Facultad de Ciencias e Ingeniería

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    Diseño de una nave industrial para taller mecánico ubicada en Cerro de Pasco
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-08-24) Morales Agustin, Jhon Alexander; Yeckle Montalvo, Luis Enrique
    El presente trabajo muestra al lector el proceso de diseño de una nave industrial ubicada en la ciudad de Cerro de Pasco destinada a ser un taller de mantenimiento mecánico para camiones mineros. La estructura está compuesta por pórticos metálicos, cuyas columnas se apoyan en pedestales de concreto; y por un tijeral compuesto por ángulos. En la dirección longitudinal, los pórticos están arriostrados por perfiles C7x9.8 en el techo y por perfiles W6x8.5 en las columnas. El análisis estructural de la estructura cumple con las normas peruanas E.090 y E.030; y con las normas internacionales ASCE 7-16, AISC 15th Edition y ACI 318-19. Estas normas son aplicadas cuando se requieran con preferencia de las normas locales, para este proyecto en particular, las normas peruanas. Además, se usa el programa SAP2000 para realizar el análisis integral de la estructura considerando los parámetros y limitaciones obtenidos de las normas mencionadas. El diseño de los elementos metálicos se realiza de acuerdo con la norma peruana E.090, la norma AISC 15th Edition y la Guía de Diseño N°1 – Placas base para columnas 2da edición, las cuales contienen fórmulas y factores de diseño para solicitaciones de servicio y sísmicas. Por otro lado, los elementos de concreto armado, son diseñados siguiendo lo establecido en la norma peruana E.060. Los planos presentan detalles de las conexiones, secciones, materiales y entre otros valores y especificaciones para su adecuada construcción.
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    Diseño de una nave industrial por el método de análisis directo
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-08-31) Ordoñez Lima, Rubén Darío; Yeckle Montalvo, Luis Enrique
    Actualmente el análisis y diseño de naves industriales se realiza de forma tradicional pero en la norma E0.90 se estipula el concepto de diseño para estabilidad el cual permite analizar estructuras de acero con más criterios estructurales en comparación de la forma tradicional, esto nos conduce a tener un diseño estructural más seguro y optimo. La presente tesis tiene como objetivo diseñar una nave industrial empleando el diseño para estabilidad enfocándose en el método de análisis directo, en el cual mostraremos el procedimiento de análisis y diseño. El diseño de naves industriales por el método de análisis directo tiene sus bases en el análisis y diseño tradicional pero amplia el análisis considerando lo siguiente: las imperfecciones geométricas, esto es porque los elementos estructurales al ser construidos tienen un desaplome natural; la perdida de rigidez, esto es porque la estructura en algún momento tendrá incursiones inelásticas; efectos de segundo orden, esto es porque al tener elementos esbeltos será más fácil incursionar en la no linealidad geométrica. El método de análisis directo tiene un procedimiento de diseño muy similar al tradicional con la excepción de que el factor K de pandeo se considera igual a 1. Las consideraciones mencionadas anteriormente conllevan a obtener mayores solicitaciones luego del análisis, lo que producirá diseños con mayores ratios a comparación del diseño tradicional. En conclusión, el diseño para estabilidad enfocado en el método de análisis directo permite tener diseños con ratios cercanos a 1 debido a una mayor consideración de criterios en el análisis estructural, eliminando así algunas incertidumbres y garantizando una mayor seguridad mediante la optimización de los elementos estructurales. El método de diseño para estabilidad en la actualidad es más fácil de implementar gracias a la enorme capacidad de los softwares estructurales que existen por ello este método debería ser empleado más seguido en los diseños de estructuras de acero.
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    Control de fisuración en losas postensadas de sótanos
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-08-29) Valdez García, Fernando Renzo; Yeckle Montalvo, Luis Enrique
    El presente trabajo de tesis es un estudio de tres edificaciones donde se han modificado algunos parámetros constructivos en búsqueda de minimizar las fisuras en las losas postensadas de los sótanos. Se realizó una inspección en campo de los sótanos en un rango de cuatro a seis semanas posteriores a el vaciado de los elementos postensados con la finalidad de documentar las fisuras que aparecían en cada nivel. El ACI 224.R 93 propone varios métodos para caracterizar las fisuras de un elemento estructural. Se utilizó la tarjeta de comparación para ubicar el grosor y la wincha de mano para medir la longitud de cada una. También se utilizaron los planos para ubicar cada fisura en su posición respectiva, así como los cajones de tensión y las juntas de dilatación propuestas por el proyectista. Luego de la recolección de los datos de campo se procedió a elaborar tablas identificando cada fisura con su respectivo grosor y longitud. Posteriormente se realizó una clasificación utilizando tabla 3.3 de (SIKA). En base a estas tablas se propuso tres parámetros identificadores para caracterizar las fisuras de cada edificio y así poder compararlos entre ellos. De esta comparación se obtuvo resultados que mostraron menores afectaciones en uno de los proyectos, debido a fisuracion, por lo que se infiere que sus métodos de control fueron los más eficientes.
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    Memoria de cálculo de análisis y diseño de una nave industrial
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-06-07) Huanqui Philipps, Roger Alejandro; Yeckle Montalvo, Luis Enrique
    El objetivo general del presente documento es presentar el análisis por cargas de gravedad, sísmicas y de viento de una nave industrial ubicada en el distrito de La Victoria en Lima. Será realizado el diseño estructural en acero y concreto armado. Para ello, serán utilizadas las secciones vigentes del Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE) y serán seguidos los lineamientos de la norma norteamericana de diseño en acero estructural (AISC 360-16). Finalmente, serán elaborados metrados y el presupuesto de construcción de toda la estructura principal. La nave industrial destinada a almacén, consta de siete tijerales metálicos paralelos de 22 m de luz y 15 m de altura. Estos presentan una configuración a dos aguas y se encuentran espaciados cada 6 m. La carga muerta considerada en el techo ligero es de 30 kg/m2 entre peso de viguetas, de cobertura (tipo TR4 de PRECOR), instalaciones ACI e iluminación. La sobrecarga considerada en el techo es de 30 kg/m2 según los requerimientos mínimos de la norma de cargas E.020.
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    Diseño de una nave industrial
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-04-08) Huerta Gonzales, Yul Junior; Yeckle Montalvo, Luis Enrique
    Actualmente, en el rubro industrial se tienen muchos casos de fábricas que necesitan cada vez más y más área de trabajo o almacenamiento. El proyecto profesional plantea una solución para cubrir un almacén con temperatura controlada en un área de 30x60m. Se plantea utilizar pórticos de armaduras a dos aguas para sostener techos ligeros revestidos con 30 metros de luz espaciados cada 5 metros. Estos pórticos se conectarán por medio de una armadura y tirantes lisos. Para optimizar el peso en el techo, se plantea utilizar secciones compuestas hechas por ángulos, viguetas dobladas en frío espaciadas cada 2m (según indica el proveedor de la cobertura ligera) y fierros lisos como arriostres. Al usar una armadura en el sentido corto, se analizará la estructura como una OMF porque se puede comprobar que se transmite momento a las columnas a través del par axial que transmiten ambas bridas, mientras que en el sentido longitudinal se analizará la estructura como una OBCF porque los fierros lisos se actúan como tirantes, de esta manera, se evita hacer tener la columna en volado en el sentido largo. Finalmente, para la cimentación se plantean usar zapatas aisladas.
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    Diseño estructural de un atrio escolar tipo nave industrial
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-03-01) Melgar Romero, Jorge Enrique; Yeckle Montalvo, Luis Enrique
    El presente trabajo de suficiencia profesional detalla los criterios y procedimientos empleados para el análisis y diseño estructural de la edificación denominada: ATRIO ESCOLAR. Estructura compuesta por un sistema de pórticos ordinarios resistentes a momento en dirección “X” y de pórticos ordinarios concéntricamente arriostrados en dirección “Y”. El pórtico principal posee una luz de 18.35 metros a ejes de columnas, está espaciado a cada 4.50 metros y tiene una altura de 10.25 metros. Dicho pórtico principal está conformado por una viga de alma llena fabricada de sección W variable y rolada, y por una columna de alma llena fabricada de sección W también variable. El pórtico secundario está conformado por vigas de alma llena laminadas y por la columna ya descrita; adicionalmente, en esta dirección, se cuenta con paños arriostrados con redondos lisos. La estructura del techo se compone de viguetas de sección Z conformadas en frío arriostradas en sus tercios. Se realizó un análisis dinámico modal espectral de la edificación empleando el software SAP2000 siguiendo los parámetros y especificaciones dadas en la Norma Sismorresistente E.030 – 2018. Dicho análisis computacional permitió acceder a información como: periodos y modos de vibración de la estructura; cortante basal y fuerzas internas en elementos estructurales; y desplazamientos laterales. El diseño estructural de los elementos y conexiones se llevó a cabo empleando la normativa del American Institute of Steel Construction (AISC) 360 – 16, siguiendo las provisiones sísmicas para edificios de acero establecidas por el American National Standards Institute (ANSI) 341 – 16 para sistemas OMF y OCBF. El método de diseño empleado fue el de la longitud efectiva. La cimentación fue analizada y diseñada en el software SAFE. El procedimiento de análisis utilizado fue el del método elástico empleando el modelo de la solución de Winkler. Las combinaciones para la verificación de esfuerzos admisibles en el terreno fueron las descritas en el ASCE – 16. Las cargas fueron importadas al SAFE desde el modelo realizado en SAP2000, el sismo fue trasladado por medio del método de la fuerza equivalente como un sismo estático para cada dirección. El diseño estructural de la cimentación se realizó siguiendo las especificaciones dadas en la Norma E.060 vigente.
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    Diseño estructural de una faja transportadora de mineral de 93 metros de longitud
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-02-02) Torres Miranda, Juan Carlos; Yeckle Montalvo, Luis Enrique
    En el presente documento, se mostrará el procedimiento de diseño de la estructura de una faja transportadora de mineral de 93 metros de longitud, las cuales son usadas en el rubro minero en la etapa del chancado de mineral en el proceso de concentrado. La geometría de las fajas transportadoras está definida por la conceptualización del proceso y la búsqueda de la optimización del mismo. Las variables que definen el ahorro de costos van más allá de la inversión de la infraestructura minera, y considera también costos operativos y de mantenimiento. Estas variables no serán consideradas en el análisis de este trabajo, y se partirá de una geometría inicial como resultado de las iteraciones propias de la etapa de definición. La conceptualización de elementos estructurales se realizará con elementos unidimensionales los cuales conformarán un arreglo 3D. La estructura será analizada en el programa SAP 2000. Dado que en Perú no se cuenta con normativa específica para el diseño de estas estructuras, se tomará en cuenta normativa internacional para la verificación del diseño de los elementos estructurales que conformen la estructura de la faja transportadora
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    Diseño estructural de un pabellón de la Facultad de Arquitectura de la PUCP con dos sistemas estructurales diferentes y la comparación económica
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-03-19) Céspedes Alarcón, Ernesto Manuel; Yeckle Montalvo, Luis Enrique
    El presente trabajo es la elaboración de una tesis la cual tiene como título “Diseño estructural de un pabellón de la Facultad de Arquitectura de la PUCP con dos sistemas estructurales diferentes y la comparación económica”, en el cual se desarrollan los pasos necesarios para llegar a las conclusiones como resultado de la comparación económica y de análisis estructural. En la tesis se desarrollan dos proyectos estructurales, los cuales difieren en el sistema empleado de techado para una luz de 16m. Ambos proyectos se basan en la misma arquitectura, la diferencia se enfoca en los sistemas de techado, uno emplea vigas convencionales y el otro vigas postensadas, debido a que el primero lleva vigas peraltadas de tamaño considerable debido a la luz, este tiene una altura de piso a piso de 4.10m; en el segundo sistema, las vigas postensadas, al emplear un sistema de tensado interno, el cual disminuye los esfuerzos de tracción al medio de la luz, el peralte es menor, este tiene una altura de piso a piso de 3.50m. En ambos casos se emplean losas aligeradas, elementos de resistencia a fuerzas de corte placas, elementos que toman fuerzas verticales como columnas y zapatas cuadradas. Para ambos sistemas se tiene una presión admisible del suelo de 4kg/cm². Para cada sistema se realiza predimensionamientos de los elementos. Se realiza un metrado de pesos de cada elemento para cada sistema del cual se obtienen pesos en servicio, sísmicos y carga última. en cada sistema se realiza un análisis por gravedad y análisis sísmico. Para hallar los momentos y fuerzas cortantes por efectos de gravedad se emplea métodos convencionales, como el método de rigidez. Para hallar los momentos, fuerzas cortantes, axiales y desplazamientos se emplea un análisis dinámico usando el software ETABS. Se prosigue con el diseño en concreto armado de los elementos, losas, vigas, columnas placas y zapatas. Se continua con la elaboración de planos de ambos sistemas. Finalizando el dibujo de planos realizamos el metrado de materiales de cada opción. Se tienen tres partidas principales, concreto, acero y encofrados estas emplean las unidades de m³, kg y m²; a cada una se le asigna un precio según sus dimensiones. Finalizando la tesis se hace un comparativo de costos entre ambas opciones y se finaliza con comentarios y conclusiones en base a los beneficios de cada uno, se emplean bases como arquitectura, costos y diferencias en el análisis.
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    Diseño estructural de un edificio destinado a aulas-taller
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2015-05-29) Quinte Tudela, Cristian Junior; Yeckle Montalvo, Luis Enrique
    La presente tesis tiene como objetivo el diseño estructural de un edificio de concreto armado destinado a ser usado como aulas de taller y que estará ubicado en la ciudad de Lima, distrito de San Miguel. Debido a la ubicación del edificio, se considera una capacidad portante del terreno de 4 kg/cm². Por razones de funcionalidad, el área techada del ambiente principal debe estar libre para la circulación y colocación de mobiliario; es decir, no debe haber columnas interiores en ese ambiente. La elección del sistema del techo del ambiente principal (aula taller) se realizará en base al estudio de dos alternativas que se propondrá en el desarrollo de la tesis. El diseño en concreto armado de los elementos estructurales se realizó de acuerdo al Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE). En primer lugar, se realizará un Predimensionamiento de los elementos estructurales que conforman la edificación, sin considerar el sistema de techo del ambiente principal, tales como: Vigas, placas y columnas. Luego, se plantean dos alternativas a utilizar para el sistema de techo principal en base a un criterio en común para ambas, la deflexión. Con ambas losas predimensionadas, se realizará el modelaje de la estructura usando el programa ETABS. Se cargará el edificio con los pesos de cada uno de los componentes de la edificación. Se utilizaron las cargas y combinaciones establecidas en la Norma E.020. A continuación, con ambos modelos definidos y cargados, se realizará en análisis sísmico. Se seguirá las disposiciones mencionadas en la Norma E.030 para verificar que los valores obtenidos estén dentro del rango aceptable de la Norma. Una vez realizado en análisis sísmico, se realizará el diseño de las losas y vigas de ambas estructuras. Luego se realizará una comparación entre ambos para saber cuál es el sistema a utilizar. Se seguirán criterios de comparación arquitectónicos y económicos para escoger la opción final. Luego, una vez escogida la opción a utilizar, se procedió a diseñar las columnas, placas y cimentaciones de la edificación, cumpliendo con lo enunciado en la Norma E.060. Por último, se procedió a dibujar los diseños realizados en planos para una adecuada presentación de los resultados obtenidos