Pontificia Universidad Javeriana

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Perfil del grupo

El grupo de ESTRUCTURAS Y CONSTRUCCION fue creado en el año 2002, y desde entonces ha venido participando dinámicamente en la actividad docente a nivel de pregrado y posgrado del departamento de Ingeniería Civil de la Pontificia Universidad Javeriana. El grupo, que está clasificado en Colciencias como A1, lidera proyectos de Investigación aplicada, prestando sus servicios a diferentes empresas del sector público y privado.

La misión del Grupo radica en contribuir activamente a la sociedad brindando soluciones a problemas relacionados a las estructuras y la construcción, y como consecuencia aportar al desarrollo académico, científico, tecnológico y productivo del país por medio de investigaciones en las áreas mencionadas.  Dichas investigaciones incluyen el análisis, evaluación, experimentación, monitoreo, instrumentación y mejoramiento del diseño y construcción de estructuras nuevas o existentes (edificios, puentes, entre otros), a través de metodologías innovadoras, en función de profundizar en la  resistencia, durabilidad, conservación, comportamiento, optimización de recursos, entre otras virtudes de desempeño. De igual forma, el grupo estudia nuevos materiales y propone técnicas de mejoramiento de procesos constructivos. 

Investigadores y líneas de investigación

Está conformado por profesionales con formación doctoral y/o maestría, en las áreas de estructuras y construcción con amplia experiencia académica y de campo. Los profesores con nivel de doctorado que hacen parte del grupo realizaron sus investigaciones en temas relacionados con:

materiales, fatiga, mecánica de la fractura, optimización, confiabilidad, detección de daño, entre otros.

Cuenta con el apoyo de expertos nacionales e internacionales en los diferentes ámbitos de la problemática vial local y nacional, enmarcada dentro de sus ocho líneas de investigación:

Confiabilidad estructural: Profundizar en la seguridad estructural de construcciones nuevas y existentes, mediante el estudio de la incertidumbre de sus solicitaciones y resistencia.

Función de distribución de probabilidad de los diferentes niveles de daño de edificaciones de concreto reforzado considerando la variabilidad de las propiedades de los materiales usados en Bogotá

Elementos finitos y modelación numérica: Mediante el uso de programas especializados y creación de nuevas aplicaciones, se busca avanzar en el tema de elementos finitos y métodos numéricos aplicados a la evaluación de estructuras, teniendo en cuenta técnicas de confiabilidad estructural y modelos no lineales inelásticos. Se pretende profundizar en el avance de los elementos finitos estocásticos, procesos de remallado y aplicación en otras áreas tales como geotecnia, hidrología,  hidráulica y mecánica de la fractura.

Ingeniería de puentes: Estudiar sistemas de gestión y administración de puentes, profundizando en diferentes áreas tales como inspección especial, patología, capacidad de carga, vulnerabilidad sísmica, disipadores de energía, socavación, técnicas de confiabilidad estructural y tipos de refuerzo. Implementar y desarrollar técnicas de confiabilidad para la evaluación de estructuras existentes sometidas a la acción de cargas sísmicas, entre otras.

Interacción suelo - estructuras: Realizar estudios de casos en los que la interacción suelo-estructura es determinante de la respuesta estructural. Aportar información para la revisión de normas, especificaciones y prácticas de diseño en problemas en que la interacción suelo estructura es determinante. Mejorar el conocimiento de los problemas investigados para reducir la incertidumbre y el riesgo y lograr optimización de los diseños. Se trabajará en los casos de cimentaciones de tuberías, cimentaciones de edificios y estructuras especiales y excavaciones.

Investigación en materiales: Estudiar las propiedades y comportamiento de los materiales de construcción tradicionales y modernos (concreto, acero, madera, polímeros, entre otros). Estudiar nuevas tecnologías en el campo de los materiales de construcción. Muros de Tierra

Muros de tierra: Evaluar la vulnerabilidad de las edificaciones patrimoniales construidas en adobe y tapia pisada así como en técnicas tradicionales. Ensayos de laboratorio a escala real de muros reconstruidos con materiales extraídos de construcciones antiguas

Análisis del comportamiento sísmico de páneles livianos mediante ensayos seudodinámicos

Ensayos de simulación sísmica mediante pruebas en mesa vibratoria de capillas doctrineras (hechas en tapia pisada) a escala reducida

Procesos constructivos: Estudiar y analizar la influencia de los procesos constructivos en el comportamiento estructural de los distintos elementos que conforman las estructuras convencionales. 

Vulnerabilidad sísmica y dinámica estructural: Estudiar y evaluar diferentes tipos de estructuras existentes en el País teniendo en cuenta factores como el riesgo, la amenaza y el comportamiento sísmico y dinámico. Se pretende profundizar en  diversos temas: disipadores de energía, aislamientos sísmicos, modelos estáticos no lineales, amortiguamiento, espectros y acelero gramas sintéticos, tipos de refuerzo sísmico, amenaza sísmica local y microzonificación sísmica.

Ejemplo de rotulación de edificios de 20 pisos diseñados con la NSR-10 ante los movimientos del sismo de Quetame del año 2008

Optimización en ingeniería: Se aplica optimización para resolver diferentes problemas dentro de la ingeniería civil. 

El grupo ha tenido los siguientes resultados principales :

• Análisis y documentación de las causas, consecuencias y soluciones al colapso de los puentes existentes nacionales e internacionales.

• Estudio de la evolución y el estado de los puentes en Colombia.

• Aplicación de la metodología Time-Lapse para el mejoramiento de procesos constructivos mediante simulación en el software Arena.

• Algoritmo genético para la determinación de las cargas dinámicas de camiones pesados que circulan sobre puentes instrumentados.

• Caracterización mecánica y estructural de sistemas prefabricados de bajo peso para la construcción de viviendas de interés social.

• Caracterización morfológica de agregados para concreto mediante el análisis de imágenes. 

• Estimación de la influencia de la forma en la resistencia del concreto

• Análisis de la vulnerabilidad sísmica de puentes existentes, empleando confiabilidad estructural y apoyada en monitoreo e instrumentación.

• Estudios para incrementar la seguridad y estabilidad de viaductos .

• Optimización de diferentes tipologías estructurales.

• Detección de daño en estructuras.

• Evaluación estructural del patrimonio arquitectónico construido en adobe y tapia pisada y propuestas de rehabilitación sísmica.

• Estudios de confiabilidad estructural mediante análisis estadístico de propiedades mecánicas de los materiales

• Evaluación de la vulnerabilidad sísmica de edificaciones existentes considerando la dinámica de suelos de la capital colombiana.

• Evaluación de sistemas estructurales a escala natural y a escala reducida sometidas a solicitaciones estáticas y dinámicas.

• Análisis de vibraciones en sistemas estructurales debidas a efectos externos como: sismos, voladuras en minas a cielo abierto, paso de trenes, tráfico vehicular, maquinaria vibrante, personas entre otros.

• Caracterización mecánica y durable de materiales de construcción base cemento.

• Evaluación de materiales de construcción alternativos y sostenibles

• Estudio, simulación y optimización de los procesos constructivos de edificación.

• Ingeniería Civil Forense en estructuras de concreto, acero o mampostería de ladrillo.

• Patología estructural en edificaciones de concreto, acero y mampostería de ladrillo.

Tiene las siguientes capacidades:

• Diseñar e implementar metodologías para la evaluación de puentes nuevos o existentes, apoyados en monitoreo e instrumentación.

• Diseñar e implementar metodologías para la evaluación del comportamiento de edificaciones nuevas o existentes, apoyados en monitoreo e instrumentación.

• Caracterizar aspectos mecánicos y estructurales de sistemas estructurales prefabricados de bajo peso para la construcción de viviendas de interés social.

• Caracterizar y optimizar el comportamiento del  concreto a partir del análisis de aspectos mecánicos, químicos, entro otros.

• Diseñar y desarrollar metodologías para el mejoramiento de procesos constructivos y su mayor  productividad.

• Optimizar el diseño de diferentes tipologías estructurales.

• Llevar a cabo investigaciones experimentales en materiales de construcción para su validación de uso y capacidades estructurales.

• Evaluar alternativas de rehabilitación sísmica de edificaciones existentes en diversos materiales (concreto, acero, adobe, tapia pisada, mampostería, etc.)

• Ensayar a escala real y reducida sistemas y/o componentes estructurales

• Instrumentar estructuras existentes mediante sensores de alta precisión (acelerómetros, celdas de carga, deformímetros, etc.)

• Investigar y localizar patologías estructurales

• Investigar y determinar la condición de una estructura que presente patologías estructurales, peritaje estructural

• Investigar y determinar la falla de una estructura o sistema estructural, peritaje estructural

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Tema/problema

Ingeniería estructural / Construcción / Análisis de estructuras / Evaluación de estructuras / Monitoreo de estructuras /Optimización Estructural/ Instrumentación de estructuras / Durabilidad de estructuras /  Conservación de estructuras/ Estabilidad de estructuras / Optimización de recursos en construcción / Nuevos materiales para la construcción / Mejoramiento de procesos constructivos / Puentes / Modelos estructurales / Concreto reciclado / Modelación dinámica de estructuras / Colapsos / Patología de estructuras / Fatiga de estructuras / Productividad.

confiabilidad, detección de daño, entre otros.

Instituciones que han cofinanciado la investigación que ha realizado el grupo:

Metecno de Colombia/Instituto Nacional de Vías/Ministerio de Transporte confiabilidad, detección de daño, entre otros.

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