Facultad de Ciencias e Ingeniería
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Ítem Texto completo enlazado Estudio de la vulnerabilidad sísmica de un edificio de concreto armado para diferentes resistencias a la compresión del concreto y densidades de muros(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-10-10) Mendoza Romero, Herbert Saúl; Vizcarra Alvarez, Víctor Alberto; Soto Oblea, Edward JonathanLa presente investigación es a raíz de destacar la importancia de evaluar sísmicamente las construcciones tal que su estado de daño alcanzado en un evento sísmico sea aceptable. En este contexto, se busca optimizar los costos asociados al análisis estructural. En particular, se analiza cómo la variación en la resistencia del concreto (f´c) y la densidad de los muros estructurales afecta la vulnerabilidad sísmica. Para abordar este análisis, se lleva a cabo una evaluación exhaustiva de la vulnerabilidad de la estructura mediante el análisis detallado de curvas de fragilidad, teniendo en cuenta una variedad de valores para la resistencia a compresión del concreto (f´c) así como la densidad de los muros dentro de la estructura, de manera que se puedan identificar con precisión las potenciales debilidades y su impacto en la integridad estructural bajo diferentes condiciones de carga y resistencia. En cuanto a los objetivos, se pretende conducir un análisis comparativo de la vulnerabilidad sísmica en una edificación con el objetivo de poder identificar un punto de equilibrio entre una vulnerabilidad sísmica aceptable y los costos asociados. Así como, generar curvas de capacidad de cada modelo en estudio además de conseguir el punto de desempeño asociados a un sismo específico. También analizar cómo varían las curvas de fragilidad para distintas resistencias del concreto y densidad de muros. Se empleará un enfoque analítico para realizar el análisis estático - no lineal o pushover, esto será posible usando la herramienta ingenieril de acrónimo ETABS y la metodología Hazus, el cual es un método estadístico para la creación de gráficos de vulnerabilidad estructural, los cuales interpretaremos como curvas de fragilidad. Por último, proponer posibles estrategias para seleccionar la resistencia del concreto y densidad de muros adecuadas al inicio de un diseño estructural con el fin de minimizar la vulnerabilidad de las edificaciones.Ítem Texto completo enlazado Análisis comparativo entre el método de diseño basado en fuerzas (FBD) y el método directo de diseño basado en Desplazamientos (DDBD) para un edificio de concreto armado de sistema estructural dual de 7 niveles(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-04-20) Montufar Canal, Kevin André; Soto Oblea, Edward JonathanLos terremotos ocurridos alrededor del mundo durante el siglo pasado y en lo que va de este han llevado a ingenieros e investigadores a cuestionar los conocimientos y métodos de diseño que se conocían sobre la ingeniería sismorresistente. Es así que un primer cambio de enfoque ocurrió cuando se consideró a los desplazamientos como la principal causa del daño estructural en reemplazo de las aceleraciones y fuerzas que pueda experimentar una estructura. En base a esto, resulta lógico pensar que los métodos de diseño se deben basar en los desplazamientos y no en las fuerzas. Es así que Priestley, Moehle y Kowalsky, en los años 90, presentan el Método de Diseño Directo Basado en Desplazamientos (DDBD) como alternativa al diseño tradicional basado en fuerzas (FBD). El presente trabajo busca realizar un análisis comparativo entre el FBD y el DDBD aplicado a una estructura de sistema estructural dual de 7 niveles. El diseño por FBD estará basado en la Norma de Diseño Sismorresistente E.030 peruana del 2018, mientras que el DDBD en el texto Displacement-Based Seismic Design of Structures por Priestley et. al. del año 2007. En el Capítulo I, se presenta una introducción al tema, describiendo la situación. Además, se desarrolla la justificación y la importancia del trabajo. Finalmente, se describe el objetivo principal y los objetivos secundarios de la investigación. En el Capítulo II, se presenta el marco teórico en el cual se resaltan las principales características de ambos métodos, los niveles y objetivos de desempeño estructural según ASCE 41-13 y el diseño por capacidad de los elementos estructurales. Asimismo, se discuten las incoherencias conceptuales del método FBD y se desarrolla el marco conceptual del Análisis Estático No Lineal “Pushover” que se utilizará para evaluar el desempeño estructural de la estructura analizada para ver si cumple con los objetivos propuestos. Finalmente, se elabora una lista de todos los parámetros a ser comparados en la investigación. El Capítulo III reúne los procedimientos paso por paso del FBD y del DDBD basados en los documentos antes mencionados. Se presentan las expresiones matemáticas necesarias para los cálculos que se realicen. Adicionalmente, se presenta el procedimiento del “Pushover” según ASCE 41-13. En el Capítulo IV, se presenta el caso de estudio, el cual corresponde a una edificación destinada a oficinas de 7 niveles de sistema estructural dual ubicado en la ciudad de Lima. La distribución en planta, las propiedades de los materiales a utilizar y el metrado de cargas son mostrados. En el Capítulo V, se aplica la metodología descrita en el Capítulo III. Asimismo, los resultados obtenidos son presentados destacando el periodo estructural, la rigidez lateral, la fuerza cortante basal, los momentos de volteo, las fuerzas laterales y el diseño de los elementos estructurales. En el Capítulo VI, se realiza la aplicación del análisis “Pushover” para cada caso. Se presenta la curva y espectro de capacidad para cada método, estableciendo el punto y la matriz de desempeño. Mediante este análisis se demostró que el DDBD cumple de manera eficiente con los parámetros de diseño por desempeño, validando así la metodología. En el Capítulo VII, se realiza el análisis comparativo entre el FBD y el DDBD. Los resultados se presentan en gráficos que permiten explicar las diferencias de manera didáctica, evidenciando por qué el DDBD resulta más efectivo en la estimación del comportamiento real de una estructura ante movimientos sísmicos, ya que toma en cuenta la respuesta no lineal en la etapa de diseño. Por último, en el Capítulo VIII se discuten las conclusiones a las que se llegaron luego de aplicar el FBD y el DDBD para el caso de estudio y con los resultados del análisis “Pushover”. Asimismo, se presentan algunos comentarios finales sobre el trabajo y se brindan recomendaciones para futuras investigaciones relacionadas.Ítem Texto completo enlazado Diseño estructural en concreto armado de un edificio de vivienda multifamiliar de cinco pisos y un semisótano en el distrito de Surco(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-10-18) Arizmendi Castro, Werner Andrés; Soto Oblea, Edward JonathanEn el presente documento de tesis, se ha realizado el análisis estructural y diseño estructural en concreto armado de un edificio de departamentos de cinco pisos y un semisótano ubicado en el distrito de Santiago de Surco en la provincia de Lima. Este se encuentra ubicado en una esquina y limita en sus dos frentes con dos viviendas unifamiliares de tres y dos pisos respectivamente. El edificio cuenta con una zona de estacionamiento al nivel del terreno con capacidad para 2 automóviles y cuenta con un semisótano que posee un área de 286 m2 destinado a estacionamientos, con capacidad para seis automóviles, un hall de espera y un baño para la recepción. Asimismo, el primer nivel de la edificación posee un área igual a 233 m2 la cual se distribuye en dos departamentos y una zona de parrillas. Además, los cuatro niveles restantes superiores son típicos y poseen un área de 243 m2 cada uno y se distribuye en 2 departamentos por piso. Por último, la altura de entrepiso del semisótano es de 2.7 metros y la del primer al quinto piso es de 2.65 metros con lo cual el edificio posee una altura total, desde el nivel de terreno natural, de 14.75 metros. El edificio está estructurado de manera que esté acorde con las disposiciones del reglamento nacional de edificaciones, en ese sentido, se determinó un sistema de muros y pórticos de concreto armado que soporte las solicitaciones requeridas. Para ello, se realizó un modelo en tres dimensiones del edificio, de manera que se representen los elementos y cargas aplicadas de manera adecuada. En primer lugar, se realizó una estructuración y pre dimensionamiento de modo que estimaron las ubicaciones y dimensiones de los elementos estructurales que conforman la edificación. En segundo lugar, se procedió con un análisis sísmico en el que se busca que el edificio satisfaga las disposiciones exigidas por la Norma de Diseño Sismorresistente E. 030. Para ello se debe garantizar que el comportamiento de la estructura sea prácticamente elástico para sismos frecuentes. Asimismo, se acepta que para sismos raros la edificación se encuentre entre los niveles desempeño de resguardo de la vida hasta cerca al colapso, de manera que no superen la ductilidad estructural instalada. A continuación, se diseñaron los elementos estructurales tales como losas (macizas y aligeradas), vigas, columnas, placas, cimentaciones, muros de sótano, escaleras y cisterna. En el caso de las cimentaciones se consideraron zapatas aisladas, conectadas y combinadas. Todos los elementos estructurales se diseñaron de acuerdo con la norma E. 060 vigente. Por último, se realizó el dibujo de los planos estructurales de todos los elementos dentro del alcance del presente proyecto.