Gaceta Técnica

EVALUATION OF THE PHYSICAL AND MECHANICAL PROPERTIES OF CONCRETE BLOCKS WITH THE INCORPORATION OF SAWDUST, POLYSTYRENE BEADS AND RUBBER

RESUMEN En esta investigación se optó por incorporar materiales reutilizables, como aserrín, perlas de poliestireno y caucho, en la fabricación de bloques de concreto, con el propósito de evaluar sus propiedades físicas y mecánicas. Se fabricaron 315 muestras mediante el uso de una máquina bloquera, con moldes de 12 cm x 40 cm x 18 cm, con dosificaciones 1:6, 1:7 y 1:8, y porcentajes de adición de aserrín, perlas de poliestireno y caucho del 10 % y 20 % respecto del agregado. Se realizaron los ensayos de variación dimensional, alabeo, absorción y resistencia a compresión axial a los bloques de concreto, de los cuales se determinó que la variación dimensional y el alabeo no dependen exclusivamente de la adición de perlas de poliestireno, caucho y aserrín. Además, se identificó que los bloques con mayor absorción fueron los correspondientes a la incorporación del 20 % de aserrín con dosificación 1:8. En la resistencia a compresión axial, se determinó que el porcentaje óptimo de adición de perlas de poliestireno y caucho en los bloques con dosificaciones 1:6, 1:7 y 1:8 es del 10 %, alcanzando el esfuerzo mínimo requerido de 4,90 MPa a los 28 días de curado. Sin embargo, los bloques de concreto con aserrín alcanzaron esta resistencia con un 10 % de adición y una dosificación de 1:6. Los resultados determinaron las condiciones óptimas para fabricar bloques de concreto con materiales adicionales, cumpliendo las Normas Técnicas Peruanas y los requisitos del Reglamento Nacional de Edificaciones.

ABSTRACT In this research, it was decided to incorporate reusable materials, such as sawdust, polystyrene beads, and rubber, in the manufacture of concrete blocks, with the purpose of evaluating their physical and mechanical properties. A total of 315 samples were manufactured using a block-making machine, with molds measuring 12 cm x 40 cm x 18 cm, with dosages of 1:6, 1:7, and 1:8, and addition percentages of sawdust, polystyrene beads, and rubber of 10% and 20% with respect to the aggregate. Dimensional variation, warping, absorption, and axial compressive strength tests were performed on the concrete blocks, from which it was determined that dimensional variation and warping do not depend exclusively on the addition of polystyrene beads, rubber, and sawdust. Furthermore, it was identified that the blocks with the highest absorption were those corresponding to the incorporation of 20% sawdust with a dosage of 1:8. In terms of axial compressive strength, the optimal percentage of polystyrene and rubber beads added to blocks with 1:6, 1:7, and 1:8 ratios were determined to be 10%, achieving the minimum required stress of 4.90 MPa after 28 days of curing. However, sawdust concrete blocks achieved this strength with a 10% addition and a 1:6 ratio. The results determined the optimal conditions for manufacturing concrete blocks with additional materials, complying with Peruvian Technical Standards and the requirements of the National Building Regulations.

UNPLANNED MAINTENANCE TRIGGERED THE FAILURE MECHANISM IN THE BARQUISIMETO HEALTH SCIENCES DEAN'S OFFICE BUILDING

RESUMEN El estudio caracterizó las principales fallas en miembros estructurales visibles de la edificación del Decanato de Ciencias de la Salud de la Universidad Centroccidental Lisandro Alvarado en Barquisimeto, para determinar el mecanismo que ha permitido el desarrollo de dichas fallas. Se aplicó la inspección visual de la edificación. La construcción inició en 1974, es una estructura de concreto armado, acabado obra limpia, constituida por dos niveles, y un área de construcción de 12744,08 m2 en planta baja y alta respectivamente, y de 11333,81 m2 para planta techo. Se pudo determinar que el ambiente de exposición es C3, es decir, hace sensible al concreto a la agresión por carbonatación. Durante el levantamiento de la sintomatología de las fallas, se pudo comprobó que el mecanismo de falla, inicia por el techo; y la rotura del manto asfaltico representa el 34,09%; en la planta alta la eflorescencia es el 42,34%, y en la planta baja 64,29%. Se presume que la principal causa de las fallas se deba a la falta de mantenimiento que desencadenó el deterioro, por ello se debe realizar un plan para el sub-sistema de estructura, el de techo y del drenaje, que coadyuve en la extensión de la vida útil de esta importante edificación.

ABSTRACT The study characterized the main failures in visible structural members of the Dean's Office of Health Sciences building at the Lisandro Alvarado Centroccidental University in Barquisimeto, in order to determine the mechanism that allowed these failures to develop. A visual inspection of the building was applied. Construction began in 1974. The structure is a reinforced concrete structure with a clean finish, consisting of two levels, and a construction area of 12,744.08 m2 on the ground and upper floors, respectively, and 11,333.81 m2 for the roof. It was determined that the exposure environment is C3, which makes the concrete sensitive to carbonation damage. During the survey of the symptoms of the failures, it was verified that the failure mechanism begins with the roof; the failure of the asphalt layer represents 34,09% of the failures. On the upper floor, efflorescence is 42,34%, and on the ground floor, 64,29%. It is presumed that the main cause of the failures is due to the lack of maintenance that triggered the deterioration, so a plan must be made for the structural, roof, and drainage subsystems, which will contribute to extending the useful life of this important building.

PARTIAL DOSAGES OF CAESALPINIA SPINOSA ASH AND CEMENT FIBER IN ASPHALT MIXTURES FOR FLEXIBLE PAVEMENTS

RESUMEN Este estudio experimental evalúa la influencia de la adición parcial de ceniza de Caesalpinia Spinosa (CS) o Ceniza de tara, y Fibrocemento (FC) en mezclas asfálticas para pavimentos flexibles. Se analizaron porcentajes de reemplazo del relleno mineral de 1,0%, 1,5% y 2,5%, mediante los ensayos Marshall y Lottman, con el objetivo de determinar su efecto sobre la estabilidad, fluencia y resistencia a la humedad. Esta mezcla mejora sus propiedades, por consiguiente. tienden a ser aplicables en carreteras. Se fabricaron un total de 51 briquetas de mezcla asfáltica seleccionada. La distribución de especímenes se organizó en dos grupos: el primero compuesto por 27 especímenes para la prueba Marshall y el segundo por 24 para la prueba Lottman. Del conjunto de patrón (0% de modificación), se prepararon 18 briquetas para ensayo Marshall, y 6 fueron destinadas a los ensayos y Lottman, En el caso de las mezclas modificadas con aditivos en concentraciones de 1,0%, 1,5% y 2,5%, se elaboraron 3 y 6 especímenes para cada ensayo, respectivamente. Los resultados del ensayo Marshall indican que la estabilidad disminuye respecto a la muestra patrón (1289,9 kg), obteniendo valores de 1271,9 kg, 1198 kg y 1256 kg para 1,0%, 1,5% y 2,5% de CS+FC, respectivamente. En cuanto a la fluencia, los valores varían de 2,91 mm en la muestra patrón a 3,5 mm, 3,26 mm, 3,08 mm y 2,93 mm según el porcentaje de adición. Finalmente, el ensayo de tracción indirecta (TSR) mostró valores de 82,7%, 79,6%, 81,2% y 76,7%.

ABSTRACT This experimental study evaluates the influence of the partial addition of Caesalpinia Spinosa ash (CS) or Tara ash, and Fiber Cement (FC) in asphalt mixtures for flexible pavements. Mineral filler replacement percentages of 1,0%, 1.5% and 2,5% were analyzed using the Marshall and Lottman tests, with the aim of determining their effect on stability, creep and resistance to moisture. This mixture improves its properties, therefore. tend to be applicable to roads. A total of 51 briquettes of selected asphalt mixture were manufactured. The distribution of specimens was organized into two groups: the first composed of 27 specimens for the Marshall test and the second by 24 for the Lottman test. From the pattern set (0% modification), 18 briquettes were prepared for the Marshall test, and 6 were intended for the and Lottman tests. In the case of the mixtures modified with additives at concentrations of 1,0%, 1,5% and 2,5%, 3 and 6 specimens were prepared for each test, respectively. The results of the Marshall test indicate a decrease in stability compared to the standard sample (1289,9 kg), with values of 1271,9 kg, 1198 kg, and 1256 kg for 1.0%, 1,5%, and 2,5% CS+FC, respectively. Creep values ranged from 2,91 mm for the standard sample to 3.5 mm, 3.26 mm, 3.08 mm, and 2,93 mm, depending on the addition percentage. Finally, the indirect tensile strength test (TSR) showed values of 82,7%, 79,6%, 81,2%, and 76,7%.

REVIEW AND APPLICATION OF THE ANSI/AISC 341-22 STANDARD FOR THE SEISMIC DESIGN OF AN INDUSTRIAL STRUCTURE IN THE CHILEAN REGULATORY FRAMEWORK

RESUMEN El estudio revisa la norma ANSI/AISC 341-22 para el diseño sísmico de estructuras industriales en Chile, comparándola con la normativa chilena NCh2369. Dado que Chile es una zona de alta sismicidad, se requieren normativas estrictas para garantizar la seguridad estructural. Mientras que la NCh2369 enfatiza la rigidez y la disipación de energía mediante anclajes, la AISC 341-22 prioriza la ductilidad mediante la formación de rótulas plásticas en vigas. El diseño antisísmico de estructuras industriales está regulado por la NCh2369, que recomienda la AISC como normativa complementaria. Sin embargo, ambas tienen enfoques distintos en la disipación de energía. La AISC clasifica los elementos estructurales en moderada o altamente dúctiles para maximizar su capacidad inelástica. Para evaluar la aplicación de la AISC 341-22, se diseñó una estructura tipo rack utilizando esta norma, aplicando la NCh2369 para cargas y análisis sísmicos. El modelado se realizó con Robot Structural Analysis 2024, optimizando perfiles estructurales y verificando su cumplimiento normativo. Uno de los principales hallazgos fue la detección de varios perfiles W que no cumplían con las exigencias de la AISC 341-22. También se destacó la importancia de la verificación temprana de la esbeltez para evitar reprocesos y ajustes en la selección de perfiles. Además de un no cumplimiento con las deformaciones límites impuestas por la NCh2369 producto de la diferencia de demandas sísmicas entre normas.

ABSTRACT The study reviews the ANSI/AISC 341-22 standard for the seismic design of industrial structures in Chile, comparing it with the Chilean standard NCh2369. Since Chile is a high seismicity zone, strict regulations are required to ensure structural safety. While NCh2369 emphasizes stiffness and energy dissipation through anchoring, AISC 341-22 prioritizes ductility through the formation of plastic hinges in beams. The seismic design of industrial structures is regulated by NCh2369, which recommends AISC as a complementary standard. However, both standards have different approaches to energy dissipation. AISC classifies structural elements as moderately or highly ductile to maximize their inelastic capacity. To evaluate the application of AISC 341-22, a rack-type structure was designed using this standard, applying NCh2369 for loads and seismic analysis. The modeling was done using Robot Structural Analysis 2024, optimizing structural profiles and verifying their compliance with regulations. One of the main findings was the detection of several W profiles that did not meet the requirements of AISC 341-22. The importance of early verification of slenderness was also highlighted to avoid reprocessing and adjustments in profile selection. Additionally, there was non-compliance with the displacement limits imposed by NCh2369 due to the difference in seismic demands between standards.

COMPARISON OF THE SEISMIC-RESISTANT BEHAVIOR OF A36 STEEL BUILDINGS DESIGNED BY THE DDBD METHOD AND THE FBD METHOD UNDER SMF SYSTEM

RESUMEN Se comparó el comportamiento sismorresistente de una edificación en acero estructural diseñada por el Método de las Fuerzas (MDF) contra otra por el Método de los Desplazamientos (MDD), bajo el sistema de marcos especiales resistentes a momento en cada microzona de la ordenanza de Microzonificación Sísmica (MSZ) de Barquisimeto-Cabudare. Se estableció un arquetipo regular en planta y alzado, de 4 niveles de 3 metros c/u, y 3 vanos de 3 metros c/u para cada dirección de análisis. Las vigas y las correas fueron perfiles IPE, y las columnas HEB, con grado de acero A36 y conexiones viga-columnas de tipo BFP. Los resultados demostraron que en MZS #1 las dimensiones fueron establecidas por las exigencias mínimas de la conexión precalificada BFP para ambos métodos, con un comportamiento sismorresistente idéntico. Para MSZ #2 y #5 se tuvo coincidencia del periodo fundamental de las estructuras con el periodo característico del suelo, exigiendo secciones más robustas para evitar la resonancia y en consecuencia obteniendo un comportamiento sismorresistente idéntico para ambos métodos. En MZS #3, #4 y #6 ambos métodos ofrecieron un comportamiento cercano a la cedencia, pero con menos cantidad de acero y derivas de entrepiso aplicando el MDD. La MSZ #7 se comportó similar al anterior con la diferencia que la cantidad de acero fue mayor para el MDD. Para MSZ #8 y #9 el MDD obtuvo un comportamiento cercano a la cedencia, mientras que en el MDF el comportamiento fue post-cedente con incursión insignificante al rango inelástico con daños de naturaleza reparables.

ABSTRACT The seismic performance of a structural steel building designed using the Force Method (FDM) was compared with that of another using the Displacement Method (DDM) under the system of special moment-resistant frames in each microzone of the Barquisimeto-Cabudare Seismic Microzoning (SMM) ordinance. A regular archetype was established in plan and elevation, with four levels of 3 meters each, and three spans of 3 meters each for each analysis direction. The beams and purlins were IPE profiles, and the HEB columns were made of A36 steel grade with BFP beam-column connections. The results demonstrated that in SMM #1, the dimensions were established by the minimum requirements of the prequalified BFP connection for both methods, with identical seismic performance. For MSZ #2 and #5, the fundamental period of the structures coincided with the characteristic period of the soil, requiring more robust sections to avoid resonance and consequently obtaining identical earthquake-resistant behavior for both methods. In MZS #3, #4 and #6, both methods showed behavior close to yielding, but with less steel and story drifts when applying the MDD. MSZ #7 behaved similarly to the previous one, with the difference that the amount of steel was greater for the MDD. For MSZ #8 and #9, the MDD obtained behavior close to yielding, while in the MDF, the behavior was post-yielding with insignificant incursion into the inelastic range and repairable damage.

INCORPORATION OF EGGSHELL ASH IN THE STABILIZATION OF CLAYEY SUBGRADE IN APURIMAC, PERU

RESUMEN La estabilización de suelos arcillosos es un desafío persistente en la ingeniería civil, particularmente en regiones con proyectos de infraestructura en áreas de suelos expansivos. Este estudio evalúa la efectividad de incorporar ceniza de cáscara de huevo (CCH) para mejorar las propiedades mecánicas de subrasantes arcillosas en la Av. Alisos, Anccohayllo, Apurímac, Perú. La investigación incluyó muestreo de campo y pruebas de laboratorio para analizar la relación de soporte de California (CBR), las características de compactación y la plasticidad de muestras de suelo con porcentajes variables de CCE de 10%, 15% y 20%. Los resultados mostraron una mejora significativa en los valores de CBR, con un aumento del 71,79% usando 20% de CCE, lo que indica un aumento sustancial en la capacidad de carga del suelo. Además, la Densidad Seca Máxima (DSM) aumentó y el Contenido Óptimo de Humedad (COH) disminuyó, lo que sugiere una mejor compactación y estabilidad del suelo. Aunque el efecto sobre la plasticidad no fue estadísticamente significativo, se observó una ligera reducción. Este estudio concluye que la CCE es un aditivo viable y sostenible para estabilizar subrasantes arcillosas, ofreciendo una alternativa respetuosa con el medio ambiente mediante la reutilización de residuos agrícolas.

ABSTRACT The stabilization of clayey soils is a persistent challenge in civil engineering, particularly in regions with infrastructure projects in expansive soil areas. This study evaluates the effectiveness of incorporating eggshell ash (CCH) to improve the mechanical properties of clayey subgrades on Av. Alisos, Anccohayllo, Apurímac, Peru. The research included field sampling and laboratory tests to analyze the California Bearing Ratio (CBR), compaction characteristics, and plasticity of soil samples with varying CCH percentages of 10%, 15%, and 20%. Results showed significant improvement in CBR values, with a 71,79% increase using 20% CCH, indicating a substantial increase in soil bearing capacity. Additionally, the Maximum Dry Density (MDD) increased and the Optimum Moisture Content (OMC) decreased, suggesting better soil compaction and stability. Although the effect on plasticity was not statistically significant, a slight reduction was observed. This study concludes that CCH is a viable and sustainable additive for stabilizing clayey subgrades, offering an environmentally friendly alternative through the reuse of agricultural waste.

EVALUATION OF THE MECHANICAL PROPERTIES OF CONCRETE BY INCORPORATING ALOE VERA EXTRACT AS A CARBONATION RUST INHIBITOR

RESUMEN El objetivo del estudio fue evaluar la incidencia del extracto de aloe-vera como inhibidor de óxido inducido por carbonatación en el concreto; así mismo, el estudio adoptó una metodología aplicada y un diseño experimental, en el que se evaluó el concreto con diferentes dosificaciones de extracto de aloe vera en el cual las concentraciones utilizadas para la incorporación del aloe vera en el concreto fueron 0,75%, 1,30% y 1,7%. Además, los resultados indican que la incorporación de aloe vera en el concreto afecta de manera diversa sus propiedades, dependiendo de la concentración, donde se destacó que con concentraciones bajas de 0,75% se observó un leve aumento en la zona carbonatada y una ligera mejora en la resistencia a la compresión (5%), sin alterar significativamente la consistencia ni la resistencia a flexión. Sin embargo, a concentraciones más altas como 1,30% y 1,70%, los efectos fueron menores o incluso negativos, sugiriendo que un exceso de aloe vera podría afectar negativamente la estructura del concreto.

ABSTRACT The objective of the study was to evaluate the incidence of aloe vera extract as an inhibitor of carbonation-induced rust in concrete. Likewise, the study adopted an applied methodology and an experimental design, in which concrete was evaluated with different dosages of aloe vera extract in which the concentrations used for the incorporation of aloe vera in the concrete were 0,75%, 1,30% and 1,7%. In addition, the results indicate that the incorporation of aloe vera in concrete differently affects its properties, depending on the concentration. It was highlighted that at low concentrations of 0,75%, a slight increase in the carbonated zone and a slight improvement in compressive strength (5%) were observed, without significantly altering the consistency or flexural strength. However, at higher concentrations such as 1,30% and 1,70%, the effects were minor or even negative, suggesting that an excess of aloe vera could negatively affect the structure of the concrete.

APPLICATION OF VARIOUS ASSESSMENT METHODS TO DETECT SEISMIC VULNERABILITY IN EDUCATIONAL INSTITUTIONS IN PERU

RESUMEN La presente investigación tuvo como objetivo aplicar diferentes metodologías de evaluación de la vulnerabilidad sísmica en una institución educativa, se utilizó el Método Hipotético Deductivo, las técnicas utilizadas fueron la observación científica directa y el análisis documental, la recopilación de datos se realizó con la escala de Benedetti Petrini, la escala de Hirosawa, la ficha del procedimiento de inspección visual rápida del Fema 154, y el análisis Pushover con Etabs. La muestra fue la institución educativa San Juan de Chota, Perú. Los resultados y conclusiones obtenidos utilizando las diferentes metodologías de acuerdo al Método de Benedeti Petrini la institución educativa presenta vulnerabilidad baja, según el Método de Hirosawa la institución no es vulnerable, de acuerdo al método FEMA 154, no es vulnerable, por otro lado, de acuerdo al análisis Pushover la curva de desplazamiento vs el cortante en la base de la institución educativa San Juan para la dirección XX es de 22,78 cm y un cortante de 4684048,31 N. En el caso de la dirección YY, el desplazamiento máximo es de 0,19 cm y un cortante de 3420069,19 N, en este momento la estructura se encuentra en el régimen inelástico próximo al colapso. Finalmente, se concluye que aplicando las metodologías de Hirosawa, Benedetti Petrini, Pushover, la estructura del edificio aplicando los cuatro métodos de evaluación sismorresistente, es No Vulnerable.

ABSTRACT The present investigation aimed to apply different methodologies for assessing seismic vulnerability in an educational institution. The Hypothetical Deductive Method was used, the techniques employed were direct scientific observation and documentary analysis. Data collection was performed using the Benedetti Petrini scale, the Hirosawa scale, the FEMA 154 rapid visual inspection procedure sheet, and Pushover analysis with Etabs. The sample was the San Juan de Chota educational institution, Peru. The results and conclusions obtained using the different methodologies according to the Benedeti Petrini Method, the educational institution presents low vulnerability, according to the Hirosawa method the institution is not vulnerable, according to the FEMA 154 method, it is not vulnerable, on the other hand, according to the Pushover analysis the displacement vs shear curve at the base of the San Juan educational institution for the XX direction is 22,78 cm and a shear of 4684048,31 N. In the case of the YY direction, the maximum displacement is 0,19 cm and a shear of 3420069,19 N, at this moment the structure is in the inelastic regime close to collapse. Finally, it is concluded that applying the methodologies of Hirosawa, Benedetti Petrini, Pushover, the structure of the building applying the four earthquake-resistant evaluation methods, is Not Vulnerable.