Facultad de Ciencias e Ingeniería
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Item Metadata only Estudio de la vulnerabilidad sísmica estructural utilizando curvas de fragilidad en colegios del distrito de La Molina(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-11-13) Velazco Guerrero, Daniela Nicole; Rodriguez Olivares, Mario Alejandro; Asmat Garaycochea, Christian AlbertoAnte la posible llegada de un sismo severo a la capital se debe tener la certeza de que las estructuras esenciales estén preparadas para cumplir con el desempeño con las que fueron diseñadas. La tesis propuesta busca identificar el estado actual de la vulnerabilidad sísmica con base en la tipología común de los colegios situados en La Molina. Se utiliza como herramienta las curvas de fragilidad, las cuales se generan en base al análisis estático no lineal utilizando el software SAP2000. Los estados límites para identificar la vulnerabilidad se obtienen a partir del manual técnico de Hazus MR4. Para la metodología se visitan cinco colegios del distrito de La Molina ubicado en la ciudad de Lima en Perú y se identifica que existen dos tipologías estructurales típicas donde una presenta 5 ejes estructurales en dirección transversal y la otra 7 ejes. En estas tipologías se manifiesta el fenómeno de columnas cortas, al igual que en la mayoría de colegios que se han visitado. Se obtienen las curvas de fragilidad en función de la probabilidad de daño y el pseudo-desplazamiento espectral. Los resultados obtenidos demuestran que las dos tipologías presentan una gran probabilidad de tener un desempeño de daño completo ante la llegada de un sismo raro en dirección X y una gran probabilidad de que ocurra un estado de daño moderado para la dirección Y. Se realiza un análisis dinámico lineal utilizando el espectro de la norma peruana E0.30 en ambas tipologías y para ambas direcciones, con el objetivo de determinar su respectivo desplazamiento espectral en función al sismo de diseño. Se concluye que el estado actual de la vulnerabilidad sísmica en los colegios de La Molina presentan un daño estructural moderado a completo ante la solicitación del sismo de diseño denominado sismo raro.Item Metadata only Análisis de la influencia del asentado en la respuesta estructural de muros tipo pirca mediante ensayos a escala reducida(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-10-23) Jaimes Cucho, Geraldine Lizbeth; Santa Cruz Hidalgo, Sandra CeciliaEn la ciudad de Lima existe población que vive en laderas y asienta sus viviendas sobre pircas. La informalidad de estas construcciones conjugada con un escenario sísmico superior al de la normativa peruana desencadenarían la destrucción de estas viviendas y de las estructuras ubicadas altitudinalmente bajo ellas. Esto sin considerar las posibles víctimas humanas y pérdidas económicas. La necesidad de entender mejor el comportamiento de estos muros de piedras sin mortero ha conllevado el desarrollo de estudios (tesis) en los últimos años mediante recopilación histórica, uso de modelos experimentales o analíticos, los cuales han sido recogidos en esta tesis. El presente texto analiza la influencia de los arreglos geométricos de las piedras en el comportamiento estructural de muros tipo pirca mediante 3 arreglos a escala reducida. Se inicia con una recopilación bibliográfica sobre las pircas plasmadas en el Marco Teórico en las que se identifican diversos arreglos. Entre ellos, se elige el espaciamiento vertical entre piedras pasantes consecutivas dado que la presencia de este tipo de piedras es recomendada por diversos autores como McCombie et. al. (2016) e Ita et. Al. (2023). Se elige también la variación del traslape dado que estudios como los de McCombie et. al. (2016), Mundell et. al. (2009) y McCombie et. al. (2012) dan a entender que las juntas corridas son perjudiciales en el comportamiento del muro. Por último, se elige modificar la inclinación de las hileras en contra del movimiento lateral. Se busca explorar dicho comportamiento dado que son pocos los estudios y no son concluyentes. Esto es abordado en la Elección y diseño de los especímenes. Los ensayos fueron realizados en la losa del Laboratorio de Estructuras de la PUCP. Para el ensayo se cuenta con una estación total, un nivel y un trasportador, principalmente, como instrumentos de medición. Todos los cálculos fueron realizados a partir de los datos de la estación total, dada su precisión. En cuanto a los equipos, se usó una mesa inclinable donde se armaron los especímenes que fueron inclinados mediante una grúa pórtico conectada a la mesa. El procedimiento es descrito en el Plan de ensayo. La respuesta estructural cuantifica la resistencia lateral, la rigidez inicial lateral, la deformación última del muro, el tipo de falla y el porcentaje de muro que se mantiene en su lugar luego del colapso, los cuales se presentan en la Descripción de los resultados. Los muros con mayor cantidad de piedras pasantes, traslape a la mitad y sin ángulo de inclinación son los que tienen una mayor deformación última antes del colapso. Se observa también que los traslapes más simétricos hacen que el muro se abombe más sin fallar. En cuanto a la falla, los muros que generan menos escombros es el que tiene más piedras pasantes, traslape simétrico y sin ángulo de inclinación, y el que tiene menos piedras pasantes, juntas corridas y sin ángulo de inclinación. Por último, se presenta la Discusión de resultados, y Conclusiones y recomendaciones en la que se identifica que el espaciamiento vertical entre piedras pasantes consecutivas no predice la deformación última aún cuando parecen estar relacionadas. Se confirma que, a más piedras pasantes, hay mayor resistencia, rigidez inicial y menos escombros ante una carga lateral. También, es posible reducir la cantidad de piedras pasantes, colocándolas en posiciones estratégicas. Asimismo, se concluye que los muros con traslapes simétricos se deforman más antes del colapso debido a que un buen traslape da un soporte adicional y son capaces de abombarse más antes de la falla. Por último, los muros sin inclinación de sus hileras son capaces de deformarse más antes de colapsar. Se recomienda continuar con el desarrollo de tesis experimentales que permitan alimentar modelos numéricos de predicción de comportamiento en ensayos a escala real. En esta tesis se ha tratado las variables independientes de forma separada. Se sugiere que, en próximos estudios, se realicen análisis de regresión múltiple que permitan medir el efecto de variables combinadas.Item Metadata only 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.Item Metadata only Diseño estructural de un edificio multifamiliar de Concreto armado de ocho pisos en Huancayo(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-09-16) Pérez Eulogio, Juan Carlos; Villagómez Molero, DiegoEl presente trabajo de tesis consiste en realizar el diseño estructural en concreto armado de un edificio de ocho pisos, el cual será destinado principalmente a departamentos. El proyecto se ubica en la ciudad de Huancayo, en un terreno rectangular de 640 m 2 , con un frontis de 18 m y un fondo de 35.5 m. La altura del edificio es de 23.60 m y la altura de entrepiso es 2.75 m para todos los niveles, con un espesor de techo de 20 cm. La edificación cuenta con un retiro de 2 m, en el primer nivel cuenta con 5 locales comerciales, un lobby y 4 departamentos; del segundo al octavo nivel presenta pisos típicos con 6 departamentos por nivel. Además, se tiene dos ascensores y una escalera para acceder hasta el octavo nivel. El abastecimiento de agua potable a los departamentos se efectúa con bombas hidroneumáticas y una cisterna ubicada en el primer nivel, en un terreno aledaño a la edificación, donde también se ubican los estacionamientos. El estudio de suelos señala que se tiene una capacidad portante de 4.5 Kg ⁄ cm 2 con una profundidad de cimentación de 1.50 m. El sistema estructural del edificio consta de pórticos de placas y columnas con vigas, dispuestas en ambas direcciones. En las escaleras y ascensores se colocarán núcleos de placas para aportar mayor rigidez a la estructura. La cimentación es del tipo superficial, conformada por zapatas aisladas, zapatas combinadas - conectadas y cimientos corridos. El punto de partida de este trabajo de tesis son los planos de arquitectura de la edificación, a partir de los cuales se realiza la estructuración y predimensionamiento de los elementos estructurales. Seguidamente, se realiza el análisis sísmico de la edificación. En esta etapa se comprueban las dimensiones previamente establecidas o se modifican de ser necesario. Después de ello, se realiza el diseño en concreto armado de la estructura, cumpliendo con las exigencias de la norma técnica peruana. Finalmente, se elaboran los planos de estructuras correspondientes.Item Metadata only Análisis comparativo del desempeño estructural de un edificio teórico aporticado de 6 niveles con disipadores y sin disipadores(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-07-10) Alvis Espinoza, Edgar Antonio Junior; Montalbetti Solari, Juan Antonio AlejoLos últimos años, se han incorporado nuevos sistemas de protección sísmica, que acompañados de un buen criterio, permiten reducir el daño estructural en edificaciones. Uno de estos sistemas son los disipadores de fluido viscoso. Por ello, resulta necesario entender el impacto que tiene su incorporación en una edificación de concreto armado. El presente informe tiene por objetivo evaluar la posibilidad de que edificios aporticados, y con sistema de disipadores de fluido viscoso permanezcan en el rango elástico de su capacidad ante sismos importantes. Para ello se tomó como base a una edificación aporticada de seis niveles con uso destinado a oficinas. La estructuración siguió los lineamientos de rigidez y resistencia de la norma E030. Luego, se incorporó un sistema de disipadores de fluido viscoso en disposición diagonal. Para su dimensionamiento, se consideró conveniente definir una deriva objetivo de 4.5/1000 y disponer de cuatro disipadores por piso en cada dirección de análisis. Para evaluar el impacto de los disipadores, se estableció un comparativo entre el edificio sin disipación y el edificio con disipación. Se realizó un análisis espectral y un análisis tiempo historia con registros escalados a nivel de sismo raro y frecuente. Se evaluaron los desplazamientos, el desempeño general de la estructura y el desempeño de algunos elementos estructurales ante los registros ingresados. La resistencia de cada elemento se estimó del análisis espectral y se amplificaron estos valores por un factor de sobreresistencia Ω = 2, el cual es un valor típico en estas edificaciones. Los resultados mostraron que el sistema de disipación de fluido viscoso no logra mantener la estructura en el rango elástico de su capacidad ante sismos raros, ni tampoco ante sismos frecuentes. Sin embargo, sí reduce parcialmente los desplazamientos, las cortantes de base, las fuerzas internas de los elementos evaluados y por lo tanto el daño en todo el sistema estructural.Item Metadata only Análisis de la vulnerabilidad sísmica de viviendas autoconstruidas (sin ingeniería) en el distrito de Punta Negra(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-06-27) Rojas Motta, Cesar Gabriel; Moran Yañez, Luis MiguelEn la actualidad, el porcentaje de viviendas autoconstruidas (sin orientación ingenieril) es superior a las construidas respetando todos los procesos constructivos establecidos. Se conoce que, el 70% de hogares han sido construidos informalmente y son probablemente altamente vulnerables frente a un sismo. Punta Negra es un distrito donde se evidencia mucho la autoconstrucción teniendo como causas principales la baja posibilidad económica de los pobladores y desconocimiento de procesos constructivos. El objetivo en la presente investigación es aplicar el método de Benedetti-Petrini para determinar el grado de vulnerabilidad sísmica en las viviendas del distrito de Punta Negra. Con tal finalidad, se distribuyó al distrito en 10 Sectores, lo cual permitió evaluar aspectos estructurales, constructivos y geométricos de las viviendas de manera ordenada. Para cada vivienda, se realizó la toma de datos para los 11 parámetros del método Benedetti-Petrini, dichos parámetros determinaran el índice de vulnerabilidad de los hogares. La obtención de un mapa de vulnerabilidad sísmica del distrito será otro objetivo de la investigación. El mapa de vulnerabilidad obtenido servirá para poder tomar conciencia a las autoridades y poder realizar estudios mucho más profundos. Así, se pueda tomar medidas preventivas frente a algún sismo de alta magnitud. Finalmente, se concluye con los valores hallados para el índice de vulnerabilidad, que el distrito de Punta Negra es medianamente vulnerable frente a sismos. La gran mayoría de viviendas alcanzan el grado de altamente vulnerables debido a que no tuvieron asesoría de algún especialista para su construcción.Item Metadata only Capacidad estructural de ensambles muro-viga de concreto armado con discontinuidad del acero negativo en la viga ante acciones cíclicas(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-06-21) Arzapalo Guerra, Joel Christian; Silva Berríos, Wilson EdgarEl trabajo de investigación presenta un estudio experimental y numérico sobre la capacidad estructural de las vigas de acoplamiento presentes en decenas de edificios de un proyecto inmobiliario masivo. Debido a un error en la construcción, solo la capa inferior de las barras de refuerzo longitudinal son continuas y anclan en los muros, mientras que el resto de las capas fueron cortadas antes de ingresar al cuerpo del muro. En este estudio se determinó experimentalmente la capacidad estructural de estas vigas de acoplamiento mediante ensayos cíclicos y monotónicos de subensambles viga-muro que representan la geometría, las condiciones de borde y las condiciones de carga de las vigas en los edificios. Este análisis experimental mostró el comportamiento dúctil de la viga de acoplamiento cuando los esfuerzos de tensión se presentan en la zona con barras de refuerzo con continuidad, a diferencia del comportamiento frágil observado cuando estos esfuerzos se presentan en la zona sin continuidad en las barras de refuerzo. El comportamiento dúctil se refiere a un patrón de agrietamiento distribuido, degradación de la resistencia y rigidez no abrupta, así como un incremento constante de la energía disipada. Finalmente, la capacidad estructural de las vigas se sintetiza en los valores de los parámetros de desempeño calculados a partir de los registros experimentales. En este estudio, también se desarrolló un modelo numérico basado en el método de elementos finitos que permite representar el comportamiento estructural global de las vigas de acoplamiento. Este modelo numérico tiene en cuenta tanto la no-linealidad geométrica como la no-linealidad material para ofrecer una simulación más precisa del comportamiento de las vigas.Item Metadata only Análisis y diseño estructural de un reservorio circular de almacenamiento de agua de 2700 m3 ubicado en Lima(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-06-06) Rojas Buendia, Luis Enrique; Villagómez Molero, DiegoEste presente trabajo tiene como finalidad presentar el proceso realizado de análisis y diseño de un reservorio circular de almacenamiento de agua de 2700 m3 de concreto armado apoyado en el terreno ubicado en la ciudad de Lima. Por requerimientos hidráulicos, posee dicha capacidad, de 6.5 m de altura y diámetro de 25 m en la base, la cual se apoya sobre un perfil de suelo considerado S1, de módulo de balasto de 2.0 kg/cm3. Este proceso conllevó a realizar el predimensionamiento de la estructura para iniciar un modelo tridimensional. Se realizó el análisis sísmico a través del método dinámico y, finalmente, se desarrolla el diseño de la estructura. Los elementos estructurales que conforman el reservorio son los siguientes: cúpula esférica, las paredes cilíndricas de la cuba, la viga tipo anillo que une a la cúpula y muro cilíndrico, y la losa de cimentación. El análisis estructural se realizó en el software de elementos de finitos Sap2000. Para ello, se consideró las normas E020, E030-2018, E060, ACI350-06 y el ACI 350.3-06. De manera similar, dichas normas se utilizaron para el diseño estructural de la estructura. Cabe resaltar que parámetros como la durabilidad, calidad de concreto, verificaciones en servicio, modelo simplificado masa resorte (Housner, 1963), son varios de los factores que intervienen en su análisis y diseño. Finalmente, se obtiene las dimensiones la estructura: pared circular y losa de cimentación de 45 cm espesor, cúpula de 7 cm de espesor y una flecha 2.80, y la viga de sección 60x40 cm. Se presenta como resultado el diseño de estos elementos y los planos correspondientes.Item Metadata only Análisis comparativo estructural del sistema de aislamiento de un museo de concreto armado de varios niveles usando aisladores sísmicos elastoméricos y deslizantes(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-06-03) Hidalgo Tasayco, Adolfo Rafael; Montalbetti Solari, Juan Antonio AlejoLa presente tesis consiste en la comparación del desempeño de un museo de concreto armado de varios niveles de 1, 3 y 5 pisos utilizando 2 distintos tipos de aisladores sísmicos (elastoméricos y deslizantes). Con la superestructura ya adecuadamente diseñada, se predimensionarán los elementos estructurales del sistema de aislamiento. Además, se emplearán análisis estáticos y espectrales para el diseño inicial de la interfaz de aislamiento utilizando propiedades nominales en los dispositivos. En base a esto, se realizará el diseño final empleando análisis tiempo-historia para propiedades nominales y para sus valores máximos y mínimos correspondientes tomando en cuenta los lineamientos de la norma E.031 de aislamiento sísmico. Finalmente, una vez verificado que los dispositivos de aislamiento hayan cumplido con los requisitos mínimos de diseño, se prepararán las especificaciones técnicas del sistema de aislamiento para cada situación planteada, además se evaluará el comportamiento de cada caso para presentar la mejor elección propuesta.Item Metadata only Diseño estructural, metrados y ratios de un edificio de concreto armado de 8 pisos(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-05-21) Liñan Vidangos, Daniel Eduardo; Pasco Garfias, Héctor Alberto; Rubiños Montenegro, Alvaro CesarEl siguiente proyecto de tesis comprende el análisis y diseño estructural (además de la evaluación de los ratios) de un edificio multifamiliar de 8 pisos ubicado en el distrito de Miraflores. La edificación se encuentra en un terreno de 425.80 m2 de área donde, el primer piso tiene una arquitectura diferente al resto y todos los pisos cuentan con un área construida de 300.30 m2, lo que da un total de 2402.20 m2 para todo el proyecto. Además, el suelo del terreno está constituido por grava arenosa compacta típica del cono de deyección del Río Rímac y cuenta con una capacidad portante de 4 kg/cm2 a 1.5m de profundidad. El sistema estructural empleado será de muros. Los elementos verticales están conectados mediante vigas de concreto armado de 0.55 m de peralte, que se unirán mediante losas macizas o aligeradas de 0.20 m de espesor. Todas las zapatas de los cimientos estarán conectadas. La arquitectura y el diseño estructural realizado cumplen con los lineamientos establecidos por el Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE): la Norma E.030 Diseño Sismorresistente, la norma E.050 Suelos y Cimentaciones y; la norma E.060 Concreto Armado Como entregable, se brindarán los planos de la edificación para que puedan ser utilizados para ejecutar el proyecto. Estos contarán con los planos de detalles típicos, encofrado de techos, detalle de placas y columnas, detalle de vigas típicas y de azotea, plano de cimentación y cortes de cimentación; y escalera.