y el uso de grandes luces entre sus apoyos. Como resultado, la evaluación de la capacidad de servicio o serviciabilidad de vibraciones se ha convertido en un tema de gran interés científico y técnico, debido a la necesidad de garantizar la comodidad de los usuarios de los puentes peatonales. La precisión de la evaluación de la serviciabilidad de vibraciones de estas estructuras requiere una visión detallada del comportamiento estructural bajo las cargas dinámicas inducidas por personas, sin embargo, los modelos para representar dichas cargas aún se encuentran en desarrollo. El mejoramiento y desarrollo de modelos más precisos dependen, en gran medida, de la disponibilidad de datos experimentales para su validación. En este documento se presenta una descripción detallada de los efectos dinámicos inducidos por la caminata de una persona en un puente peatonal, a partir de un extenso conjunto de registros experimentales de vibración de más de 100 personas. La estructura de referencia (UV HSI Footbridge Testbed) consiste en un puente peatonal de 12.0 m de longitud y 1.2 m de ancho. Se presenta un análisis estadístico de la influencia del peatón en la respuesta de la estructura. Con base en los registros experimentales, se propone un problema de referencia para evaluar el desempeño de los modelos de interacción humano-estructura, que contempla la influencia de una persona en un puente peatonal, en la dirección vertical. Se analizaron dos tipos de modelos para representar las cargas inducidas por personas: fuerza móvil (FM) y sistema masa-resorte-amortiguador (SMD, , de sus siglas en inglés ¿Spring-Mass-Damper¿) móvil de un grado de libertad (MSMD). Para cada tipo de modelo se evaluó una representación tradicional (pulso continúo) y una variación que considera la longitud de paso en su formulación (pulso discreto). Los modelos que tienen en cuenta las variaciones de las propiedades dinámicas del sistema humano-estructura presentan un mejor desempeño que los que simplifican la acción del peatón como una carga externa. Finalmente, se propone una métrica para evaluar el desempeño de estrategias de control, enfocadas a la mitigación de las vibraciones inducidas por personas. Se analizaron dos sistemas de control, uno pasivo y uno semiactivo. El sistema de control semiactivo logró mayores reducciones que el pasivo y un buen desempeño en todo el rango frecuencias de paso del peatón. El desempeño de los modelos de control estructural está sujeto al desempeño del modelo de IHE empleado para simular la acción del peatón

Grado de madurez en gestión de proyectos de una empresa constructora de vivienda en Santiago de Cali: caso de Buenavista constructora y promotora S.A.S

Orobio Quiñones, Armando | 2018

Las empresas constructoras de vivienda dentro de su esquema organizacional funcionan a través de procesos que les permiten alcanzar los objetivos de cada uno de sus proyectos. Generalmente en Colombia, su estandarización se realiza de acuerdo con la experiencia y al crecimiento de las compañías, más que a la implementación de alguna herramienta administrativa. En la actualidad, está demostrado que contar con un sistema de Gestión de Proyectos permite mejorar significativamente los objetivos de tiempo, costo, calidad y alcance, consiguiéndolos de manera exitosa y repetida. Con el propósito de medir la capacidad de las compañías en la gestión de sus proyectos, se han creado los modelos de madurez como estándares que permiten evaluar a las organizaciones y establecer sus fortalezas, debilidades y planes de mejoramiento para alcanzar el grado de madurez deseado. El estudio desarrollado y descrito en este documento, permitió determinar el grado de madurez de Buenavista Constructora y Promotora S.A.S., compañía edificadora de la ciudad de Santiago de Cali, e identificar el nivel de cumplimiento de los modelos de madurez Organizational Project Maturity Model (OPM3), Colombian Project Management Maturity Model V5.0 (CP3M V5.0) y el Construction Industry Macro Maturity Model (CI3M). Además, en él se comparan los modelos evaluados y se establecen sus similitudes y diferencia

Optimización estructural de los puentes provisionales de Smurfit Kappa Cartón de Colombia S.A. (SKCC)

Marulanda Casas, Johannio | 2014

Este documento presenta el análisis experimental realizado a dos puentes provisionales de madera construidos por la empresa Smurfit Kappa Cartón de Colombia SA en zona de extracción forestal. La identificación experimental se realizó con ensayos estáticos y dinámicos y dicha información fue usada en el ajuste de dos modelos numéricos desarrollados en SAP2000 para cada una de las estructuras. El ajuste se realizó para tres fechas de ensayos distintas usando tres metodologías de ajuste, dos determinísticas (Algoritmos Genéticos de Alto Rendimiento y Programación Cuadrática Secuencial) y una metodología probabilística (Bayes Inference). El ajuste de los modelos permitió realizar simulaciones en diferentes condiciones de carga y evaluar ambas estructuras en diferentes condiciones de servicio y resistencia para, finalmente, realizar recomendaciones de diseño y construcción

Ductilidad de una conexión a momento empleando vigas de alma expandida

Areiza Palma, Gilberto | 2011

Las vigas de alma expandida son perfiles metálicos I de alma llena o vigas armadas que al realizarles un corte en el alma, zigzagueante o circular, desplazarlos y soldarlos en el alma dan como resultado perfiles de mayor altura y rigidez. Su principal beneficio radica en que al ser utilizadas en grandes luces se pueden obtener reducciones en el costo total del proyecto hasta del 40% en comparación a vigas de alma llena. En la actualidad se conoce información acerca del comportamiento a flexión, cortante y fuerza axial de los perfiles de alma expandida, sin embargo, no se tiene un conocimiento detallado del comportamiento de las conexiones a momento viga-columna. Por consiguiente, la pregunta que se planteó es ¿Cuál es el comportamiento de una conexión a momento viga-columna con elementos de alma expandida?. Para resolver este problema se construyó una conexión a momento a escala real con una viga celular encontrando una capacidad de rotación máxima de 0.03 radianes y una capacidad de rotación suficiente que permite su utilización en pórticos resistentes a momento con capacidad moderada de disipación de energía PRM-DMO

Evaluación de la respuesta sísmica en el estrato de suelo del edificio 350 de la Universidad del Valle

Cruz Escobar, Alejandro | 2015

En la presente investigación se evaluó la respuesta sísmica local de los suelos bajo el Edificio 350 de la Universidad del Valle, teniendo como marco conceptual el Estudio de Microzonifiación Sísmica de Santiago de Cali y el Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente vigente (NSR-10). El análisis realizado se llevó a cabo mediante la implementación de metodologías de tipo dinámico no lineal, en particular los métodos de Series de Volterra y Lineal Equivalente, tanto para el caso unidimensional como bidimensional. Estas metodologías fueron evaluadas ante diferentes rangos de deformación cortante, y comparadas experimentalmente con ensayos realizados a una caja cortante sujeta a una mesa sísmica. Los resultados muestran que la metodología Lineal Equivalente presenta un mejor comportamiento para el rango de deformaciones esperadas en la ciudad de Cali. Los resultados de la investigación muestran una clara amplificación de las aceleraciones en superficie con respecto al estrato de suelo duro encontrado a 30 metros de profundidad, pasando de 0.2 g en el basamento rocoso a 0.93 g en la superficie para periodos cortos (T < 0.8 segundos). Por último, se propone un espectro de diseño armonizado con la NSR-10 para la zona del Edificio 350

Desarrollo computacional de elementos planos para el Toolbox de elementos finitos FEM de matlab: FEM-e2D

Marulanda Casas, Johannio | 2014

Estudio de la variabilidad en la implementación del Last Planner System (LPS) en proyectos que adoptan la herramienta por primera vez [recurso electrónico]

Bonilla Morales, Ana Lucía | 2019-11-05

El sistema Last Planner (LPS) se usa para estabilizar el flujo de trabajo basándose en los principios de Lean Production aplicados a la construcción. Es un sistema de planificación y control que permite identificar las causas que no aportan en el cumplimiento del plan de trabajo, así como estabilizar la variabilidad en la ejecución de las tareas planificadas

“Formulación y evaluación de un parque de exposición tecnológico industrial”.

Manotas Duque, Diego Fernando | 2019-09-24

La vinculación real de las escuelas de ingeniera con el sector Industrial del país, no ha sido posible -de una manera significativa- a pesar de las diferentes políticas gubernamentales a lo largo de las últimas décadas, la unión es deseable con el fin de aumentar la productividad y el desarrollo sostenible, además se debe constituir en una simbiosis en donde la academia pueda revertir sus conocimientos científicos para aumentar la productividad y la industria aporte recursos logísticos y económicos con el mismo fin. El ¿Parque de exposición tecnológico industrial¿ cuyo estudio de factibilidad constituye el presente documento es un proyecto que pretende crear un mecanismo que de manera viable, funcional, de beneficio mutuo, sostenible y de riesgo moderado permita el trabajo conjunto de la universidad con la empresa privada. El Parque es un espacio debidamente adecuado de exposición abierta y permanente al público que busca promover, difundir la innovación tecnológica1 industrial y el cuidado del medio ambiente, brindando a los estudiantes de bachillerato, Universidades, Sena, gobierno y empresarios un lugar de encuentro en el cual puedan aprender y desarrollar competencias tecnológicas, obtener capacitación, difundir sus realizaciones y políticas, encontrar posibles fuentes de apoyo y financiación, aprovechar el tiempo libre sanamente y recrearse.

Estimación de la variación espacio temporal de la evapotranspiración real en el Valle del Cauca y su relación con la amenaza de sequía meteorológica, entre los años 2000 al 2015.

Baquero Montoya, Olga Lucía | 2019-06-12

Este estudio analiza la variabilidad espacial y temporal de la evapotranspiración real (ETR) en el Departamento del Valle del Cauca, empleando información mensual y semanal del producto MOD16 para el periodo del 2000 al 2015. Encontrando que el comportamiento de la evapotranspiración real en el departamento del Valle del Cauca es unimodal, presentando valores bajos de ETR entre los meses de noviembre a febrero y valores altos entre los meses de mayo a agosto. Los resultados obtenidos al comparar los patrones de variación de la evapotranspiración real con la altitud (msnm) y eventos ENSO de categoría moderada y fuerte, demostró que existe una relación inversa entre los valores de evapotranspiración de MOD16 y la altura, la cual no en todos los casos se cumple, de igual modo se identificó que la evapotranspiración real se ve afectada significativamente en presencia del Fenómeno del ENSO cuando se presenta magnitud fuerte e intensidad prolongada. Los resultados del análisis de la relación entre la evapotranspiración real y la sequía meteorológica en una zona piloto en el Valle del Cauca, mediante la implementación del Índice Estandarizado de Evapotranspiración (SETI) y del Índice de Precipitación Estandarizada (SPI), muestran que el uso de estos índices de manera conjunta permiten identificar la amenaza de sequía meteorológica, por disponibilidad del agua en el tiempo. El presente estudio contribuye al conocimiento sobre la variación de la Evapotranspiración Real en el Valle del Cauca y su relación con la amenaza de sequía meteorológica.

Análisis del efecto de la ejecución de obra pública sin anticipo : costos asociados al contratista.

Orobio Quiñones, Armando | 2018-06-26

El presente trabajo de investigación analiza los efectos financieros para el contratista en la ejecución de obra pública sin anticipo, se identifican los costos financieros en los que debe incurrir usando curvas de costos e ingresos y la metodología del Project Finance. Estas técnicas permiten medir a través del flujo de caja libre, la relación que existe entre los anticipos y los costos asociados tales como intereses financieros, para facilitar la toma de decisiones que garanticen el cumplimiento de los objetivos del proyecto. Se encontró evidencia de que este tipo de contratos, se requiere del anticipo con el fin de generar flujos de caja positivos. No obstante no es necesario un anticipo del 50%, debido a que los incrementos en la rentabilidad para el contratista son marginales.

Modelación para la precalificación de conexión a momento usando perfiles armados.

Areiza Palma, Gilberto | 2016-09-08

Para los pórticos resistentes a momento, las conexiones rígidas viga-columna y empalmes de columnas, son las encargadas de asegurar el buen comportamiento de estos y que sean capaces de asimilar los momentos que se imponen sobre la viga y/o columna, en especial, por las acciones horizontales, por lo que resulta conveniente estudiar y diseñar este tipo de conexiones para permitir un diseño más rápido, seguro y económico en las estructuras de acero de los edificios, reduciendo asi el tiempo y el riesgo de equivocarse por parte de los ingenieros y fabricantes. En esta investigación se estudia el proceso de precalificación de una conexión tipo END PLATE CON CUATRO PERNOS SIN RIGIDIZAR usando perfiles armados de acuerdo a las recomendaciones del AISC en sus publicaciones ANSI/AISC 358-10 y ANSI/AISC 358s1-11 “Prequalified Connections for Special and Intermedíate Steel Moment Frames for Seismic Applications”111 (Conexiones Precalificadas para Pórticos Resistentes a Momento Especiales e Intermedios para aplicaciones Sísmicas), ANSI/AISC 341-10 “Seismic Provisions for Structural Steel Bulldings”[2] (Provisiones Sísmicas para Edificios de Acero Estructural) y la Federal Emergency Management Agency (FEMA) con su publicación FEMA-350 “Recommended Seismic Design Criterio for New Moment-Frame Buildings”131 (Recomendaciones de Diseño Sísmico para Pórticos Resistentes a Momento en los Nuevos Edificios de Acero). El ensayo de precalificación se realizó a manera teórica mediante la implementación de un modelo matemático en un software basado en el método de elementos finitos, se determinó la localización de la articulación plástica, el comportamiento de la zona de panel de la conexión, la curva momento en la cara de la columna contra rotación de la viga, el valor del coeficiente R de la conexión y se implemento un procedimiento básico para la estandarización de conexiones a momento para edificios con sistema estructural de pórticos resistentes a momento con capacidad especial y moderada de disipación de energía en el rango inelástico (PRM DES / PRM DMO).

Incidencia de la componente vertical sísmica en el comportamiento estructural de una edificación en mampostería estructural

Cabrera Santacruz, Oscar Fabián | 2015-09-16

La primera parte del presente trabajo evalúa y selecciona algunos de los registros sísmicos, más importantes ocurridos principalmente en Colombia, con el fin de establecer si existe o no correlación entre el valor de la componente vertical sísmica y la componente horizontal y presentar los criterios definidos por algunas de las normas y códigos a nivel mundial, referente a la consideración de la componente vertical de sismo. Posteriormente en la segunda parte se analizan cuatro modelos estándar de edificaciones, de 3, 5, 10 y 15 niveles, en mampostería estructural sin y bajo la acción de la componente vertical sísmica (V), siguiendo los lineamientos definidos en la normatividad vigente Colombiana NSR10; con el propósito de determinar la incidencia de V en la respuesta de los elementos estructurales, a nivel de fuerzas y esfuerzos.

Análisis de los efectos de incertidumbre en tiempo y costo en proyectos de construcción de carreteras.

Orobio Quiñones, Armando | 2015-09-10

Muchos de los proyectos de infraestructura vial que se realizan en Colombia, por lo general manifiestan problemas con cumplimiento, retrasos y sobrecostos, principalmente debido a que los cronogramas y presupuestos están basados en datos determinísticos que no representan la realidad de los proyectos. Planteada esta situación se hace necesario presentar una metodología que permita identificar los factores de riesgos que más inciden en la planeación de estas obras. Partiendo de lo anterior se escogió un proyecto finalizado de infraestructura vial, el cual fue modelado bajo métodos de análisis de riesgo. Para ello fue necesario utilizar como base los registros históricos de proyectos similares en el sector público, con el fin de elaborar bajo herramientas estadísticas, curvas de probabilidades de rendimientos y costos unitarios para las diversas actividades que componen el proyecto. Al final de la simulación se obtuvieron los resultados de identificación de las actividades que afectan directamente la variabilidad de un proyecto en costo y duración como son la colocación de Base y de Carpeta asfáltica; y se definieron algunas de las causas más comunes que afectan estas actividades como la lluvia y el acarreo de materiales.