Browsing by Author "Guindos Bretones, Pablo"

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    Effect of Design Parameters on the Flexural Strength of Reinforced Concrete Sandwich Beams
    (2022) Chakrawarthi, V.; Raj Jesuarulraj, L.; Avudaiappan, S.; Rajendren, D.; Amran, M.; Guindos Bretones, Pablo; Roy, K.; Fediuk, R.; Vatin, N.I.
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    Efficient nonlinear modeling of strong wood frame shear walls for mid-rise buildings
    (2020) Estrella Arcos, Edisson Xavier; Guindos Bretones, Pablo; Almazán Campillay, José Luis; Malek, S.
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    Energy and structural optimization of mid-rise light-frame timber buildings for different climates and seismic zones in Chile
    (2024) Wenzel Schwarzenberg, Alexander; Vera Araya, Sergio Eduardo; Guindos Bretones, Pablo; CEDEUS (Chile)
    Location determines not only the climatic condition but also the structural loads that the structure must withstand. Given the broad variety of climatic and seismic requirements of Chile, the design of lightweight timber buildings considering both energy and seismic design parameters and boundary conditions becomes a difficult task. The main objective of this research is to analyze and quantify the effect of climates, seismic loads, lateral anchorage, and story number on the optimal energy design solutions, including the seismic behavior in a light-frame timber building. Furthermore, the optimal design was parametrically analyzed considering five Chilean cities that consider different climates, seismic zone, number of stories, and lateral anchorage systems to prevent rocking (overturning) due to lateral seismic forces. The optimal wall insulation thickness, stud spacing, and thermal mass exhibited significant variations depending on the buildings' number of stories, lateral anchorage system, climate, and seismic zone. Therefore, the results of this investigation reinforce the necessity of integrating energy and seismic designs for light-frame timber buildings. The optimal designs obtained in this investigation showed considerable variations depending on the combination of climatic and seismic loads as well as the number of stories and anchoring systems. The article's main contributions are the evidence of the structural and energy design interconnection of light-frame timber buildings and how design variables, such as stud spacing, floor concrete thickness layer, and wall insulation thickness, are related and change according to the different climates, seismic loads, lateral anchorage, and story number.
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    Evaluation of the seismic behavior of hybrid walls with timber for buildings in Chile
    (2022) Carrero Roa, Tulio Enrique; Guindos Bretones, Pablo; Santa María Oyanedel, Hernán; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
    Actualmente, se puede considerar que existen cuatro sistemas dominantes de madera estructural resistente a corte lateral como lo son los muros de corte con estructura de madera ligera marcoplataforma (Light Frame Timber Buildings, LFTB) y muros de paneles de corte de madera laminada encolada (Glued Laminated Timber. GLULAM) contralaminada (Cross Laminated Timber, CLT) y muros de madera microlaminada (Laminated venner lumber, LVL). Con el tiempo, se ha demostrado una mejora en el comportamiento sísmico de las estructuras tradicionales de madera con ensayos experimentales, pero la construcción de edificios de mediana y gran altura en países con alta sismicidad presenta importantes inconvenientes con este tipo de muros de corte. En el caso de las estructuras LFTB, son adecuadas para edificios de mediana altura, pero generalmente no tienen suficiente capacidad de carga lateral. Por otro lado, la principal dificultad en las estructuras de CLT es la rotación del cuerpo rígido del muro y la falta de ductilidad. Esta rotación rígida aumenta notablemente los desplazamientos laterales de entrepisos, lo que limita drásticamente la posibilidad de cumplir con los desplazamientos máximos de entrepisos establecidos en el Código Chileno en NCh 433. En este contexto, el objetivo principal de esta tesis doctoral ha sido estudiar la capacidad de carga lateral y el efecto de la conexión entre los componentes de los muros híbridos de corte, ya que se asume que es necesario estructuras híbridas y nuevas tipologías de muros para que los edificios de madera de gran altura mejoren el rendimiento estructural en países altamente sísmicos. Además, los sistemas propuestos han sido diseñados para ser un sistema estructural competitivo en el contexto de la construcción industrializada. Por lo tanto, se asume que los conjuntos propuestos son una solución viable para las empresas de madera prefabricada. La investigación incluye la caracterización experimental de los sistemas propuestos a través de ensayos cíclicos y monotónicos mediante el estándar Europeo EN12512 (protocolo de carga para ensayos). Además, se han realizado estudios numéricos para evaluar las implicaciones de las soluciones propuestas, que incluyeron análisis no lineales. Los resultados de este trabajo permitieron proponer dos muros de cortante mucho más fuertes, rígidos y dúctiles en comparación con los muros de cortante de madera tradicionales, esos sistemas consistieron en: (a) Un entramado de perfiles de acero con paneles de revestimiento CLT, y (b) un marco de madera laminada más paneles de OSB como revestimiento interno.
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    Seismic performance factors for wood frame buildings in Chile
    (2020) Estrella Arcos, Edisson Xavier; Almazán Campillay, José Luis; Guindos Bretones, Pablo; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
    Los factores de diseño sísmico son una herramienta ingenieril para estimar las demandas de fuerza y desplazamiento en estructuras diseñadas a través de métodos lineales de análisis. En Chile, la normativa NCh433 proporciona las regulaciones, requerimientos, y factores para el diseño sísmicos de varias tipologías y sistemas estructurales. Sin embargo, cuando se trata de estructuras de madera marco-plataforma, investigaciones anteriores han encontrado que las disposiciones de la normativa NCh433 son altamente restrictivas y resultan el diseños sobreconservadores. Por lo tanto, este proyecto presenta una investigación numérica y experimental que apunta a proponer factores de diseño sísmico menos restrictivos para edificaciones marcoplataforma. Siguiendo la metodología FEMA P-695, esta investigación abarcó: (1) pruebas experimentales de materiales, conexiones, y especímenes a escala real, (2) desarrollo de modelos numéricos no-lineales detallados y simplificados, (3) creación de un nuevo set de registros sísmicos FEMA P-695 para zonas de subducción, y (4) análisis del desempeño sísmicos de un exhaustivo conjunto de arquetipos estructurales. Se analizaron 201 edificaciones y los resultados mostraron que cambiar los factores de diseño sísmicos NCh433 de R = 5.5 & Dmax = 0.002 hacia R = 6.5 & Dmax = 0.004 reduce el margen de colapso de estructuras marco-plataforma en 13.3% pero mantiene la probabilidad de colapso bajo 20% para todos los arquetipos analizados. Además, mejora la relación costo-beneficios de las edificaciones e incrementa su competitividad al compararlas con otros sistemas estructurales, ya que se encontraron ahorros del 40.4% en clavado, 15.9% en paneles de OSB, y 7.3% en piederechos para el caso de estudios de una edificación de cinco pisos. Análisis adicionales mostraron que las edificaciones diseñadas con los nuevos factores propuestos alcanzaron el “enhanced performance objective” definido por el estándar ASCE 41-17, garantizando un daño estructural y no estructural despreciable bajo demandas sísmicas de alta recurrencia. Finalmente, los resultados dinámicos revelaron que 87% de los arquetipos colapsaron en los pisos primero y segundo, y que el corte mínimo Cmin requerido en el estándar NCh433 es algo restrictivo para tipos de suelo A, B, y C, llevando a resultados conservadores al compararlos con arquetipos donde el requerimiento de Cmin no controló el diseño estructural.Los factores de diseño sísmico son una herramienta ingenieril para estimar las demandas de fuerza y desplazamiento en estructuras diseñadas a través de métodos lineales de análisis. En Chile, la normativa NCh433 proporciona las regulaciones, requerimientos, y factores para el diseño sísmicos de varias tipologías y sistemas estructurales. Sin embargo, cuando se trata de estructuras de madera marco-plataforma, investigaciones anteriores han encontrado que las disposiciones de la normativa NCh433 son altamente restrictivas y resultan el diseños sobreconservadores. Por lo tanto, este proyecto presenta una investigación numérica y experimental que apunta a proponer factores de diseño sísmico menos restrictivos para edificaciones marcoplataforma. Siguiendo la metodología FEMA P-695, esta investigación abarcó: (1) pruebas experimentales de materiales, conexiones, y especímenes a escala real, (2) desarrollo de modelos numéricos no-lineales detallados y simplificados, (3) creación de un nuevo set de registros sísmicos FEMA P-695 para zonas de subducción, y (4) análisis del desempeño sísmicos de un exhaustivo conjunto de arquetipos estructurales. Se analizaron 201 edificaciones y los resultados mostraron que cambiar los factores de diseño sísmicos NCh433 de R = 5.5 & Dmax = 0.002 hacia R = 6.5 & Dmax = 0.004 reduce el margen de colapso de estructuras marco-plataforma en 13.3% pero mantiene la probabilidad de colapso bajo 20% para todos los arquetipos analizados. Además, mejora la relación costo-beneficios de las edificaciones e incrementa su competitividad al compararlas con otros sistemas estructurales, ya que se encontraron ahorros del 40.4% en clavado, 15.9% en paneles de OSB, y 7.3% en piederechos para el caso de estudios de una edificación de cinco pisos. Análisis adicionales mostraron que las edificaciones diseñadas con los nuevos factores propuestos alcanzaron el “enhanced performance objective” definido por el estándar ASCE 41-17, garantizando un daño estructural y no estructural despreciable bajo demandas sísmicas de alta recurrencia. Finalmente, los resultados dinámicos revelaron que 87% de los arquetipos colapsaron en los pisos primero y segundo, y que el corte mínimo Cmin requerido en el estándar NCh433 es algo restrictivo para tipos de suelo A, B, y C, llevando a resultados conservadores al compararlos con arquetipos donde el requerimiento de Cmin no controló el diseño estructural.Los factores de diseño sísmico son una herramienta ingenieril para estimar las demandas de fuerza y desplazamiento en estructuras diseñadas a través de métodos lineales de análisis. En Chile, la normativa NCh433 proporciona las regulaciones, requerimientos, y factores para el diseño sísmicos de varias tipologías y sistemas estructurales. Sin embargo, cuando se trata de estructuras de madera marco-plataforma, investigaciones anteriores han encontrado que las disposiciones de la normativa NCh433 son altamente restrictivas y resultan el diseños sobreconservadores. Por lo tanto, este proyecto presenta una investigación numérica y experimental que apunta a proponer factores de diseño sísmico menos restrictivos para edificaciones marcoplataforma. Siguiendo la metodología FEMA P-695, esta investigación abarcó: (1) pruebas experimentales de materiales, conexiones, y especímenes a escala real, (2) desarrollo de modelos numéricos no-lineales detallados y simplificados, (3) creación de un nuevo set de registros sísmicos FEMA P-695 para zonas de subducción, y (4) análisis del desempeño sísmicos de un exhaustivo conjunto de arquetipos estructurales. Se analizaron 201 edificaciones y los resultados mostraron que cambiar los factores de diseño sísmicos NCh433 de R = 5.5 & Dmax = 0.002 hacia R = 6.5 & Dmax = 0.004 reduce el margen de colapso de estructuras marco-plataforma en 13.3% pero mantiene la probabilidad de colapso bajo 20% para todos los arquetipos analizados. Además, mejora la relación costo-beneficios de las edificaciones e incrementa su competitividad al compararlas con otros sistemas estructurales, ya que se encontraron ahorros del 40.4% en clavado, 15.9% en paneles de OSB, y 7.3% en piederechos para el caso de estudios de una edificación de cinco pisos. Análisis adicionales mostraron que las edificaciones diseñadas con los nuevos factores propuestos alcanzaron el “enhanced performance objective” definido por el estándar ASCE 41-17, garantizando un daño estructural y no estructural despreciable bajo demandas sísmicas de alta recurrencia. Finalmente, los resultados dinámicos revelaron que 87% de los arquetipos colapsaron en los pisos primero y segundo, y que el corte mínimo Cmin requerido en el estándar NCh433 es algo restrictivo para tipos de suelo A, B, y C, llevando a resultados conservadores al compararlos con arquetipos donde el requerimiento de Cmin no controló el diseño estructural.Los factores de diseño sísmico son una herramienta ingenieril para estimar las demandas de fuerza y desplazamiento en estructuras diseñadas a través de métodos lineales de análisis. En Chile, la normativa NCh433 proporciona las regulaciones, requerimientos, y factores para el diseño sísmicos de varias tipologías y sistemas estructurales. Sin embargo, cuando se trata de estructuras de madera marco-plataforma, investigaciones anteriores han encontrado que las disposiciones de la normativa NCh433 son altamente restrictivas y resultan el diseños sobreconservadores. Por lo tanto, este proyecto presenta una investigación numérica y experimental que apunta a proponer factores de diseño sísmico menos restrictivos para edificaciones marcoplataforma. Siguiendo la metodología FEMA P-695, esta investigación abarcó: (1) pruebas experimentales de materiales, conexiones, y especímenes a escala real, (2) desarrollo de modelos numéricos no-lineales detallados y simplificados, (3) creación de un nuevo set de registros sísmicos FEMA P-695 para zonas de subducción, y (4) análisis del desempeño sísmicos de un exhaustivo conjunto de arquetipos estructurales. Se analizaron 201 edificaciones y los resultados mostraron que cambiar los factores de diseño sísmicos NCh433 de R = 5.5 & Dmax = 0.002 hacia R = 6.5 & Dmax = 0.004 reduce el margen de colapso de estructuras marco-plataforma en 13.3% pero mantiene la probabilidad de colapso bajo 20% para todos los arquetipos analizados. Además, mejora la relación costo-beneficios de las edificaciones e incrementa su competitividad al compararlas con otros sistemas estructurales, ya que se encontraron ahorros del 40.4% en clavado, 15.9% en paneles de OSB, y 7.3% en piederechos para el caso de estudios de una edificación de cinco pisos. Análisis adicionales mostraron que las edificaciones diseñadas con los nuevos factores propuestos alcanzaron el “enhanced performance objective” definido por el estándar ASCE 41-17, garantizando un daño estructural y no estructural despreciable bajo demandas sísmicas de alta recurrencia. Finalmente, los resultados dinámicos revelaron que 87% de los arquetipos colapsaron en los pisos primero y segundo, y que el corte mínimo Cmin requerido en el estándar NCh433 es algo restrictivo para tipos de suelo A, B, y C, llevando a resultados conservadores al compararlos con arquetipos donde el requerimiento de Cmin no controló el diseño estructural.Los factores de diseño sísmico son una herramienta ingenieril para estimar las demandas de fuerza y desplazamiento en estructuras diseñadas a través de métodos lineales de análisis. En Chile, la normativa NCh433 proporciona las regulaciones, requerimientos, y factores para el diseño sísmicos de varias tipologías y sistemas estructurales. Sin embargo, cuando se trata de estructuras de madera marco-plataforma, investigaciones anteriores han encontrado que las disposiciones de la normativa NCh433 son altamente restrictivas y resultan el diseños sobreconservadores. Por lo tanto, este proyecto presenta una investigación numérica y experimental que apunta a proponer factores de diseño sísmico menos restrictivos para edificaciones marcoplataforma. Siguiendo la metodología FEMA P-695, esta investigación abarcó: (1) pruebas experimentales de materiales, conexiones, y especímenes a escala real, (2) desarrollo de modelos numéricos no-lineales detallados y simplificados, (3) creación de un nuevo set de registros sísmicos FEMA P-695 para zonas de subducción, y (4) análisis del desempeño sísmicos de un exhaustivo conjunto de arquetipos estructurales. Se analizaron 201 edificaciones y los resultados mostraron que cambiar los factores de diseño sísmicos NCh433 de R = 5.5 & Dmax = 0.002 hacia R = 6.5 & Dmax = 0.004 reduce el margen de colapso de estructuras marco-plataforma en 13.3% pero mantiene la probabilidad de colapso bajo 20% para todos los arquetipos analizados. Además, mejora la relación costo-beneficios de las edificaciones e incrementa su competitividad al compararlas con otros sistemas estructurales, ya que se encontraron ahorros del 40.4% en clavado, 15.9% en paneles de OSB, y 7.3% en piederechos para el caso de estudios de una edificación de cinco pisos. Análisis adicionales mostraron que las edificaciones diseñadas con los nuevos factores propuestos alcanzaron el “enhanced performance objective” definido por el estándar ASCE 41-17, garantizando un daño estructural y no estructural despreciable bajo demandas sísmicas de alta recurrencia. Finalmente, los resultados dinámicos revelaron que 87% de los arquetipos colapsaron en los pisos primero y segundo, y que el corte mínimo Cmin requerido en el estándar NCh433 es algo restrictivo para tipos de suelo A, B, y C, llevando a resultados conservadores al compararlos con arquetipos donde el requerimiento de Cmin no controló el diseño estructural.Los factores de diseño sísmico son una herramienta ingenieril para estimar las demandas de fuerza y desplazamiento en estructuras diseñadas a través de métodos lineales de análisis. En Chile, la normativa NCh433 proporciona las regulaciones, requerimientos, y factores para el diseño sísmicos de varias tipologías y sistemas estructurales. Sin embargo, cuando se trata de estructuras de madera marco-plataforma, investigaciones anteriores han encontrado que las disposiciones de la normativa NCh433 son altamente restrictivas y resultan el diseños sobreconservadores. 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Además, mejora la relación costo-beneficios de las edificaciones e incrementa su competitividad al compararlas con otros sistemas estructurales, ya que se encontraron ahorros del 40.4% en clavado, 15.9% en paneles de OSB, y 7.3% en piederechos para el caso de estudios de una edificación de cinco pisos. Análisis adicionales mostraron que las edificaciones diseñadas con los nuevos factores propuestos alcanzaron el “enhanced performance objective” definido por el estándar ASCE 41-17, garantizando un daño estructural y no estructural despreciable bajo demandas sísmicas de alta recurrencia. Finalmente, los resultados dinámicos revelaron que 87% de los arquetipos colapsaron en los pisos primero y segundo, y que el corte mínimo Cmin requerido en el estándar NCh433 es algo restrictivo para tipos de suelo A, B, y C, llevando a resultados conservadores al compararlos con arquetipos donde el requerimiento de Cmin no controló el diseño estructural.Los factores de diseño sísmico son una herramienta ingenieril para estimar las demandas de fuerza y desplazamiento en estructuras diseñadas a través de métodos lineales de análisis. En Chile, la normativa NCh433 proporciona las regulaciones, requerimientos, y factores para el diseño sísmicos de varias tipologías y sistemas estructurales. Sin embargo, cuando se trata de estructuras de madera marco-plataforma, investigaciones anteriores han encontrado que las disposiciones de la normativa NCh433 son altamente restrictivas y resultan el diseños sobreconservadores. Por lo tanto, este proyecto presenta una investigación numérica y experimental que apunta a proponer factores de diseño sísmico menos restrictivos para edificaciones marcoplataforma. Siguiendo la metodología FEMA P-695, esta investigación abarcó: (1) pruebas experimentales de materiales, conexiones, y especímenes a escala real, (2) desarrollo de modelos numéricos no-lineales detallados y simplificados, (3) creación de un nuevo set de registros sísmicos FEMA P-695 para zonas de subducción, y (4) análisis del desempeño sísmicos de un exhaustivo conjunto de arquetipos estructurales. Se analizaron 201 edificaciones y los resultados mostraron que cambiar los factores de diseño sísmicos NCh433 de R = 5.5 & Dmax = 0.002 hacia R = 6.5 & Dmax = 0.004 reduce el margen de colapso de estructuras marco-plataforma en 13.3% pero mantiene la probabilidad de colapso bajo 20% para todos los arquetipos analizados. Además, mejora la relación costo-beneficios de las edificaciones e incrementa su competitividad al compararlas con otros sistemas estructurales, ya que se encontraron ahorros del 40.4% en clavado, 15.9% en paneles de OSB, y 7.3% en piederechos para el caso de estudios de una edificación de cinco pisos. Análisis adicionales mostraron que las edificaciones diseñadas con los nuevos factores propuestos alcanzaron el “enhanced performance objective” definido por el estándar ASCE 41-17, garantizando un daño estructural y no estructural despreciable bajo demandas sísmicas de alta recurrencia. Finalmente, los resultados dinámicos revelaron que 87% de los arquetipos colapsaron en los pisos primero y segundo, y que el corte mínimo Cmin requerido en el estándar NCh433 es algo restrictivo para tipos de suelo A, B, y C, llevando a resultados conservadores al compararlos con arquetipos donde el requerimiento de Cmin no controló el diseño estructural.Los factores de diseño sísmico son una herramienta ingenieril para estimar las demandas de fuerza y desplazamiento en estructuras diseñadas a través de métodos lineales de análisis. En Chile, la normativa NCh433 proporciona las regulaciones, requerimientos, y factores para el diseño sísmicos de varias tipologías y sistemas estructurales. Sin embargo, cuando se trata de estructuras de madera marco-plataforma, investigaciones anteriores han encontrado que las disposiciones de la normativa NCh433 son altamente restrictivas y resultan el diseños sobreconservadores. 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Además, mejora la relación costo-beneficios de las edificaciones e incrementa su competitividad al compararlas con otros sistemas estructurales, ya que se encontraron ahorros del 40.4% en clavado, 15.9% en paneles de OSB, y 7.3% en piederechos para el caso de estudios de una edificación de cinco pisos. Análisis adicionales mostraron que las edificaciones diseñadas con los nuevos factores propuestos alcanzaron el “enhanced performance objective” definido por el estándar ASCE 41-17, garantizando un daño estructural y no estructural despreciable bajo demandas sísmicas de alta recurrencia. Finalmente, los resultados dinámicos revelaron que 87% de los arquetipos colapsaron en los pisos primero y segundo, y que el corte mínimo Cmin requerido en el estándar NCh433 es algo restrictivo para tipos de suelo A, B, y C, llevando a resultados conservadores al compararlos con arquetipos donde el requerimiento de Cmin no controló el diseño estructural.Los factores de diseño sísmico son una herramienta ingenieril para estimar las demandas de fuerza y desplazamiento en estructuras diseñadas a través de métodos lineales de análisis. En Chile, la normativa NCh433 proporciona las regulaciones, requerimientos, y factores para el diseño sísmicos de varias tipologías y sistemas estructurales. Sin embargo, cuando se trata de estructuras de madera marco-plataforma, investigaciones anteriores han encontrado que las disposiciones de la normativa NCh433 son altamente restrictivas y resultan el diseños sobreconservadores. Por lo tanto, este proyecto presenta una investigación numérica y experimental que apunta a proponer factores de diseño sísmico menos restrictivos para edificaciones marcoplataforma. Siguiendo la metodología FEMA P-695, esta investigación abarcó: (1) pruebas experimentales de materiales, conexiones, y especímenes a escala real, (2) desarrollo de modelos numéricos no-lineales detallados y simplificados, (3) creación de un nuevo set de registros sísmicos FEMA P-695 para zonas de subducción, y (4) análisis del desempeño sísmicos de un exhaustivo conjunto de arquetipos estructurales. Se analizaron 201 edificaciones y los resultados mostraron que cambiar los factores de diseño sísmicos NCh433 de R = 5.5 & Dmax = 0.002 hacia R = 6.5 & Dmax = 0.004 reduce el margen de colapso de estructuras marco-plataforma en 13.3% pero mantiene la probabilidad de colapso bajo 20% para todos los arquetipos analizados. Además, mejora la relación costo-beneficios de las edificaciones e incrementa su competitividad al compararlas con otros sistemas estructurales, ya que se encontraron ahorros del 40.4% en clavado, 15.9% en paneles de OSB, y 7.3% en piederechos para el caso de estudios de una edificación de cinco pisos. Análisis adicionales mostraron que las edificaciones diseñadas con los nuevos factores propuestos alcanzaron el “enhanced performance objective” definido por el estándar ASCE 41-17, garantizando un daño estructural y no estructural despreciable bajo demandas sísmicas de alta recurrencia. Finalmente, los resultados dinámicos revelaron que 87% de los arquetipos colapsaron en los pisos primero y segundo, y que el corte mínimo Cmin requerido en el estándar NCh433 es algo restrictivo para tipos de suelo A, B, y C, llevando a resultados conservadores al compararlos con arquetipos donde el requerimiento de Cmin no controló el diseño estructural.
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    System effects in T‐shaped timber shear walls: effects of transverse walls, diaphragms, and axial loading
    (2024) Valdivieso, Diego; Almazán, José L.; López García, Diego; Montaño, Jairo; Liel, Abbie B.; Guindos Bretones, Pablo