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Diseño y detallamiento de casa modular de acero.
(Universidad de Concepción, 2024) Schramm Neira, Oliver Marcelo; Silva Muñoz, Rodrigo Antonio; Fariñe P., Carlos; Valenzuela R., Ivette
Facop LTD company specializes in the manufacturing of steel industrial structures. It develops solutions through engineering for structural modeling, connection calculations, Building Information Modeling (BIM), as well as the development of detailed structural documentation. These activities are carried out in the manufacturing workshop under the direction of the operations manager. Given the aforementioned capabilities and the advantages of having skilled labor, specialized machinery, and market knowledge acquired from fabricating over 8,000 Tons of steel structures, the idea arose to capitalize on these resources and implement a new business line, to be developed during periods of low manufacturing demand. Within this context, a dimensional pre-design is conducted for a single-family home, following by structural modeling based on a tentative profile for the final design, complying with current regulations in Chile. The objective is to verify the main structural profiles, design purlines, connections, base plates, foundations, and fire resistance protection schemes. To carry out these designs, it was use a structural model inputting the respective project loads to extract the solicitations necessary for final elements dimensioning. Finally, a detailed engineering was employed to develop a BIM model for the preparation of manufacturing and assembly plans, facilitating the construction of the house.
Diseño y modelación de bases de columnas para estructuras industriales de acero según NCh 2369:2025.
(Universidad de Concepción, 2025) Manríquez Urrutia, Sebastián Alberto; Silva Muñoz, Rodrigo Antonio
En el diseño de estructuras industriales de acero, las bases de columnas son un componente fundamental, ya que constituyen el punto crítico para la transferencia de cargas y la disipación de energía sísmica. Un fallo en la base de la columna puede comprometer la estabilidad global de la estructura, lo que conlleva graves riesgos tanto para la seguridad como en el ámbito económico. A pesar de su importancia, el diseño de estas conexiones no siempre recibe la atención necesaria y sumado a la falta de no contar con una metodología unificada en Chile, se genera confusión al combinar normativas locales e internacionales. Esta falta de estandarización ha derivado en una diversidad de procedimientos de cálculo dificultando la revisión de proyectos y creando inconsistencias en los diseños. Por ello, el objetivo principal de este trabajo es sistematizar los procedimientos de diseño para las bases de columnas en estructuras de acero industrial, basándose en la normativa actualizada NCh2369:2025 y AISC Design Guide 1. La manera en la que se aborda este trabajo consiste en diseñar los componentes mediante el método tradicional, utilizando las ecuaciones de las normativas vigentes, para luego realizar una modelación en el software IDEA StatiCa. El estudio se enfoca en bases de columnas expuestas con perfiles tipo I o H y pernos de anclaje preinstalados. El análisis comparativo demostró que el método tradicional de cálculo es más conservador en sus resultados en comparación con los obtenidos mediante el software IDEA StatiCa. Se destaca que estas discrepancias no comprometen la estabilidad de la estructura.
Estudio cinético de la formación de fases laves en cavidades a través de tratamientos térmicos superficiales para aplicaciones de auto-reparación en aceros de alto cromo.
(Universidad de Concepción, 2026) Jara Tello, Nelson Nicolás; Sanhueza Araya, Juan Pablo; Rojas Jara, David Eduardo
Los aceros ferríticos de alto cromo (9-12% Cr) son materiales fundamentales en la infraestructura energética global; sin embargo, su vida útil se ve limitada por el daño por termofluencia (creep). Como estrategia de mitigación, el concepto de autosanación (self-healing) propone el relleno autónomo de micro cavidades de termofluencia mediante la precipitación selectiva de fases intermetálicas, siendo la fase Laves un candidato prometedor por su estabilidad térmica y expansión volumétrica. El presente trabajo evalúa la cinética de formación de la fase Laves en superficies libres, simulando las condiciones termodinámicas de una cavidad, con el objetivo de validar su potencial como agente sanante. Para ello, se diseñaron tres aleaciones ferríticas modelo (C1, C2 y C3) enriquecidas con elementos promotores de la fase Laves, las cuales fueron sometidas a tratamientos térmicos superficiales a 650°C por tiempos de 12, 24 y 30 horas en atmósfera de argón. La caracterización se realizó mediante microscopía electrónica de barrido (MEB), espectroscopía de dispersión de energía (EDS) siendo los resultados analizados con el apoyo de modelación termodinámica (ThermoCalc). Los resultados validaron que el tratamiento superficial acelera significativamente la cinética de precipitación, alcanzando etapas de crecimiento y engrosamiento en tiempos menores en comparación con el envejecimiento en volumen. Se identificó exitosamente la fase Laves en las aleaciones C1 y C3, caracterizada por una morfología laminar y enriquecimiento en W/Mo y Si, concordante con las predicciones termodinámicas. Un hallazgo crítico fue la identificación de un mecanismo de nucleación heterogénea cooperativa, donde los carbonitruros ricos en Nb (tipo MX) actuaron como sitios preferenciales para la nucleación de la fase Laves, fenómeno atribuido a la relajación de energía elástica y alta difusividades propias de la superficie libre. Adicionalmente, se determinó que la pureza de la atmósfera inerte es un parámetro de control crítico, dado que la contaminación por oxígeno (observada en la aleación C2) inhibe la precipitación intermetálica deseada. En conclusión, la metodología propuesta permite predecir cualitativamente el potencial de autosanación, confirmando que la superficie libre actúa como un catalizador cinético que desbloquea mecanismos de precipitación complejos viables para la reparación de daño por termofluencia.
Reforzamiento de un acero de medio manganeso de baja densidad mediante precipitación de fase B2.
(Universidad de Concepción, 2023) Manosalva Neira, Cristopher Antonio; Rojas Jara, David Eduardo
A lo largo de los años, los aceros al manganeso han sido ampliamente utilizados en la industria automotriz debido a sus destacadas propiedades mecánicas. Estas propiedades se derivan de los mecanismos de refuerzo que exhiben cuando se someten a deformaciones. Dependiendo de su composición, se pueden identificar tres tipos principales de aceros: aquellos que experimentan la transformación martensítica inducida por deformación, conocida como el efecto TRIP; aquellos que presentan maclas inducidas por deformación o el efecto TWIP; y aquellos que utilizan mecanismos de endurecimiento por precipitación, lo que conlleva la formación de precipitados que obstaculizan el avance de las dislocaciones durante la deformación. Actualmente, se ha centrado una mayor atención en los mecanismos de endurecimiento por precipitación, ya que no requieren necesariamente un alto contenido de manganeso, lo que permite reducir los costos de producción sin comprometer las propiedades mecánicas del acero, lo que lo hace especialmente atractivo para la industria automotriz. Para llevar a cabo este estudio y fabricar una aleación de medio manganeso con efecto de endurecimiento por precipitación, utilizando precipitados de Al/Ni tipo B2 en una matriz austenítica, se realizó una exhaustiva investigación en conjunto con simulaciones computacionales utilizando el software ThermoCalc. Los resultados de estas investigaciones llevaron a la obtención de una aleación con la composición Fe-18.1%Mn-8.6%Al-4.6%Ni-1.1%Cu-0.8%Si-0.6%C (porcentaje en peso). Las muestras en estudio se sometieron a dos líneas de tratamientos térmicos. Un grupo se sometió a un recocido a 580°C durante dos y seis horas, mientras que al otro grupo se le aplicó un tratamiento termomecánico de laminación en caliente a 1000°C antes de someterlo al recocido, también por dos y seis horas. Los resultados más favorables se obtuvieron en las muestras tratadas con laminación en caliente, especialmente en el caso de la muestra sometida a un tratamiento de seis horas. Esta muestra exhibió una matriz austenítica con la presencia de ferrita, cementita y B2 en sus límites de grano. Además, es importante destacar que estas muestras exhiben notables propiedades mecánicas, alcanzando valores de resistencia a la tracción (UTS) que superan los 900 MPa y límite elástico (Ys) sobre 30%.

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