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LABORATORIO DE ESTRUCTURAS

INTRODUCCIÓN ¿Quiénes somos, qué hacemos?

En el Laboratorio de Estructuras del CISMID se realizan ensayos para determinar las características mecánicas de materiales, de componentes estructurales, y estructuras a escala natural o modelos a escala reducida. El estudio experimental permite determinar propiedades mecánicas como resistencia y deformación, rigidez, ductilidad, pero también propiedades dinámicas de las estructuras que son claves en el comportamiento de las estructuras ante los sismos.

El equipamiento y personal calificado del laboratorio permite desarrollar nuestras actividades en tres campos que son nuestro objetivo: Investigación, Apoyo académico a la FIC-UNI y Servicios a la Industria de la construcción
El Laboratorio de Estructuras es uno de los órganos de línea del CISMID, creado para canalizar los conocimientos y las investigaciones teóricas y experimentales, desarrollados para dar solución a problemas de ingeniería estructural asociados a los efectos de los sismos y otros desastres naturales.

INVESTIGACIÓN:

Las investigaciones teóricas y experimentales, contribuyen a solucionar a problemas de ingeniería estructural asociados a los efectos de los sismos y otros desastres naturales. Docentes de la Facultad de Ingeniería Civil (FIC), investigadores asociados llevan a cabo esta labor con el apoyo del personal técnico y asistentes de investigación que son tesistas de pregrado, estudiantes de la maestría o jefes de práctica de la Facultad. El estudio teórico y experimental de los materiales y sistemas estructurales permite establecer y evaluar propuestas para la industria de la construcción, que sean alternativas de solución económicas y seguras a los problemas de vivienda y de obras de infraestructura en el país.

PRINCIPALES LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN:
  • Estudio teórico y experimental de los materiales y sistemas estructurales
  • Mejoramiento de sistemas constructivos convencionales y desarrollo de nuevos sistemas constructivos
  • Investigación en sistemas de reforzamiento estructural para estructuras existentes y mejoramiento de su comportamiento sísmico
  • Estudio y desarrollo de disipadores y aisladores de energía

ACTIVIDADES ACADÉMICAS:


En el aspecto académico, el laboratorio sirve de apoyo y complemento a la formación de los estudiantes de ingeniería civil a través de las siguientes actividades:
  • Visitas guiadas a los alumnos de la Facultad y de otras universidades.
  • Realización de prácticas demostrativas para cursos de estructuras de la FIC (antegrado y postgrado)
  • Practicas y ayudantías a estudiantes o egresados
  • Desarrollo de tesis de grado y de maestría a través de la asesoría de docentes de la Facultad de Ingeniería Civil (FIC) de la UNI.


TIPOS DE ENSAYOS QUE SE REALIZAN:

En el Laboratorio de Estructuras del CISMID se realizan ensayos para determinar las características mecánicas de materiales, componentes estructurales, modelos y estructuras a escala natural. En los ensayos estáticos la aplicación de carga es lenta y en el caso de simular los efectos de sismos se hace a través de la carga lateral en muros o modelos a escala natural, esto permite estudiar en forma detallada las propiedades de resistencia y deformación, rigidez, etc. Los ensayos dinámicos pueden realizarse en modelos o estructuras existentes y son útiles para determinar las propiedades dinámicas de la estructuras.

UNIDAD DE ENSAYO DE MATERIALES:
  • Ensayos de Resistencia a compresión o tracción
  • Ensayo de Flexión
  • Ensayo de Esclerometría
  • Extracción y ensayo de núcleos diamantinos
  • Ensayos a Unidades de Albañilería
  • Ensayos en Pilas y Muretes
  • Diseño de Mezclas de Concreto
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UNIDAD DE ENSAYOS ESTÁTICOS Y PSEUDODINÁMICOS:
  • Ensayo Monotónico
  • Ensayo Cíclico
  • Ensayo Pseudodinámico
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UNIDAD DE ENSAYOS DINÁMICOS:
  • Ensayo de Vibración Forzada
  • Medición de Microtrepidaciones
  • Mesa Vibradora
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ENSAYOS EN SISTEMAS CONSTRUCTIVOS PARA VIVIENDAS

Entre los ensayos destinados a probar los sistemas constructivos para viviendas se tienen el Ensayo Pseudo-dinámico y el Ensayo en Mesa Vibradora.

El Ensayo Pseudo-dinámico es considerado el método más confiable dentro de los métodos de simulación de sismos en estructuras a escala natural. Este ensayo es una combinación de la experimentación con el análisis numérico. Durante el ensayo, la ecuación básica de movimiento es resuelta paso a paso por métodos numéricos empleando un método recursivo, por el cual los desplazamientos del paso siguiente del ensayo son calculados con los resultados del paso anterior, de modo que tales desplazamientos son dados como nuevos datos a los actuadores fijados a la estructura. En el proceso de integración, la rigidez es medida directamente de la fuerza de reacción de los actuadores. En realidad, la respuesta sísmica de la estructura es simulada como si se viera una película en movimiento lento, pues el ensayo puede durar varias horas, aunque se utilicen registros del movimiento del suelo que realmente duran pocos segundos. Este ensayo se realiza en el muro de reacción y la losa de carga, con un sistema de transmisión y adquisición de datos por computadora. Se pueden realizar ensayos a escala natural de edificaciones hasta de tres pisos, aunque en edificaciones de mayor altura se pueden hacer ensayos a escala reducida.


Ensayos en Módulos de Vivienda en la Losa de Carga y el Muro de Reacción

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Módulo de dos Pisos
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Módulo CISMID-SENCICO
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Ejecución del Ensayo
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Muro Ensayado

LABORATORIO DE ESTRUCTURAS


EQUIPAMIENTO
El Laboratorio de Estructuras es uno de los órganos de línea del CISMID, creado para canalizar los conocimientos y las investigaciones teóricas y experimentales, desarrollados para dar solución a problemas de ingeniería estructural asociados a los efectos de los sismos y otros desastres naturales.

ENSAYO DE MATERIALES
  • Máquina de Ensayo Universal de 50 toneladas. Esta máquina realiza ensayos de tracción, compresión, corte y flexión sobre muestras de materiales tales como: acero, madera, concreto, cerámica, caucho, plásticos y otros.
  • 2 Máquinas de Compresión de 300 y 113 toneladas. Estas máquinas realizan ensayos de compresión con especímenes y prototipos tales como: pilas, muretes, probetas, etc.
UNIDAD DE ENSAYOS ESTÁTICOS Y PSEUDODINÁMICOS:
a) Sistema de medicion estatico y pseudodinamico
  • Extensómetros
  • Transductores de desplazamientos
  • Aparato de medición de la distorsión dinámica para desplazamiento
  • Instrumento de medición de la distorsión estática
  • Celdas de carga (20tn,50tn,100tn)
  • Sistema de adquisición de datos analógicos
b) Sistema de aplicación de carga para ensayos estaticos y pseudo-dinamicos
  • Muro de Reacción
  • Losa de Reacción
  • Marcos de Carga
  • Actuadores de 50tn de carga con 40cm p-p de carrera del émbolo
  • Gatas Hidráulicas (20tn,50tn,100tn)
  • Tableros de mando “servopulser”
  • Unidad de bomba hidráulica
  • Celdas de carga
c) Sistema de ensayos dinamicos
  • Mesa vibradora con tablero de control
  • Acelerómetros
  • Osciloscopio y oscilógrafo
  • Excitadores generadores de vibraciones
La infraestructura más importante del Laboratorio es el muro de reacción y la losa de carga. Este conjunto de muro y losa es único en Sudamérica. El muro de reacción tiene 9 metros de alto, 10.8 metros de ancho y 4.5 metros de espesor. La losa de carga tiene 22.5m de largo. Los sistemas de aplicación de cargas tienen una capacidad de 100, 50 y 20 toneladas. Otro sistema importante es la mesa vibradora de 1.2 x 1.2 m, que permite realizar ensayos dinámicos de elementos estructurales, equipos y estructuras a escala reducida.

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Ensayo en Módulo de dos Pisos
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Sala de Control de Ensayos
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Prueba de Carga en Losa de Módulo de Vivienda
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Sala de Ensayos en Mesa Vibradora

ESTUDIOS
El Laboratorio de Estructuras del CISMID realiza estudios relacionados con la especialidad, entre los cuales se incluyen:
  • Análisis y diseño estructural de edificaciones y obras de Ingeniería Civil.
  • Evaluación de la seguridad sísmica de edificaciones y obras de Ingeniería Civil.
  • Estudio de aplicación de concretos de alta resistencia, expuestos a fuego, expuestos a sales y otras condiciones ambientales adversos.
  • Materiales de reforzamiento para vigas, columnas y muros.
  • Ensayos dinámicos de estructuras existentes.
  • Estudios integrales de reparación de edificaciones existentes.
Entre los estudios de mayor importancia se tienen la Evaluación experimental del módulo de vivienda de un piso del Hogar de Cristo, la Evaluación estructural del edificio TRECCA (IPSS), la Evaluación de la Planta Concentradora Paragsha (CENTROMIN PERU), el Reforzamiento para la Sala de Prensa Gustavo Mohme y la Sala José Abelardo Quiñones (Congreso de la República), la Evaluación de materiales de edificios afectados en el incendio de Mesa Redonda (Lima) y la Evaluación de la vulnerabilidad sísmica de diversos locales para el Congreso de la República, entre ellos el Palacio Legislativo. Se han realizado diversos estudios experimentales para evaluar módulos de vivienda y sistemas de reforzamiento de elementos estructurales.
Otros estudios realizados:
  • Evaluación y Reforzamiento de la Sede del Tribunal Constitucional.
  • Evaluación de los Edificios Sede del Ministerio de Educación.
  • Módulos de Vivienda con Paneles Cismid-Sencico, bloques de concreto y paneles de Cañacreto.
  • Vibraciones en Faja Transportadora y Silos Anexos de la Planta de Cementos Lima.
  • Comportamiento Dinámico del Edificio de Molienda. Planta de Cementos Lima.
  • Estudio Experimental del Sistema Constructivo SIDERCASA, para SIDERPERU S.A.
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