Examinando por Autor "Quintana Gallo, Patricio"
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Ítem Análisis y Diseño Sísmico de un Edificio Estructurado con Paneles Livianos de Madera (LTF)(Universidad de Valparaíso, 2020-05) Cortés Páez, María Fernanda; Quintana Gallo, PatricioA lo largo de los años, el hormigón y el acero han sido ampliamente utilizados como materiales constructivos: su comportamiento a compresión y a tracción, respectivamente, los ha posicionado como la mejor opción a la hora de construir edificios de mediana y gran altura. Sin embargo, hoy surge una interrogante ante el uso de estos materiales ¿Qué impacto tiene su uso en el medio ambiente? En las últimas décadas la construcción de casas y edificios habitacionales de varios pisos utilizando madera ha ido en aumento en varios países. Parte de este incremento se debe a su positivo impacto en el medio ambiente, ya que, como material de construcción contribuye indirectamente a mitigar el cambio climático, debido a que los árboles consumen dióxido de carbono (CO2) al crecer, y parte de éste se conserva en la madera procesada, constituyendo un “almacén de carbono”. Al incorporar energía solar en su fabricación, reduce la quema de combustibles fósiles, disminuyendo de esta forma la huella de carbono. Por otro lado, el proceso de fabricación tanto del hormigón armado como del acero estructural requiere un gran consumo energético, que va acompañado de altas emisiones de dióxido de carbono al medioambiente.Ítem Análisis y Diseño Sísmico de un Edificio Híbrido de Madera Procesada (LVL, CLT) Combinada con Riostras de Acero con Amortiguamiento Suplementario(Universidad de Valparaíso, 2020-05) Rubio González, Ricardo Anselmo; Quintana Gallo, PatricioLa industria de la construcción es uno de los principales generadores de contaminación a nivel mundial, debido a los procesos que la involucran. Uno de estos procesos es la fabricación de materiales de construcción como el hormigón, acero y aluminio, donde se utiliza una gran cantidad de energía producto del consumo de combustibles fósiles que emiten gases contaminantes como el dióxido de carbono (CO2). En Chile se estima que el sector de la construcción genera alrededor del 34% de los residuos sólidos y más de un tercio de las emisiones totales de gases con efecto invernadero (incluido CO2) del país [2]. Con el objetivo de mitigar estos efectos, el Estado de Chile se ha adscrito a compromisos internacionales como el acuerdo de París de 2016, donde se ratifica la intención de reducir en un 30% las emisiones de CO2 por unidad de producto interno bruto (PIB) al año 2030. Siendo en la actualidad el impacto medioambiental un gran problema a nivel global, en el ámbito de la construcción se hará cada vez más necesario el uso de materiales sustentables como la madera, que presenta grandes ventajas sobre materiales tradicionales como el hormigón y el acero: (1) actúa como una fuente de almacenamiento de CO2, ya que parte de este compuesto consumido durante el crecimiento de los árboles permanece en los productos procesados requiere menor energía durante su proceso de fabricación; y (3) su proceso de producción genera menos desechos tóxicos. La Figura 1.1, tomada de la referencia [3], ilustra cómo la construcción en madera presenta una menor huella de carbono en comparación con el hormigón y el acero.Ítem Evaluación de la respuesta sísmica de elementos no- estructurales (NSC) anclados a edificios de hormigón armado incluyendo la histéresis de la conexión(Universidad de Valparaíso, 2020-04) Rojas Faúndez, Diego; Quintana Gallo, PatricioLos componentes no-estructurales (non-structural components, NSC) constituyen aproximadamente el 60-70% del costo total de un edificio. Los NSC se pueden dividir en: (1) componentes arquitectónicos; (2) equipos mecánicos y eléctricos y (3) contenido del edificio según su función [2]. Dichos NSC se conectan a estructuras de hormigón armando en su gran mayoría vía pernos de anclaje post-instalados. Estos pernos pueden ser de varios tipos, incluyendo: (a) de expansión; (b) tipo ‘undercut’; y (c) químicos, y dependiendo de la posición en el edificio del NSC que anclan, pueden resultar sometidos a solicitaciones de corte, tensión o una combinación de ambas. En regiones sísmicamente activas, el daño sufrido por NSC durante terremotos destructivos contribuye con la mayor parte a las pérdidas económicas producidas por dichos eventos, alcanzando el 78% de las pérdidas totales estimadas por este concepto en Estados Unidos, por ejemplo [5]. En Chile, el terremoto de Maule de 2010 causó severos daños sobre NSC, destacándose los observados en el Aeropuerto Internacional de Santiago, donde a pesar de no haber daños estructurales, el daño a NSC produjo importantes tiempos de inoperatividad y pérdidas económicas por reparación.Ítem Evaluación de la Respuesta Sísmica y el Costo de un Edificio de Hormigón Armado con Base Fija y Aislado con Dispositivos LRB y SMA(Universidad de Valparaíso, 2021) Romero Alfaro, Matías Alejandro; Quintana Gallo, PatricioCon el objeto de evaluar analíticamente el daño en los elementos estructurales críticos y relacionarlo con la respuesta global del sistema, se diseñan los elementos estructurales resistentes a cargas laterales de un edificio de 5 pisos, este se compone de muros de hormigón armado asimétricos (forma de T y L) y muros simétricos (forma rectangular), para el diseño son consideradas las especificaciones de la normativa vigente en Chile NCh433Of.2012 y el Reglamento ACI318-08. Además, se realiza una comparación con el diseño a corte por capacidad y requerimientos de elementos especiales de borde según lo establecido en la normativa reciente ACI318-19. Se observan diferencias importantes en el diseño y cambios de aspecto en los muros para cumplir los requerimientos de dicha normativa. Se realiza el diseño de un sistema de aislación basal de la estructura siguiendo la normativa chilena NCh2745Of.2013 y la colaboración de la empresa italiana FIPMECANIC quienes proveen información sobre los dispositivos de aislación basal requeridos. Se realizan dos diseños de sistemas de aislación considerando i) dispositivos LRB y Sliders típicos de la tecnología contemporánea y ii) agregando dispositivos auxiliares SMA al diseño anterior. Esto con el propósito no solo de estudiar los privilegios que tiene la aislación basal en la superestructura, además se analiza los resultados y mejoras de implementar dispositivos con memoria de forma (SMA) para subsanar problemas como desplazamientos residuales en el sistema de aislación convencional (LRB y Sliders). Se lleva a cabo un análisis dinámico inelástico de la estructura de base fija y base aislada utilizando el programa Ruaumoko, considerando un modelo plano del sistema resistente en la dirección Y. Se describe la calibración utilizada para determinar las reglas de histéresis utilizada en la base de los muros y en los distintos tipos de dispositivos que componen la aislación basal implementada. Se realiza un análisis incremental del sistema, concluyéndose que con este método es posible estimar el desplazamiento de fluencia del edificio si la respuesta es similar al primer modo. Se realiza un análisis dinámico inelástico, utilizando registros de los sismos de Viña del Mar (2010), Concepción Centro (2010), Sylmar (1994), Kobe (1995) y Christchurch (2011). Se evalúa la respuesta global del edificio en términos del valor del desplazamiento de techo en el tiempo, las deformadas de las estructuras en los instantes de máximo desplazamiento de techo y desplazamientos relativos de entrepisos. Se revisa el comportamiento momento – curvatura en la base de los muros y las envolventes de corte y momento. Se observa que los requerimientos de corte y momento disminuyen considerablemente al implementar los dispositivos de aislación basal, se disminuye drásticamente los desplazamientos relativos del sistema, permitiendo concentrar y absorber desplazamientos y esfuerzos en la interfaz del sistema de aislación basal. Se logra controlar el daño, que afecta a dispositivos de aislación convencionales (LRB), como lo son los desplazamientos residuales mediante la implementación de materiales con memoria de forma SMA, siendo muy efectivo para el caso de perturbaciones sísmicas impulsivas de gran magnitud (Sylmar y Kobe). Por último, se efectúa un análisis económico comparativo de los costos asociados a cada sistema estructural estudiado anteriormente, se hacen cotizaciones de los materiales requeridos en empresas locales de la región de Valparaíso y se estiman los costos de los dispositivos de aislación según el criterio de costos entregado por la empresa proveedora de los dispositivos FIPMECANIC. Se llevan a cabo conclusiones, que hacen referencia a la implementación de dispositivos de aislación basal, estos si bien aumentan los costos iniciales de la obra, pero podría significar una reducción sustancial a largo plazo, evitando problemas de retrofit y reparaciones futuras ante un posible evento sísmico de gran magnitud en el sistema estructural de la superestructura e inoperatividad de esta.Ítem On Stability of SDOF Systems with Asymmetric Bi-Linear Hysteresis Subjected to Seismic Excitations(World Scientific Publishing, 2021) Quintana Gallo, Patricio; Meneses, RodrigoThis technical note presents a numerical study on the stability of single degree of freedom (SDOF) systems with asymmetric bi-linear hysteretic restoring force, subjected to earthquake excitations. The aim is to report: (a) the existence of an unstable behavior in the response of such systems, under a specific ground motion, given small modifications of the yielding conditions of the hysteresis model, and (b) the introduction of a novel three-dimensional graphic visualization of the problem. The modifications of the yielding conditions were introduced via the symmetry-breaking produced by very small variations of the static equilibrium position of the system, equivalent to having an initial position and restoring force different from zero and symmetric yielding. The concise study comprises of nonlinear dynamic analyses of three system cases, one of them with symmetric (reference) and two with asymmetric yielding conditions. The results show that the system presented a stable response and severe ratcheting toward the weakest yielding direction for the symmetric and asymmetric cases, respectively. Differences as large as ±2800% between the asymmetric and reference cases were obtained for the residual displacement of the systems, due to variations as small as ±7% in the static-equilibrium position, and consequent ±7% variations of the positive/negative yielding displacements and forces. In turn, negligible variations of the velocity between the three cases were predicted. To conclude, the paper introduces novel three-dimensional representations of the solution-curve and of the hysteresis cycles of the systems, deepening the discussion on the identified bifurcation. The 3D hysteresis curve, in particular, can be of much use for seismic engineering and mechanical studies, either numerical or experimental, as it allows visualizing the sequence of events in the hysteresis plots in a much clearer fashion compared to the traditional two-dimensional counterparts.