Presentación GI Estructuras IIFIC 27-8-2013

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Presentación de la Organización y los Grupos de Investigación del

IIFIC UNIIIFIC‐UNI

Dr. Víctor Sánchez MoyaIng. Fernando Sirumbal

ORGANIZACIÓN DE LA PRESENTACIÓN

PARTE 1: Introducción

PARTE 2: Organización de las Actividades de Investigación en el IIFIC

PARTE 3: Miembros del STAFF IIFIC

PARTE 4: Presentación de los Grupos de Investigación

PARTE 5: Objetivos y Metodología de Trabajo

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PARTE 1

INTRODUCCIÓN

BREVE RESEÑA DE LA ACTIVIDAD DEL IIFIC

• Actividades del IIFIC durante los últimos años

1. Tesis de Investigación en las temas de Gestión, Planeamiento, Construcción, Estructuras, Transportes, Geotecnia.

2. Financiamiento de Proyectos de Investigación con Profesores FIC‐UNI.

3. Convenios de Investigación con Empresas: GyM, Concar, Sika, Ausencop y , , ,Vector, Pilotes Terratest, Golder.

4. Publicación de Boletines de Investigación.

5. Seminarios Técnicos de Metodologíade Investigación, LEAN Construction y BIM.

Dr. Teófilo Vargas Saavedra

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MOTIVACIÓN

• Elevar el nivel de calidad e impacto de la Investigaciónrealizada en la UNI en el campo de la Ingeniería Civil.

OBJETIVOS

• Conformar Grupos de Investigación (GI)

P t d I ti ió (N id d d l í )• Proyectos de Investigación (Necesidades del país)

• Actividades académicas

• Conocimiento

• Innovación y creación de productos (patentes)

• Servicios en el área del conocimiento (Cursos especializados, consultorías)

• Difusión de investigaciones (publicaciones)

• Experimentación en laboratorio. Instrumentación y equipamiento.

• Benchmark: Centros de investigación más avanzados en el mundo.

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PARTE 2

ÓORGANIZACIÓN DE LAS ACTIVIDADES DE

INVESTIGACIÓN EN EL IIFIC

ORGANIZACIÓN

• ÁREAS DE INVESTIGACIÓN

• GRUPOS DE INVESTIGACIÓN (GI)

• LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN (LI)

• PROGRAMAS DE INVESTIGACIÓN (PI)

• PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN

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ÁREAS DE INVESTIGACIÓN

• Unidades organizativas matriz que agrupan todas las actividades del IIFIC en materia de investigación

1. Ingeniería Estructural (Structural Engineering)

2. Ingeniería de Materiales (Materials Engineering)

3. Ingeniería y Gestión de la Construcción (ConstructionEngineering and Management)

4. Sistemas de Transporte y Planeamiento (Transport Systems)and Planning)

5. Ingeniería Geotécnica (Geotechnical Engineering)

6. Ingeniería Hidráulica y Ambiente (Hydraulic Engineering and Environment)

GRUPOS DE INVESTIGACIÓN (GI)

• Unidades básicas del IIFIC en materia de investigación

Área de Investigación

GI1

LI1 LI2

GI2

LI1 LI2 LI3

PI1

PI2

PI3 PI1 PI2 PI3

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ORGANIZACIÓN DE LOS GI

• Los miembros de cada GI están organizados según las siguientes categorías

1. Asesor de Investigación: Profesor UniversitarioInvestigador (Magister o Doctor)

2. Consultor: Especialista, asesor externo

3. Investigador: Profesional TituladoEstudiante de MaestríaEstudiante de Maestría

4. Asistente de Investigación: Tesista (Estudiante de Pregrado ó Bachiller)

5. Ayudante de Investigación: Estudiante de Pregrado

ORGANIZACIÓN DE LOS GI

Asesor Líder

Asesor

Investigador 1 Investigador 2

Consultor

Asistente 1

Asistente 2

Asistente 3

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PARTE 3

MIEMBROS DEL STAFF IIFIC

STAFF IIFIC

• Profesores FIC‐UNI

Víctor Sánchez MoyaProfesor FIC UNI Ing Civil Universidad Nacional de Ingeniería (UNI) M Phil IngenieríaProfesor FIC‐UNI. Ing. Civil, Universidad Nacional de Ingeniería (UNI). M.Phil. Ingeniería,

University of Surrey. Ph.D. Ingeniería, Browun University.

Luis Mosquera LeivaProfesor FIC‐UNI. Lic. Física, Universidad Nacional de Ingeniería (UNI). Dr. Ciencias Físicas,

Universidade Estadual de Campinas.

Ana Torre CarrilloProfesor FIC‐UNI. Ing. Civil, Universidad Nacional de Ingeniería (UNI). M.Sc. Construcción,Profesor FIC UNI. Ing. Civil, Universidad Nacional de Ingeniería (UNI). M.Sc. Construcción,

Universidad Nacional de Ingeniería (UNI).

Leonardo Flores GonzalesProfesor FIC‐UNI. Ing. Civil, Universidad Nacional de Ingeniería (UNI).

Edwin Apolinario MoralesProfesor FIC‐UNI. Ing. Civil, Universidad Nacional Hermilio Valdizán (UNHEVAL).

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STAFF IIFIC

• Asesores de Investigación

Fernando Sirumbal ZapataIng. Civil, Universidad Nacional de Ingeniería (UNI). M.Sc. Ingeniería Estructural, Delft

U i i f T h l (TU D lf )University of Technology (TU Delft).

Pablo Peña TorresIng. Civil, Universidad Nacional de Ingeniería (UNI). M.Sc. Materiales y Estructuras, INSA Lyon

Tech.

Edward Santa Maria DávilaIng. Civil, Universidad Nacional de Ingeniería (UNI). M.Sc.Tech. Transporte y Desarrollo

Sostenible, Paris Tech Institute.

Mayu Tincopa HerediaIng. Civil, Universidad Nacional de Ingeniería (UNI). Master Ingeniería del Terreno e Ingeniería

Sísmica ‐ Geotecnia, Universidad Politécnica de Cataluña.

Juan Carlos Gonzales RoblesIng. Civil, Universidad Nacional de Ingeniería (UNI). Master Construcción Sostenible,

Politécnico de Milano.

STAFF IIFIC

• Investigadores

Vladimir Alcántara RojasIng Civil Universidad Nacional de Ingeniería (UNI)Ing. Civil, Universidad Nacional de Ingeniería (UNI).

Eduardo Court MalpartidaIng. Civil, Universidad Nacional de Ingeniería (UNI). Estudiante Maestría Transportes,

Universidad Nacional de Ingeniería (UNI).

André Ramírez ValenzuelaIng. Civil, Universidad Nacional de Ingeniería (UNI).

Edward García MoriIng. Civil, Universidad Nacional de Ingeniería (UNI).

Carlos Melchor PlacenciaIng. Civil, Universidad Nacional de Ingeniería (UNI). Estudiante Master Ingeniería

Estructural, Pontificia Universidade Catolica do Rio de Janeiro.

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STAFF IIFIC• Consultores

Jorge Palomino TamayoIng. Civil, Universidad Nacional de Ingeniería (UNI). M.Sc. Ingeniería Civil, Universidade

Federal do Rio Grande do Sul. Estudiante Doctorado Ingeniería Civil, Universidade Federal do Rio Grande do Sul.

Pablo César Trejo NoreñaIng. Civil, Universidad Nacional de Ingeniería (UNI). M.Sc. Geotecnia, Universidade do Sao

Paulo. Estudiante Doctorado Geotecnia, Universidade do Rio de Janeiro.

Gian Franco Napa GarcíaIng. Civil, Universidad Nacional de Ingeniería (UNI). M.Sc. Geotecnia, Universidade do Sao

Paulo. Estudiante Doctorado Geotecnia, Universidade do Sao Paulo.

Ángel Junes PérezIng. Civil, Universidad Nacional de Ingeniería (UNI). M.Sc. Estructuras y Materiales, INSA Lyon

Tech. Estudiante Doctorado Estructuras y Materiales, INSA Lyon Tech.

Jorge Macedo EscuderoIng. Civil, Universidad Nacional de Ingeniería (UNI). M.Sc. Geotecnia, Universidad Nacional de

Ingeniería (UNI). Estudiante Master Geotecnia, University of California, Berkeley.

PARTE 4

PRESENTACIÓN DE LOS GI

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ORGANIGRAMA IIFIC

Director IIFIC

Ingeniería Estructural

Ingeniería de Puentes

Ingeniería de Materiales

Ingeniería de Materiales

Sistemas de Transporte y Planeamiento

Transporte y Desarrollo Sostenible

Ingeniería Geotécnica

Geotecnia

Ingeniería y Gestión de la Construcción

Gestión y Planeamiento

Ingeniería Hidráulica y Ambiente

Cooordinador IIFIC Secretaría IIFIC

Modelación y Mecánica

Computacional

Sostenible

Construcción Sostenible

GRUPOS DE INVESTIGACIÓN

Área Grupo de Investigación Asesor Líder Estado

Ingeniería Estructural

Ingeniería de Puentes Víctor Sánchez Activo

Ingeniería EstructuralModelación y Mecánica

ComputacionalFernando Sirumbal Activo

Ingeniería de Materiales Ingeniería de Materiales Pablo Peña Activo

Sistemas de Transporte y

Planeamiento

Transporte y Desarrollo

SostenibleEdward Santa María Activo

Ingeniería Geotécnica Geotecnia Mayu Tincopa Activo

Ingeniería y Gestión de

la Construcción

Gestión y Planeamiento Vladimir Alcántara En Proceso

Construcción Sostenible Juan Carlos Gonzales En Proceso

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PARTE 5PARTE 5

OBJETIVOS Y METODOLOGÍA DE TRABAJO

METODOLOGÍA Y OBJETIVOS

• Corto plazo: Inicio y Generación

1 Alianzas y convenios con empresas entidades públicas1. Alianzas y convenios con empresas, entidades públicas(Concytec, Sencico, Ministerios), universidades y centros de investigación nacionales e internacionales

2. Fortalecimiento de los conocimientos y capacidades analíticas de los miembros de los GI. Cursos avanzados y seminariosespecializados.

3. Tesis de Titulación Profesional con Estudiantes FIC‐UNI queintegren los GI como Asistentes de Investigación.

4. Publicación y presentación de ponencias en congresosnacionales e internacionales.

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• Mediano plazo: Difusión y Posicionamiento

1 Papers con standard de calidad suficiente para ser publicados en1. Papers con standard de calidad suficiente para ser publicados en journals indexados.

2. Organización de congreso o ciclo de conferencias.

3. Cursos especializados de capacitación dirigidos a estudiantes, profesionales, empresas y entidades interesadas en general.

4. Fortalecimiento económico del IIFIC

5. Reconocimiento y el prestigio del IIFIC como centro de investigación y generación de conocimiento, innovación y tecnología.


• Largo plazo: Prestigio e Independencia

1 C lt í i li d l t úbli i d l1. Consultorías especializadas a los sectores público y privado en el campo de la ingeniería civil.

2. Licitaciones y concursos de fondos económicos para el desarrollo de proyectos de investigación.

3 E i t ió l ( d l l i t t ió3. Experimentación a gran escala (modelos reales, instrumentación compleja multiorigen, pronósticos)

4. Innovación y creación de productos tecnológicos: Desarrollo de patentes.

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Grupos de Investigación IIFICÁrea de Estructuras

Dr. Víctor Sánchez MoyaIng. Fernando Sirumbal

ORGANIZACIÓN DE LA PRESENTACIÓN

PARTE 1: Ingeniería de Puentes

PARTE 2: Mecánica y Modelación Computacional

PARTE 3: Metodología de Trabajo

PARTE 4: Programa de Investigación: AnálisisDinámico No Lineal de ViaductosSujetos a Cargas Sísmicas Laterales

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PARTE 1

INGENIERÍA DE PUENTESINGENIERÍA DE PUENTES

LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN (LI)

1. Evaluación de la capacidad de carga de puentes existentes

E l l di ñ l• Evaluar el diseño estructuralde puentes existentes.

• Metodología AASHTO LRFR (Load Resistance Factor Rating).

• Modelos, distribuciones, ecuaciones y procesos de carga.

• Estados límite, índices de confiabilidad y factores de carga.

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2. Pruebas de carga estática y dinámica de puentes para evaluación del deterioro

• Comportamiento estructural del puente sujeto a cargas permanentesó ily móviles

• Estática, dinámica e impacto

• Deflexión, deformación unitaria, velocidad de vibración y formaciónde grietas, deterioro del pavimento, frequencia fundamental de vibración, amplificación dinámica y decremento logarítmico.

• Instrumentación: Estación total, Strain gages, láser.


3. Desarrollo y evaluación de tipologías estructurales para puentes de madera

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4. Análisis sísmico de puentes irregulares en zonas de alta sismicidad

• Análisis dinámico no lineal Tiempo Historia• Análisis dinámico no lineal Tiempo‐Historia.

• Carga de excitación: Acelerograma, espectro de diseño, dirección.

• Aisladores y topes sísmicos en apoyos.

• Geometría: Relación de luces, curvatura, esviamiento.

• Interacción suelo estructura (SSI) en los pilares.


5. Análisis y diseño de estructuras desplegables

• Puentes transportables para situaciones de iemergencia.

• Comportamiento estructural no lineal (despliegue).

• Estabilidad y esfuerzos(plegada/desplegada).

• Métodos numéricos de simulación.

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6. Análisis estructural por etapas constructivas de puentes atirantados


6. Puentes híbridos reticulados tubulares de puentes postensados

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PARTE 2

MECÁNICA Y MODELACIÓN COMPUTACIONAL


1. Métodos Computacionales de Análisis Dinámico No‐Lineal de Estructuras

• Análisis de vibración libre y eigen‐análisis

• Superposición modal y sus aplicaciones

• Reducción y subestructura dinámica

• Procedimientos incrementales e iterativos para análisis no‐lineal

• Integración directa en el tiempoIntegración directa en el tiempo

• Análisis dinámico en el dominio de la frequencia

• Métodos híbridos tiempo‐frequencia(Transformada de Fourier FFT)

• Computación paralela

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2. Análisis sísmico de presas considerando la interacción dinámica fluido‐estructura (FSI)

• Presión hidrodinámica.

• Sistema acoplado.

• Condiciones de border del dominio del fluido.

• Propiedades despendientes de la frequencia de excitación.

• Análisis no lineal tiempo‐historia.


3. Análisis sísmico de túneles y estructuras subterráneas cnosiderando la interacción dinámica suelo‐estructura (SSI)

M d l i i li l d l l i• Modelos constitutivos no lineales del suelo, concreto y conexiones.

• Condiciones de borde no reflexivas para el macizo de suelo.

• Análisis no lineal: Modelación y determinación de la resistencia de los segmentos de túnel y conexiones.

• Distorsión de la sección transversal, compresión y tensión axial, y flexión en la dirección longitudinal.

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4. Modelación numérica de la interacción suelo‐estructura (SSI) mediante acoplamiento de elementos finitos con elementos de bordeelementos de borde.

• Estructura y suelo próximo (near field) modelado con FEM (no homogéneo y no lineal).

• Región de suelo restante (far filed) modelado con BEM (radiación de onda hacia el infinito, homogéneo, elástico).

• Método Subestructura: Reducción de la dimensión espacial. Condición de borde mediante una relación fuerza‐desplazamiento. Acoplamiento BEM/FEM.

• SBFEM: Tipo especial de elementos finitos de área (Condición de borde Neumann).


5. Modelación numérica y calibración del amortiguamiento en estructuras

• Dificultad para predecir y modelar con• Dificultad para predecir y modelar con precisión.

• Cuantificación de la disipación de energía (amortiguamiento interno de los materiales, interfaces y conexiones, radiación hacia el subsuelo)

• Modelos numéricos de amortiguamiento (viscoso histeréticoamortiguamiento (viscoso, histerético, dependiente de la frecuencia de excitación).

• Formulación de la matriz de amortiguamiento (Rayleigh, Modal, Caughey).

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6. Análisis de Elementos Finitos tipo Shell

• Estructuras Shell utilizadas en todas las• Estructuras Shell utilizadas en todas lasindustrias (aeronaútica, civil, mecánica)

• Fundamentos matemáticos (matemáticatensorial)

• Modelos analíticos (teoría shell)

• Modelos numéricos (formulacióngeneral con elementos finitos, procesosd di ti ió )de discretización)

• Geometría y deformaciones

• Comportamiento asintótico e influenciadel espesor.

• Comportamiento membrana y plate.

• Elementos shell 3D.


7. Influencia de la geometría en la respuesta dinámica tipo Shell. Formas libres y métodos de optimización.

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8. Análisis Isogeométrico

El t ú FEM• Elementos en común con FEM y meshless.

• Funciones de forma basadas en NURBS (basado en geometría).

• Isoparamétrico vs Isogeométrico

• Tom Hughes (University Texas Austin)

C tibilid d CAD FEM t í• Compatibilidad CAD‐FEM: geometríaNURBS usada en FEA software.

• Mesh elaborado en CAD, refinamientosimplificado.

• Aplicación en shells (sensitividadgeomtétrica)

PARTE 3

METODOLOGÍA DE TRABAJO

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GENTE

Víctor Sánchez Moya

Profesor FIC‐UNI. Ing. Civil, Universidad Nacional de Ingeniería (UNI). M.Phil. Ingeniería, University of Surrey. Ph.D. Ingeniería, Browun University.

F d Si b l ZFernando Sirumbal Zapata

Ing. Civil, Universidad Nacional de Ingeniería (UNI). M.Sc. Ingeniería Estructural, Delft University of Technology (TU Delft).

Leonardo Flores Gonzales

Profesor FIC‐UNI. Ing. Civil, Universidad Nacional de Ingeniería (UNI). M.Sc. Ingeniería Estructural, Universidad Nacional de Ingeniería (UNI)

Jorge Palomino TamayoJorge Palomino Tamayo

Ing. Civil, Universidad Nacional de Ingeniería (UNI). M.Sc. Ingeniería Civil, Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Estudiante Doctorado Ingeniería Civil, Universidade Federal do Rio Grande do Sul.

Ángel Junes Pérez

Ing. Civil, Universidad Nacional de Ingeniería (UNI). M.Sc. Estructuras y Materiales, INSA Lyon Tech. Estudiante Doctorado Estructuras y Materiales, INSA Lyon Tech.

FACILIDADES

• Pequeño laboratorio de modelación computacional (PC´s, laptops)• Memoria RAM : 16GB

• Procesador : Intel Core i7 (mayor velocidad disponible)

• Disco Duro : 1TB• Disco Duro : 1TB

• Video : Tarjeta gráfica NVIDIA (1GB memoria) + OpenGL Driver

• Licencias de software para modelación y programación• CSI (EE.UU.)

• DIANA (HOLANDA)

• MIDAS (KOREA)

• MATLAB (EE.UU)

Ñ• GID (ESPAÑA)

• COMSOL (SUECIA)

• Acceso a bibliografía especializada• Base de datos digital (papers)

• Adquisición de libros especializados

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BENCHMARK

• Referenciación. Institutos de Investigación pertenecientes a escuelas o universidades líderes a nivel mundial.

• Ranking mundial de universidades en el área de la ingeniería civil y estructural.

• Subjetividad y relatividad. No brindan certezas, únicamente tendencias.

• QS World University Ranking by subject (Reputación académica, Reputación profesional, Citaciones en papers, Índice H)

BENCHMARK

• QS World Ranking 2013: Ingeniería Civil y Estructural

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CURSOS ESPECIALIZADOS

• Análisis y Diseño Avanzado de Puentes.

• Comportamiento Mecánico de Materiales Aplicaciones de laComportamiento Mecánico de Materiales. Aplicaciones de la Teoría de Elasticidad, Plasticidad y Viscoelasticidad.

• Métodos Computacionales Aplicados a Análisis Estructural.

• Métodos Numéricos y Programación en Matlab.

• Mecánica No Lineal de Sólidos: Modelos Constitutivos.

EJEMPLO FORMULACIÓN FEM

• Reservorio: Ecuación de movimiento y condiciones de bordetipo Neumann

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• Formulación débil: Método Galerkin

• Integración por partes y Teorema de Green


• Ecuación FEM discreta de movimiento del reservorio

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DAM‐RESERVOIR INTERACTION 3D MODELHFTD Seismic Simulation with DIANA

http://www.youtube.com/watch?v=jARgsKoAqvU

Fernando Sirumbal MSc Thesis at TU Delft

PARTE 4

PROGRAMA DE INVESTIGACIÓN: ANÁLISIS DINÁMICO NO LINEAL DE VIADUCTOS SUJETOS A CARGASVIADUCTOS SUJETOS A CARGAS

SÍSMICAS LATERALES

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ANÁLISIS DINÁMICO NO LINEAL DE VIADUCTOS SUJETOS A CARGAS SÍSMICAS LATERALES

• Viaducto 9 del Proyecto Vía Parque Rímac: curvo 420 m longitud 5Rímac: curvo, 420 m. longitud, 5 vanos esviados, 2 estribos y 4 pilares.

• 1) Método dinámico modal, 2) Método pseudo‐estático (Pushover), 3) Método dinámico de Integración Directa (Tiempo‐Historia)Directa (Tiempo Historia)

• Geometría irregular: razón de luces, curvatura, esviamiento.

• SSI, aislamiento sísmico, topes sísmicos, no linealidad del material

Presentación GI Estructuras IIFIC 27-8-2013

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